Green Tools Based on Graphitic-Like Carbon/TiO₂/CaCO₃ Biocomposites as a High-Performance Platform for CO₂ Capture
2025
O desenvolvimento de materiais com múltiplas funções ambientais tem sido um imenso desafio para os pesquisadores, tendo em vista as condições climáticas atuais. Pensando em contribuir para o preocupante cenário atual, este estudo focou na produção de materiais (bio-óleo e biocompósitos à base de carbono) a partir da pirólise de resíduos de filtros de cigarro para captura de CO₂. As caracterizações estruturais demonstraram que a composição química dos materiais sólidos pirolisados em diferentes tempos (4, 8, 12, 24 e 48h) consiste em TiO₂, CaCO₃ e carbono grafítico. O biocompósito de carbono grafítico/TiO₂/CaCO₃ pirolisado por 4h (BC-4h) apresentou a maior área superficial específica (SBET= 342 m² g⁻¹) e o menor grau de grafitização (ID/IG = 1,05). Entretanto, o biocompósito pirolisado em 8 h (BC-8h) apresentou a menor relação ID/IG de 0,82 (maior grau de grafitização), morfologia esférica e melhor desempenho na captura de CO₂, adsorvendo cerca de 1,33 mmol g⁻¹ a 298 K. Esses resultados sugerem que a captura de CO₂ não depende exclusivamente da área superficial específica, mas também do grau de grafitização que pode ser induzido por tempos de pirólise ideais. Além disso, a redução da temperatura de 298 para 273 K aumentou a captura de CO₂ para 1,76 mmol g⁻¹ devido à melhor interação física entre o gás e a superfície do biocompósito, o que foi corroborado pela aplicação de modelos não lineares aos dados experimentais. Os resultados demonstram que é possível produzir biocompósitos funcionais a partir de resíduos perigosos sem a adição comum de solventes orgânicos e/ou gases inertes, e utilizá-los como plataformas eficientes de captura de CO2 devido à sua vantajosa relação custo-benefício.