Resumo: A preparação de carvões ativados (CAs) a partir de fontes renováveis, como resíduos agroindustriais e novas metodologias de preparação têm atraído grande interesse da comunidade científica devido a sua viabilidade econômica. Neste trabalho foi proposto a utilização do endocarpo de noz de macadâmia (Macadamia integrifolia) como precursor para a produção de CA através da ativação química via radiação de micro-ondas. Os CAs foram preparados a partir de uma metodologia de duas etapas, carbonização seguida da ativação via micro-ondas, usando ZnCl2 como agente ativante. A otimização dos fatores, razão de impregnação ZnCl2:carvão (m:m), tempo de ativação (min) e potência do micro-ondas (W) na preparação dos CAs foi realizada, aplicando-se a metodologia de superfície de resposta (MSR) com o auxílio do planejamento composto central rodável (CCR). Os resultados obtidos mostraram que as condições ótimas para a produção do CA foram: razão de impregnação 3:1 de ZnCl2:carvão (m:m), tempo de ativação de 20 minutos e potência de ativação de 720 W. O CA obtido nas condições ótimas (CAop) foi caracterizado através das técnicas de FT-IR, MEV, RMN13C, método de Boehm, pHdrift e área superficial BET. A superfície do CAop foi constituída principalmente por grupos carboxílicos (0,657 mmol g-1), apresentando pHdrift de 6,0 e área superficial de 598 m2 g-1. Foram realizados estudos de adsorção com o corante azul de metileno (AM), onde o modelo cinético de pseudo segunda ordem e o modelo de isoterma de Redlich-Peterson foram os que melhor se ajustaram aos dados experimentais. O CAop apresentou capacidade máxima de adsorção em monocamada (Qm) de 194,7 mg g-1 para o corante AM.
Abstract: The preparation of activated carbons (ACs) from renewable sources such as agro-industrial wastes, and new methods of preparation have attracted great interest from the scientific community due to economic viability. In this work the use of macadamia nutshell (Macadamia integrifolia) as a precursor for the production of AC through chemical activation by microwave radiation was proposed. The ACs were prepared by a two-step methodology, carbonization followed by activation via microwave heating, using ZnCl2 as activating agent. The optimization of factors, impregnation ratio of ZnCl2:char (w:w), activation time (min) and microwave power (W) in the preparation of ACs was performed by applying the response surface methodology (RSM) with the assistance of the central composite rotatable design (CCRD). The results showed that the optimal conditions for production of AC were: impregnation ratio of 3:1 of ZnCl2:char (w:w), activation time of 20 minutes and activation power of 720 W. The AC obtained in optimum conditions (ACop) was characterized by the techniques of FT-IR, SEM, 13C NMR, Boehm method, pHdrift and BET surface area. The surface of ACop was consisted mainly of carboxylic groups (0.657 mmol g-1), presenting pHdrift of 6.0, and surface area of 598 m2 g-1. Adsorption studies with methylene blue dye (MB) were carried out. The kinetic model of pseudo second order and the isotherm model of Redlich-Peterson were best fitted to the experimental data. The ACop showed maximum monolayer adsorption capacity (Qm) of 194.7 mg g-1 for MB dye. |