Captura de co2 em carvões ativados derivados da biomassa de bagaço de cana de açúcar

Abstract

A elevada preocupação com as questões ambientais recorrentes, em especial pela redução das emissões de gases de efeito estufa na atmosfera, tem alavancado a pesquisa e desenvolvimento de tecnologias que visam a captura e armazenamento de CO2. Materiais sólidos adsorventes estão sendo utilizados com o objetivo de adsorver gases poluentes. Um desses materiais é o carvão ativado advindo de biomassas. O objetivo do trabalho, foi a captura de CO2 adotando carvões ativados de biomassas como adsorventes, além da caracterização desses produtos. Os carvões ativados foram preparados e caracterizados a partir da biomassa lignocelulósica do bagaço de cana de açúcar, que foi usado como adsorvente na captura de CO2. Para isso, a pirólise da biomassa foi previamente realizada, e a ativação química dos carvões, foram feitas com o hidróxido de potássio (KOH). A captura do CO2, foi realizada por termogravimetria, a amostra CA-4 foi a que obteve melhor desempenho (53,67 mg.g-1). Foi obtido também a área superficial específica (método BET), volume de poros (método BJH). Para caracterização, foram feitas: Análise Térmica, (TG e DTG), Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) com Espectroscopia de Energia Dispersiva por Raios-X (EDX) e Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). As análises DRX mostraram que as fases cristalinas ocorreram em menores quantidades, evidenciando a presença dos elementos Potássio e Cloro majoritariamente nas amostras dos carvões ativados. As análises MEV, permitiram notar uma morfologia alongada, em formato fibroso, tubular para a maioria das amostras secas, já para as micrografias dos carvões ativados, notou-se o aumento e surgimento de novos poros. O EDX mostrou a presença em maioria de elementos orgânicos, nos carvões ativados, notaram-se a presença do elemento Potássio, além de carbono e oxigênio. Os espectros no infravermelho mostraram a presença dos grupos funcionais lignocelulósicos nas amostras do bagaço seco. No biocarvão e nos carvões ativados, apresentaram anéis aromáticos, alcenos, e partes da lignina e celulose. As análises térmicas, por meio das curvas TG e DTG, identificaram etapas de conversão referentes à perda de água e degradação de hemicelulose, celulose e lignina, além de materiais inorgânicos. O estudo cinético foi realizado de acordo com os modelos de Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) e Ozawa-Flynn-Wall (OFW). O método de OFW apresentou valores da energia de ativação (Ea) superiores ao modelo KAS. Os menores valores do fator pré exponencial (A) correlacionaram-se com os menores valores de Ea, para ambos os métodos.