Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://bdtd.uftm.edu.br/handle/123456789/1961
Tipo: | Dissertação |
Título: | Produção e caracterização de carvão ativado proveniente de cascas de grãos de café e de cascas de grãos de girassol |
Autor(es): | BORGES, Guilherme Lucas Silva |
Primeiro Orientador: | CARDOSO, Cassia Regina |
metadata.dc.contributor.advisor-co1: | CERQUEIRA, Daniel Alves |
Resumo: | O estudo do emprego de biomassas e resíduos lignocelulósicos na produção de carvão ativado tem apresentado resultados positivos para o desenvolvimento de novas tecnologias que são empregadas com o intuito de colaborar com processos que envolvam a utilização de tais adsorventes. Os resíduos lignocelulósicos provenientes do cultivo de diferentes biomassas são materiais que apresentam produção elevada e, se descartados de forma inadequada, podem ocasionar em problemas ambientais. Qualquer material carbonáceo pode ser empregado para a produção de carvão ativado, desde que apresente baixo teor de componentes inorgânicos, baixo custo, alta disponibilidade, não sofrer degradação na etapa de armazenamento, facilidade na etapa de ativação e produção de bons adsorventes. O presente trabalho tem como objetivo a produção e caracterização de carvões ativados provenientes de cascas de grãos de café e cascas de grãos de girassol, biomassas residuais encontradas em larga escala em território nacional devido às produções de café e óleo de girassol. O método empregado consiste na realização da carbonização prévia das biomassas a 700°C sob atmosfera inerte de nitrogênio (N2), seguida pelo processo de ativação com o hidróxido de potássio (KOH) em meio seco. Os parâmetros de ativação como a temperatura de ativação (600, 700 e 800°C) e a razão mássica de impregnação (1:1, 1:2 e 1:4) foram avaliados durante a produção dos adsorventes. A caracterização dos carvões ativados produzidos foi realizada a partir de técnicas como: espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), análises de área superficial, volume médio de poros e distribuição de poros a partir de isotermas de adsorção-dessorção de BET e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As análises de microscopia indicaram o desenvolvimento de uma estrutura porosa predominantemente formada por mesoporos e microporos, com alto teor de carbono e oxigênio na composição dos adsorventes. A amostra de carvão ativado que apresentou os melhores resultados foi a produzida a partir de cascas de grãos de girassol, ativada a 700°C com razão de impregnação de 1:4 (carvão:KOH), apresentando área superficial de 1326,54 m2.g-1, volume médio de poros de 0,7947 cm3.g-1 e diâmetro médio de poros de 2,34 nm. A partir dos resultados obtidos, é possível afirmar que ambas as biomassas estudadas apresentam características químicas e estruturais favoráveis para a produção de carvão ativado e, também, que o método de ativação empregado proporcionou o desenvolvimento de uma estrutura porosa com alto valor de área superficial quando comparada com outros materiais presentes na literatura. |
Abstract: | The study of the use of biomass and lignocellulosic waste in the production of activated carbon has shown positive results for the development of new technologies that are used to collaborate with processes that involve the use of those adsorbents. Lignocellulosic residues from the cultivation of different biomasses are materials that are produced on a large scale and, if disposed of inappropriately in the environment, can cause environmental problems. Any carbonaceous material can be used to produce activated carbon, as long as it has a low content of inorganic components, low cost, high availability, does not suffer degradation during storage, is easy to activate and produces good adsorbents. The aim of this work is to produce and characterize activated carbon from coffee seed husks and sunflower seed husks, residual biomass found on a large scale in Brazil due to the production of coffee and sunflower oil. The method used consists of previously carbonizing the biomass at 700°C under an inert atmosphere of nitrogen (N2), followed by an activation process using potassium hydroxide (KOH) in a dry method. The activation parameters such as the activation temperature (600, 700 and 800°C) and the impregnation mass ratio (1:1, 1:2 and 1:4) were evaluated during the production of the adsorbents. The activated carbons produced were characterized using techniques such as: Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), surface area analysis, average pore volume and pore distribution based on BET adsorption-desorption isotherms and scanning electron microscopy (SEM). The microscopy analyses indicated the development of a porous structure predominantly formed by mesopores and micropores, with a high carbon and oxygen content in the composition of the adsorbents. The activated carbon sample that showed the best results was the one produced from sunflower seed husks, activated at 700°C with an impregnation ratio of 1:4 (coal:KOH), showing a surface area of 1326,54 m2.g-1, an average pore volume of 0,7947 cm3.g-1 and an average pore diameter of 2.34 nm. Based on the results obtained, it is possible to state that both biomasses studied have favorable chemical and structural characteristics for the production of activated carbon, and also that the activation method used led to the development of a porous structure with a high surface area value when compared to other materials in the literature. |
Palavras-chave: | Produção de carvão ativado. Biomassas lignocelulósicas. Cascas de grãos de café. Cascas de grãos de girassol. Activated carbon production. Lignocellulosic biomass. Coffee seed husks. Sunflower seed husks. |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal do Triângulo Mineiro |
Sigla da Instituição: | UFTM |
metadata.dc.publisher.department: | Instituto de Ciências Exatas, Naturais e Educação - ICENE |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação Multicêntrico em Química de Minas Gerais |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://bdtd.uftm.edu.br/handle/123456789/1961 |
Data do documento: | 12-Set-2024 |
Aparece nas coleções: | Programa de Pós-Graduação Multicêntrico em Química de Minas Gerais |
Arquivos associados a este item:
Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
---|---|---|---|---|
Dissert Guilherme L S Borges.pdf | Dissert Guilherme L S Borges | 43,4 MB | Adobe PDF | ![]() Visualizar/Abrir |
Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.