Carvões ativados de Butiá catariensis preparado por pirólise em forno convencional com ativação química e aplicação na remoção de contaminantes emergentes de solução aquosa

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Cunha, Mariene Rochefort
• Orientador(a): Lima, Éder Cláudio
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Carvão ativado; Butiá; Tratamento de efluentes industriais; Fármacos : Degradação; Adsorção
• Palavras-chave em Inglês: Activated carbon; Adsorption; Removal of emerging contaminants; Drug removal; Captopril and enalapril maleate
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/274254

A presente tese investigou as metodologias para síntese, caracterização e aplicação dos carvões ativados oriundos de caroço de Butiá, produzidos por ativação química e pirólise em forno elétrico convencional que foram aplicados na remoção de contaminantes emergentes (captopril e maleato de enalapril) de águas residuárias sintética da indústria. Esta tese é apresentada na forma de 2 artigos científicos, que foram publicados nas revistas Journal of Environmental Chemical Engineering e Journal of Molecular Liquids com classificação Capes A2 e A1 respectivamente. No primeiro artigo foi feita a síntese, caracterização e aplicação do carvão ativado de butiá catarinense ativado com ZnCl2 nas proporções de 1:1 e pirolise em forno convencional a 600ºC sob fluxo de gás N2 e aplicado para remoção do captopril. No segundo artigo foram feitos dois carvões ativados de Butia catarinensis com agente ativante ZnCl2 nas proporções de 1:1 e 1:1,5, e que foram pirolisados em forno convencional a 600ºC sob fluxo de gás N2 e denominados de ABc-1.0; ABc-1.5 e posteriormente aplicados para remoção para remoção do maleato de enalapril. Os carvões ativados de Butiá catariensis (ABc-1.0; ABc-1.5) foram caracterizados através das seguintes técnicas analíticas: Espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise elementar (CHN/O), isotermas de adsorção e dessorção de nitrogênio (BET/ BJH), análise termogravimétrica (TGA), Índice de Hidrofobicidade (HI), Ponto de Carga Zero (pHPCZ) e Método de Titulação de Boehm. Os dados de caracterização mostraram que os carvões ativados (ABc- 1.0 e ABc-1.5) exibiam uma superfície hidrofílica devido à presença de diferentes grupos polares. Os carvões ativados de Butia catarinensis (ABc-1.0; ABc-1.5) apresentaram um volume total de poros de 0,392 cm3g-1 e 0,492 cm3g-1 e área superficial (SBET) de 1267 m2g-1 e1520 m2g-1 respectivamente. Para descrever o mecanismo de interação adsorvente-adsorvato foram empregados os modelos não lineares de Langmuir, Freundlich, Liu. O modelo de Liu foi o modelo que melhor descreveu o equilíbrio de adsorção dos carvões ativados de butiá (ABc-1.0; ABc-1.5) para remoção dos contaminantes emergentes (captopril e do maleato de enalapril). Os modelos cinéticos de ordem fracionária de Avrami e pseudo-segunda ordem tipo fractal foram os modelos que melhor representam cinética de adsorção dos carvões ativados de butiá (ABc-1.0; ABc-1.5) para remoção captopril e do maleato de enalapril respectivamente apresentando os valores maiores de coeficiente de determinação ajustado (R2adj), os menores valores para desvio padrão (SD) e menores valores critério de informações Bayesiano (BIC). Os resultados termodinâmicos (ΔG°<0) demonstraram que o processo de adsorção dos contaminantes emergentes captopril e maleato de enalapril ocorrem de maneira favorável e espontânea. Os resultados obtidos neste estudo mostram a viabilidade da aplicação do Butiá catarinensis como biomassa precursora para produção de carvões ativados e mostram que os carvões ativados de Butiá (ABc-1.0; ABc-1.5) podem ser utilizados para eficiente remoção de captopril e maleato de enalapril em efluentes da indústria farmacêutica.