Britez, Bruno Luan Pecorari2025-02-252025-02-252024https://dspace.unila.edu.br/handle/123456789/8832Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação Interdisciplinar em Energia e Sustentabilidade da Universidade Federal da Integração Latino-Americana, como requisito parcial à obtenção do título de Mestra em Energia e Sustentabilidade.O desenvolvimento de novas tecnologias aplicadas em tratamentos de efluentes contaminados com corantes tem sido alvo de estudos visando a preservação ambiental. A utilização da técnica de adsorção tem sido promissora, apresentando baixo custo e alta eficiência na remoção de corantes. Com isso, o objetivo deste trabalho foi realizar a remoção do corante azul de metileno utilizando biocarvão de poliestireno expandido (EPS) e o filtro de cigarro. Inicialmente, para preparação dos biocarvões foram utilizados 5,6 g filtro de cigarros e 26 g de EPS sendo realizado a pirólise com razão de aquecimento 5 °C min-1 até a temperatura de 500 °C com diferentes tempos de permanências (0,5; 1; 2; 4; 6; 8; 12 e 24h). O material foi caracterizado por Difração de Raios-X (DRX), Espectroscopias no infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). A capacidade dos biocarvões e de adsorção do azul de metileno também foi avaliada, sendo observado que o biocarvão com maior tempo de permanência apresentou maior capacidade e eficiência de remoção. Posteriormente, foram realizados a obtenção de biocarvões mantendo seu tempo de permanência em 24 horas e variando as concentrações de EPS (0, 6, 13 e 26 g). Os biocarvões apresentaram picos de anatase de titânio, bandas de carbono amorfo e grupos funcionais aromáticos, variando a morfologia dos materiais. Utilizando o modelo de B.E.T verificou que diminuição da concentração do EPS aumentou área superficial dos materiais com valores de 213,45; 174,29; 131,94 e 75,51 m2 g-1 para o FPS-24_0, FPS-24_6, FPS-24_13 e FPS-24_26, respectivamente. Estudos cinéticos e isotermas de adsorção indicaram que o FPS-24_0 apresenta a maior velocidade e capacidade de adsorção, observou-se que o aumento de EPS diminui a capacidade de adsorção dos materiais. Os biocarvões apresentaram isotermas não favoráveis sugerindo que a adsorção de azul de metileno ocorra melhor em altas concentrações e adequação com modelo de Freundlich, ocorrendo em adsorção em multicamadas e mecanismo de adsorção física. Por fim, os biocarvões se mostram uma alternativa com baixo custo de obtenção para a adsorção do corante azul de metileno. Resumen El desarrollo de nuevas tecnologías aplicadas al tratamiento de efluentes contaminados con colorantes ha sido objeto de estudios dirigidos a la preservación ambiental. La utilización de la técnica de adsorción ha mostrado ser prometedora, presentando bajo costo y alta eficiencia en la eliminación de colorantes. Así, el objetivo de este trabajo fue realizar la eliminación del colorante azul de metileno utilizando biocarbón de poliestireno expandido (EPS) y filtros de cigarrillos. Inicialmente, para la preparación de los biocarbones se utilizaron 5,6 g de filtros de cigarrillos y 26g de EPS, realizándose la pirólisis con una tasa de calentamiento de 5 °C min⁻¹ hasta alcanzar 500 °C, con diferentes tiempos de residencia (0,5; 1; 2; 4; 6; 8; 12 y 24 horas). El material fue caracterizado mediante Difracción de Rayos X (DRX), Espectroscopía de Infrarrojo por Transformada de Fourier (FTIR) y Microscopía Electrónica de Barrido (MEB). También se evaluó la capacidad de los biocarbones para adsorber azul de metileno, observándose que el biocarbón con mayor tiempo de residencia presentó mayor capacidad y eficiencia de remoción. Posteriormente, se obtuvieron biocarbones manteniendo el tiempo de residencia en 24 horas y variando las concentraciones de EPS (0, 6, 13 y 26 g). Los biocarbones presentaron picos de anatasa de titanio, bandas de carbono amorfo y grupos funcionales aromáticos, variando la morfología de los materiales. Utilizando el modelo B.E.T., se verificó que la disminución de la concentración de EPS aumentaba el área superficial de los materiales, con valores de 213,45; 174,29; 131,94 y 75,51 m² g⁻¹ para FPS-24_0, FPS-24_6, FPS-24_13 e FPS-24_26, respectivamente. Los estudios cinéticos y las isotermas de adsorción indicaron que el FPS-24_0 tiene la mayor velocidad y capacidad de adsorción, observándose que el aumento de la concentración de EPS disminuye la capacidad de adsorción de los materiales. Los biocarbones presentaron isotermas no favorables, sugiriendo que la adsorción de azul de metileno ocurre mejor a altas concentraciones y que el modelo de Freundlich es adecuado, ocurriendo una adsorción en capas múltiples y un mecanismo de adsorción física. Finalmente, los biocarbones se presentan como una alternativa de bajo costo para la adsorción del colorante azul de metileno.viopenAccesspreservação ambientalbiocarvõesmetilenotratamentos de efluentes