Título: BIOCARVÕES OBTIDOS A PARTIR DE CASCA DE CAFÉ PARA ADSORÇÃO DO CORANTE CATIÔNICO PARAROSANILINA
Título alternativo: BIOCHARS FROM COFFEE HUSKS FOR ADSORPTION OF THE PARAROSANILIN CATIONIC DYE
Autoria de: Amanda Eugenio de Castro
Orientação de: Guilherme Max Dias Ferreira
Presidente da banca: Guilherme Max Dias Ferreira
Primeiro membro da banca: Maria Lucia Bianchi
Segundo membro da banca: Evanise Silva Penido
Terceiro membro da banca: Barbara Sayuri Bellete
Quarto membro da banca: Paulo Ricardo da Silva
Palavras-chaves: biomassa, isotermas, mecanismos, corantes, cascas de café
Data da defesa: 17/03/2021
Semestre letivo da defesa: 2020-2
Data da versão final: 26/03/2021
Data da publicação: 26/03/2021
Referência: Castro, A. E. d. BIOCARVÕES OBTIDOS A PARTIR DE CASCA DE CAFÉ PARA ADSORÇÃO DO CORANTE CATIÔNICO PARAROSANILINA. 2021. 50 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química Licenciatura Plena)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2021.
Resumo: O Brasil é o maior produtor mundial de café, gerando, em grande escala, resíduos de cascas de café provenientes do beneficiamento do grão. O destino dado a estes resíduos muitas vezes não encontra a solução mais ambientalmente adequada e economicamente viável, sendo necessário o desenvolvimento de estratégias de aproveitamento das cascas de café. A conversão de biomassa em biocarvões (BC) tem sido avaliada com diferentes objetivos, como condicionamento de solos para melhoria de fertilidade ou desenvolvimento de adsorventes para remediação ambiental. Diante desse contexto, o processo de adsorção em BC obtidos a partir de cascas de café submetida a diferentes temperaturas de pirólise (TP 400, 500, 750 e 900ºC) foi avaliado como adsorvente para remoção do corante pararosanilina (PRA). A caracterização dos BC por FTIR mostrou heterogeneidade de grupos funcionais, indicando que a estrutura da superfície (presença de grupos funcionais) dos BC é determinada diretamente pela TP. Os valores de PCZ obtidos foram maiores que 10 para todos os biocarvões, indicando a presença de uma elevada fração de grupos funcionais do material com altos valores de pKa. O comportamento cinético do PRA para os BC seguiu uma cinética de segunda ordem. O efeito do pH foi avaliado e mostrou que para todos os BC, a quantidade adsorvida de PRA foi maior em valor de pH 7,50. Neste pH, obtiveram-se isotermas de adsorção de PRA para os diferentes BC. Verificou-se que a capacidade de adsorção dos BC seguiu a ordem qe(BC900) qe(BC750) qe(BC500) qe(BC400). Para estabelecer a correlação mais adequada para as curvas de equilíbrio, o modelo de Langmuir foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais, apresentando valores de qmax e KL mais elevados para o BC400. A caracterização dos BC indicou que BC400 apresentou maior concentração de grupos funcionais oxigenados e os resultados sugeriram que as interações do tipo ligação de hidrogênio foram importantes para a transferência do corante para superfície do BC. Isso mostra que a maior qe do BC400 foi favorecida por este tipo de interação e que a temperatura de pirólise é, de fato, um parâmetro-chave nas propriedades adsortivas dos biocarvões.
Abstract: Worldwide, Brazil is the largest coffee producer, generating large quantities of coffee husk residues from the processing of coffee beans. The destination given to these residues often does not find the most environmentally and economically appropriate solution. Thus, the development of new strategies for reusing this residue is important. The conversion of biomass into biochar (BC) has been evaluated for different applications, such as soil fertility and the development of adsorbents for environmental remediation. In this context, coffee husk biochars produced in different pyrolysis temperatures (TP 400, 500, 750 and 900 ?C) were evaluated as adsorbents for the removal of pararosaniline dye (PRA). The characterization of the studied BCs by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) showed heterogeneity of functional groups present on BC surfaces submitted to different TP, indicating that the surface structures (presence of functional groups) of the BCs are directly determined by TP. The PCZ values were higher than 10 for all studied biochars, indicating the presence of a high fraction of functional groups with high pKa values. The kinetic behavior of PRA for BC400 and BC500 followed the second-order kinetics model. The effect of pH on the adsorption process was evaluated and showed that for all BCs, the adsorbed amount (qe) of PRA was higher at pH 7.50. At this pH, PRA adsorption isotherms were obtained. It was found that the adsorption capacity of BC followed the order qe(BC900) qe(BC750) qe(BC500) qe(BC400). To establish the most appropriate correlation for the equilibrium curves, the Langmuir model was the one that best fitted the experimental data, presenting higher qmax and KL values for BC400. The characterization of the studied BCs indicated that BC400 presented a higher concentration of oxygenated functional groups. Furthermore, the results suggested that hydrogen bonding interactions were important for the transfer of the dye molecules to the BC surface. Thus, the higher qe of BC400 was favored by this type of interaction and the pyrolytic temperature is, in fact, a key parameter in the adsorptive properties of the studied BCs.
URI: sip.prg.ufla.br/publico/trabalhos_conclusao_curso/acessar_tcc_por_curso/
quimica_licenciatura/20202201611109
URI alternaviva: repositorio.ufla.br/handle/1/47140
Curso: G013 - QUÍMICA (LICENCIATURA PLENA)
Nome da editora: Universidade Federal de Lavras
Sigla da editora: UFLA
País da editora: Brasil
Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso
Nome da língua do conteúdo: Português
Código da língua do conteúdo: por
Licença de acesso: Acesso aberto
Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras
URI da licença: repositorio.ufla.br
Termos da licença: Acesso aos termos da licença em repositorio.ufla.br
Detentores dos direitos autorais: Amanda Eugenio de Castro e Universidade Federal de Lavras
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