Adsorption of caffeine on mesoporous activated carbon fibers prepared from pineapple plant leaves
2018
O presente trabalho relata a preparação de fibras de carbono ativadas (FCAs) a partir de folhas de abacaxi e sua aplicação na remoção de cafeína (CFN) de soluções aquosas. O procedimento de preparação foi realizado utilizando H₃PO₄ como agente ativador e pirólise lenta sob atmosfera de N₂. A caracterização dos materiais foi realizada por meio de isotermas de adsorção e dessorção de N₂ , microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), difração de raios X (DRX), espectroscopia Raman , titulação de Boehm e método de pH pzc . As FCAs apresentaram alto valor de área superficial BET ( SBET = 1031 m² g⁻¹ ), estrutura mesoporosa bem desenvolvida (volume de mesoporos de 1,27 cm³ g⁻¹ ) e poros com diâmetro médio (DM) de 5,87 nm. Adicionalmente, as ACFs apresentaram características de material fibroso com predominância de grupos ácidos em sua superfície. Estudos de adsorção indicaram que os modelos cinéticos de pseudo-segunda ordem e de isoterma de Langmuir foram os que melhor se ajustaram aos dados experimentais. A capacidade de adsorção em monocamada foi de 155,50 mg g⁻¹ . Estudos termodinâmicos revelaram que o processo de adsorção é espontâneo, exotérmico e ocorre preferencialmente por fisissorção . As folhas de abacaxi são um precursor eficiente para a preparação de ACFs, que foram aplicadas com sucesso como material adsorvente para a remoção de cafeína de soluções aquosas.