Aproveitamento de resíduos industriais para preparação de adsorventes de interferentes de luminescência
Data
2024-07-19
Autores
Silva, Karolina Furukawa da 
Orientadores
Gonçalves, Maraísa
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Resumo
Este trabalho visou a transformação de resíduos industriais com elevado teor de carbono em carvão ativado (CA). Os resíduos escolhidos são oriundos das atividades agrícolas, a casca de café (C) e bagaço de cana-de-açúcar (S). Os resíduos foram transformados em CA utilizando um forno de micro-ondas e posteriormente foi avaliada sua capacidade adsorvente para remoção de contaminantes orgânicos e íons interferentes de luminescência em meio aquoso. De modo a avaliar os parâmetros de ativação nas propriedades porosa dos CAs, utilizou-se um planejamento fatorial avaliando quatro fatores e dois níveis (24) para resposta em área superficial (SBET). Os parâmetros avaliados foram: material precursor (casca de café e bagaço de cana-de-açúcar), potência (500 e 1000 W), proporção de ácido fosfórico como agente ativante (mresíduo:mácido fosfórico: 1:1 e 1:3) e tempo de ativação (10 e 20 minutos). A partir dos resultados obtidos no planejamento fatorial e análise de variância (ANOVA), observou-se que todos os fatores influenciaram na obtenção de CAs, sendo a potência o mais significante. Os CAs obtidos apresentaram maior SBET na proporção de ácido fosfórico de 1:3, quando submetidos a potência de 1000 W e tempo de ativação de 20 minutos, nomeados como C ou S1:3-1000-20. Dentre todos os CAs, aquele obtido a partir de bagaço de cana-de-açúcar foi o que apresentou maior SBET, equivalente a 1500 m².g-1. Os CAs com maior SBET foram preparados em triplicata para avaliar a reprodutibilidade do processo de ativação. O processo se mostrou reprodutível apresentando uma SBET de 1490 ± 21, 1307 ± 9 e 1120 ± 47 m2.g-1 para os CAs S1:3-1000-20, S1:3-1000-10 e C1:3-1000-10, respectivamente. As propriedades físico-químicas dos CAs foram caracterizadas por diferentes técnicas. Os CAs apresentaram morfologia superficial rugosa e porosa. Pelos resultados de difratometria de raios X (DRX), foi observado o caráter amorfo dos CAs. Análises de espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e espectroscopia de fotoelétrons de raios X (XPS) confirmaram a presença de grupos funcionais, como hidroxila, ésteres, fenóis e de fósforo na superfície dos CAs. A aplicabilidade dos CAs foi avaliada na remediação ambiental da sulfametazina (SMT) e íons de ferro (Fe3+) e cobre (Cu2+). A adsorção para o contaminante SMT apresentou viabilidade, sendo que o S1:3-1000-10 apresentou melhor resultado, com uma capacidade de adsorção de 294 mg.g-1. Para testes de adsorção de Fe3+ e Cu2+, o CA que apresentou melhor resultado foi o S1:1-1000-20 com capacidade de adsorção de 10 e 8 mg.g-1 para Fe3+ e Cu2+, respectivamente. Nos estudos fotofísicos, observou-se que os íons metálicos apresentaram interferência na intensidade de luminescência para o [Eu(DPA)3] utilizado na detecção e quantificação de glifosato, mesmo em concentrações mais baixas, sendo os íons de Fe3+ os que mostraram menos interferência na análise. No entanto, foi observado que na concentração de 5x10-5 mol.L-1 de [Eu(DPA)3], a quantidade de íons metálicos restantes em solução não apresentaram interferências significativas na análise para detecção do glifosato. Assim, os resultados apresentados neste trabalho mostram a viabilidade na obtenção de CAs utilizando diferentes resíduos lignocelulósicos e ativação por forno de micro-ondas. Foi possível obter valores mais promissores de adsorção para contaminantes orgânicos. Embora os metais tenham apresentado interferência na luminescência dos sensores, após a adsorção, ocorreu uma menor interferência. E quando colocados ao meio com glifosato e com maior concentração de [Eu(DPA)3] não interferiram na análise, demonstrando que foi possível retirar a interferência desses metais após o processo de adsorção.