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Enriquecimento de “biochars” e carvões ativados com Fósforo
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Orientador(es)
Resumo(s)
Na presente dissertação foram utilizados biochars e carvões ativados produzidos por gasificação e pirólise, a partir de resíduos agrícolas e florestais.
Os dois biochars obtidos através do processo de pirólise, CP1 e CP2 tiveram como matérias precursoras a acácia mimosa (Acacia dealbata) e podas de vinha, respetivamente. Os materiais CP1 e CP2 foram submetidos a ativação física, originando os carvões ativados CP1_CO2 e CP2_CO2.
Através da co-gasificação de casca de arroz e carolo de milho obteve-se o biochar CG1, enquanto que da co-gasificação de casca de arroz e cepo de eucalipto obteve-se o biochar CG2.
Os materiais de partida, os biochars e os carvões ativados foram caracterizados através de ensaios físicos, químicos e texturais.
O elemento presente em maior concentração, em todos os materiais (precursores e carvões), foi o Si, seguido do K e Ca.
Relativamente à caracterização textural, o biochar de co-gasificação CG1 apresentou a maior área específica entre todos os biochars, com um valor de 169 m2/g. Entre os carvões ativados fisicamente, a amostra CP2_CO2 apresentou a maior área específica, com um valor de 748 m2/g.
Os estudos de adsorção de fosfato compreenderam a avaliação do efeito (i) do pH inicial, (ii) razão da massa de biochar/volume de solução de fosfato (razão S/L) e (iii) o tempo de contacto.
O biochar CG1 apresentou a maior capacidade de adsorção, com um valor de 12,1 mg P/g biochar, e uma eficiência de remoção de 12,2 % com as condições de ensaio otimizadas (pH inicial = 7; razão S/L = 1 g/L; concentração inicial de fósforo = 100 mg P/L; tempo de contacto = 96 horas).
No estudo cinético, o melhor ajuste foi conseguido com o modelo cinético de pseudo-segunda ordem. Entre os dois biochars de pirólise, a capacidade de adsorção de CP1 foi superior à da amostra CP2, com valores de 𝑞𝑒 de 10,5 mg P/gadsorvente e 6,53 mg P/gadsorvente, respetivamente. Relativamente aos biochars de gasificação, a capacidade de adsorção de CG1 foi superior à de CG2, com valores de 𝑞𝑒 de 11,9 mg P/gadsorvente e 8,57 mg P/gadsorvente, respetivamente.
Foi possível, assim, converter-se resíduos agrícolas e florestais em materiais de carbono que podem ser utilizados na recuperação de fosfatos a partir de soluções aquosas.
Descrição
Palavras-chave
Biochar Carvão ativado Fósforo Resíduos agrícolas Resíduos florestais