Produção de carbonos ativados porosos a partir de resíduos de sementes obtidos das vagens de Caesalpinia ferrea : remoção eficiente de captopril em soluções aquosas

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Kasperiski, Fernando Marchioro
• Orientador(a): Lima, Éder Cláudio
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Carvão ativado; Carbonização; Resíduos vegetais
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/229418

O desenvolvimento de Carbonos ativos e porosos (CAPs) com altas áreas superficiais para remoção de compostos orgânicos de efluentes aquosos é um assunto atual e de grande interesse na área da química ambiental e da tecnologia. Nesse contexto, esse trabalho buscou explorar resíduos vegetais de baixo custo e abundantes como as sementes das vagens de Caesalpinia ferrea (CF) com o intuito de desenvolver carbonos ativos de alta porosidade e área superficial. As sementes das vagens de Caesalpinia ferrea na forma de pó foram tratadas e imersas em soluções aquosas de cloreto de zinco (ZnCl2) a fim de serem preparadas pastas com as seguintes proporções de biomassa e ZnCl2: 1,0:0,5; 1,0:1,0; e 1,0:1,5. Após serem secas, as pastas foram secas em estufa a 60°C por um período de 6h, seguido de inserção em um reator de quartzo e pirólise a 600ºC em forno convencional usando atmosfera de nitrogênio inerte (N2). Os materiais carbonados foram tratados com HCl 6,0 mol.L-1 por duas horas em refluxo, lavado exaustivamente em água, e posteriormente secos em estufa a 80°C por 12h, gerando assim os materiais, CFCAPS.0.5, CFCAPS.1.0 e CFCAPS.1.5. Os carvões obtidos foram utilizados em ensaios posteriores para a remoção do fármaco captopril – princípio ativo farmacêutico – presente em efluentes hospitalares sintéticos e efluentes aquosos. Para caracterizar os materiais carbonados foram utilizadas as seguintes técnicas analíticas: FTIR, razão hidrofóbico-hidrofílica (HI), análise elementar de CHN/O, titulação de Boehm, área superficial (SBET), volume total de poros e distribuição de tamanho de poros. Os resultados indicaram que os materiais CAPs são constituídos de diferentes grupos funcionais na superfície com predominância de características hidrofílicas e altas áreas superficiais da ordem de 1050-1480 m2.g-1. Os processos cinéticos e de adsorção indicaram que a cinética de adsorção é de ordem geral e os dados de equilíbrio foram melhor ajustados ao modelo de isoterma de Liu com QMAX de 535,5 mg.g-1 a 25°C para a amostra CFCAPS.1.5. Os resultados termodinâmicos (∆G°<0) demonstraram que o processo de adsorção do fármaco captopril ocorre de maneira favorável e espontaneamente. O emprego dos CFCAPs para o tratamento simulado de efluentes com diferentes contaminantes emergentes mostrou excelente remoção da ordem de 97,67%. Este resultado evidencia que os resíduos de sementes de Caesalpinia ferrea são uma excelente matéria prima para a preparação CAPs e que os referidos carbonos ativados apresentam um grande potencial para serem usados no tratamento de efluentes aquosos e/ou hospitalares reais contendo produtos farmacêuticos.