Modificação da superfície de carvão ativado comercial (CAG) para a aplicação na adsorção de benzeno e tolueno

Neste trabalho estudaram-se as características de superfície de CAG comercial in natura (CA-1) e tratado por (HNO3) (CA-2) e suas aplicações na adsorção de benzeno e tolueno. Caracterização dos adsorventes: área superficial específica - SBET e distribuição de poros (adsorção de N2/77 K), pH (norma ASTM D3838-05), grupos funcionais de superfície (FTIR e método de Boehm). Foram realizados ensaios de adsorção em sistema batelada (25°C/140 rpm/25 minutos) e sistema de coluna em leito fixo, onde as amostras foram quantificadas por cromatografia gasosa com extração por headspace método EPA 0010. A SBET e o volume médio dos poros do adsorvente CA-2 diminuíram com relação aos valores de CA1, bem como o valor do pH. Houve aumento de grupos funcionais ácidos determinados pelo método de Boehm do adsorvente CA-2 em relação ao CA-1, o que foi confirmado pela determinação de FTIR, na qual a intensidade das bandas de absorção foram mais intensas para CA-2. Obtiveram-se percentuais de remoção de benzeno de 92,6 e 93,6 (%) a partir de CA-1 e CA-2, respectivamente, e para tolueno de 93,2 e 94,3 (%) para CA-1 e CA-2. Os dados dos testes cinéticos foram ajustados satisfatoriamente pelo modelo matemático de pseudo-segunda ordem, baseado nos testes estatísticos aplicados, havendo diferenças estatísticas significativas entre o adsorvente tratado (CA-2) e o in natura (CA-1). Realizaram-se ensaios de equilíbrio de adsorção e correlacionaram-se os resultados pela Isoterma de Langmuir, com resposta satisfatória para o referido modelo. A partir do sistema de adsorção em coluna de leito fixo e considerando o maior valor de vazão volumétrica (Q=100 mL/min) utilizado no referido sistema obtiveram-se os resultados mais significativos de adsorção de benzeno e tolueno empregando (CA-2) como adsorvente.

ABSTRACT: In this work they were studied the characteristics of surface of CAG commercial in natura (CA-1) and treated for (HNO3) (CA-2) and their applications in the adsorption of benzene and tolueno. Characterization of the adsorventes: specific superficial area - SBET and distribution of pores (adsorption of N2/77 K), pH (norm ASTM D3838-05), functional groups of surface (FTIR and method of Boehm). Adsorption tests were performed in batch system and fixed bed column (25 ° C/140 rpm/25 minutes), where the samples were quantified by gas chromatography with headspace extraction by EPA method 0010. The SBET and the average volume of the pores of the adsorbent CA-2 decreased with relation to the values of CA1 as well as the pH. There was an increase of acidic functional groups determined by the method Boehm of the adsorbent CA-2 in relation to CA-1, which was confirmed by determining FTIR, in which the intensity of the absorption bands were more intense for CA-2. Test data were fitted satisfactorily by kinetic mathematical model of pseudo-second order, based on statistical tests applied, with statistically significant differences between the treated adsorbent (CA-2) and in natura (CA-1). Assays were performed equilibrium adsorption, and the results correlated by the Langmuir isotherm, with satisfactory response for that model. From the adsorption system in a fixed bed column and considering the highest volumetric flow (Q = 100 mL / min) used in this system yielded the most important results of adsorption of benzene and toluene using (CA-2) as adsorbent.