SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE CARVÃO ATIVADO A PARTIR DE MICROALGAS

Resumo

É notório a necessidade em buscar alternativas que venham reduzir a persistência de poluentes orgânicos no meio ambiente, a fim de promover o correto descarte e tratamento das águas residuárias, evitando um passivo ambiental. Assim, destacam-se os processos oxidativos avançados (POAs), tecnologias com potencial de oxidar/reduzir uma grande variedade de compostos orgânicos complexos, têm sido utilizados como alternativa para o tratamento das águas residuárias, destacando a fotocatálise heterogênea que através de reações de oxi-redução induzidas pela radiação na superfície de semicondutores minerais (catalisadores) promove a degradação de poluentes orgânicos. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo a síntese e caracterização de carvão ativado (CA-BM) a partir da biomassa residual de microalga (Chlorella pyrenoidosa) (BM) para degradação do corante Rodamina B (RhB), sob radiação visível. Para fins de comparação, utilizou-se o catalisador comercial P25 TiO2. Assim, utilizou-se o ZnCl2 como reagente de ativação química, seguindo de impregnação (30 min) e carbonização (600ºC por 240 min). As amostras foram caracterizadas por difração de raios X (DRX), espectroscopia no infravermelho com Transformada de Fourrier (FT-IR), porosimetria de nitrogênio (BET/BJH) e potencial zeta (PZ). Os resultados de caracterização indicaram características de um material mesoporo do carvão ativado (2 < Dp < 50 nm), com considerável área específica (272 m² g-1) e volume de poros (1,50 cm³ g-1). Além disso, as amostras apresentaram carga negativa (-0,451 ± 1,18 mV para CA-BM e -0,536 ± 4,87 mV para BM), bem como a presença de fases amorfas (BM) e cristalinas (CA-BM) e, picos característicos, como 3600 e 3400 cm-1 atribuídos a frequência de estiramento O-H(O-H) e N-H(N-H), indicando a presença de grupos hidroxilas e, em 1635 cm-1, um pico que corresponde à deformação angular da molécula de água (HO-H) do material. Para avaliar a atividade fotocatalítica foram realizados experimentos em um reator batelada agitado, sob radiação visível e, como molécula-alvo foi utilizado o corante Rodamina B (RhB) (20 mg L-1). Após 120 minutos, a amostra CA-BM apresentou melhor atividade fotocatalítica como uma degradação do corante RhB de 66,5% (k = 0,0091 min-1), enquanto nas mesmas condições o catalisador P25 comercial e a BM obtiveram uma degradação de 42,14% (k = 0,0043 min-1) e 5,92% (k = 0,0005 min-1), respectivamente. Por conseguinte, a biomassa de microalga surge como potencial alternativa para preparação de carvão ativado para aplicação na degradação de corantes.