Valorização de residuos de biomassa preparação de carvões activados para remoção de poluentes orgânicos

O trabalho que se apresenta nesta dissertação foi realizado na Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, no Grupo de Adsorção e Materiais Adsorventes em parceria com o grupo de Engenharia das Reacções (Departamento de Química, REQUIMTE) da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa. De uma parte do trabalho desenvolvido resultaram duas comunicações na Annual World Conference on Carbon 2012 na Cracóvia, Polônia, que se realizou em Junho de 2012; e uma comunicação aceite para apresentação na XXXVII Reunião Ibérica de Adsorção (RIA 2012) em Sevilla, Espanha, que se irá realizar em Setembro de 2012.

O trabalho que se apresenta nesta tese consistiu na preparação e caracterização de carvões activados a partir de drêches da indústria cervejeira, e no desenvolvimento de uma possível aplicação para estes materiais como adsorventes no tratamento de águas contaminadas. O método utilizado para a preparação dos carvões foi a activação química com dois agentes activantes, nomeadamente K2CO3 e KOH. Modificam-se as condições experimentais de modo a estudar o efeito de diferentes parâmetros nas propriedades texturais dos materiais. Assim, avaliou-se a influência do pré-tratamento de secagem da drêches, da proporção drêches: agente activante, e da temperatura e tempo de activação. O estudo foi mais detalhado para o agente activante K2CO3 mas a pequena série de amostras activadas com KOH permitiu avaliar as potencialidades dos dois compostos como agentes activantes de drêches da indústria cervejeira. A caracterização textural das amostras foi feita por adsorção de azoto a -196 ºC e CO2 a 0 ºC e a caracterização da química superficial por análise elementar e pHPZC. Para algumas amostras foi ainda possível determinar a densidade aparente. As amostras obtidas são materiais essencialmente microporosos e apresentam porosidade muito desenvolvida. O melhor resultado foi obtido para a amostra activada com K2CO3 usando uma proporção de drêches: carbonato de 1:0,5 tratada a 800 ºC durante 1h, a qual apresenta uma área específica de 1900 m2 g-1. No que se refere à estrutura microporosa verificou-se que o controle das condições experimentais permite obter amostras onde predominam os microporos mais estreitos ou os microporos mais largos. A possível aplicação para estes materiais como adsorventes para a remoção de poluentes orgânicos em solução aquosa foi ensaiada usando soluções de iopamidol e paracetamol. Apesar da amostra escolhida para este estudo não ser a que apresentou a porosidade mais desenvolvida o seu desempenho foi comparável aos carvões comerciais usados como comparação.