Remoção do fenol em solução aquosa por adsorção em carvão activado

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção de grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

O objectivo deste trabalho foi estudar o efeito das propriedades texturais e químicas da superfície do carvão activado, na adsorção de fenol em fase aquosa. Os carvões activados usados como adsorventes foram preparados a partir de diversos precursores após activação com vapor de água. Alguns carvões foram modificados por impregnação com TiO2 e Fe(NO3)3 e a superfície de um carvão foi oxidada com HNO3. Os carvões foram caracterizados por: adsorção de N2 a 77K,adsorção de CO2 a 273K, análise elementar, determinação do pHPZC, dessorção a temperatura programada e determinação do teor de cinzas. Realizaram-se ensaios cinéticos e termodinâmicos de adsorção do fenol a pH=5,7, cujos resultados experimentais foram ajustados, a vários modelos cinéticos e termodinâmicos. Com base nos estudos cinéticos e fazendo variar a concentração inicial do fenol, a concentração de carvão e o tempo, obtiveram-se expressões gerais que permitem prever a quantidade de fenol adsorvida num determinado período de tempo, para adsorventes com propriedades texturais e químicas semelhantes. Verificou-se que a adsorção do fenol depende não só das propriedades texturais mas também das propriedades químicas da superfície. A capacidade de adsorção aumenta com a basicidade da superfície. Nas condições experimentais usadas, o mecanismo de adsorção do fenol é explicado por forças de dispersão do tipo p−p entre o adsorvato e o adsorvente.