Steam-activated carbon from malt bagasse: Optimization of preparation conditions and adsorption studies of sunset yellow food dye
2021
Neste trabalho, o bagaço de malte foi utilizado como precursor para a preparação de carvão ativado (CA) via ativação física com vapor. As variáveis envolvidas no processo de preparação, como temperatura e tempo de ativação, e vazão de vapor, foram avaliadas e otimizadas por meio de planejamento composto central rotacional, metodologia de superfície de resposta e função de desejabilidade. As variáveis apresentaram efeitos significativos nas respostas de área superficial BET (SBET) e rendimento do CA. O carvão ativado obtido nas condições ótimas (CAop) de temperatura 841 °C, tempo 82 min e vazão de vapor 164 cm³ min ⁻¹, apresentou S BET de 917 m² g ⁻¹ e rendimento de 9,45%, além de grupos ácidos superficiais e pH pzc de 3,92. O CA op foi aplicado na adsorção do corante alimentar amarelo crepúsculo (SY) em solução aquosa, apresentando cinética de adsorção rápida e equilíbrio de adsorção em torno de 240 min. Os dados cinéticos foram melhor descritos pelo modelo de Elovich, enquanto o ajuste do modelo de Weber e Morris mostrou que a difusão intrapartícula não é a etapa limitante da velocidade. O modelo de isoterma de Redlich-Peterson foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais, sendo que o parâmetro g próximo de 1 sugeriu que as hipóteses de Langmuir são as mais adequadas para descrever a adsorção de SY em ACM op . Além disso, a capacidade de adsorção em monocamada de ACM op foi de 199,7 mg g⁻¹ à temperatura de 55 °C. O estudo termodinâmico mostrou a espontaneidade do processo de adsorção, com aumento da aleatoriedade na interface sólido/líquido, embora ocorrendo a partir de um processo endotérmico.