Preparação e caracterização química e espectroscópica de

Abstract

Resumo: A produção de biocarvão (biochar, no inglês) é uma alternativa promissora para a transformação de rejeitos orgânicos, como por exemplo, resíduos orgânicos provenientes das indústrias de biocombustíveis e serralherias, em materiais "verdes" com uma ampla faixa de aplicação. Os resíduos oriundos do beneficiamento das árvores de eucalipto e pinus somam em média 35 %. Somando-se às estas quantidades de resíduos as cascas de coco resultante das indústrias alimentícias. A proposta deste trabalho consiste na produção de biocarvão empregando a pirólise de biomassa em baixa temperatura, utilizando-se como materiais precursores o farelo de mamona, casca de coco, serragem de eucalipto e serragem de pinus. Com o objetivo de avaliar as condições de obtenção dos materiais pirolisados para um futuro emprego no gerenciamento do solo e no sequestro de carbono, o processo de pirólise foi avaliado por meio dos resultados obtidos pelas técnicas de termogravimetria, análise elementar, espectroscopia de infravermelho, espectroscopia eletrônica paramagnética (EPR), espectroscopia Raman e espectroscopia de ressonância magnética nuclear de 13C (NMR de 13C) dos biocarvões. Os biocarvões de farelo de mamona sendo os materiais de enfoque foram ainda caracterizados por medidas de porosidade e área superficial por BET, difratometria de raios X, espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). O grupo de pesquisa em que se insere este trabalho de doutorado instituiu pela primeira vez o estudo de parâmetros espectroscópicos de ressonância paramagnética eletrônica (EPR) e outros, para caracterizar a qualidade química de biocarvões (BC) em função do tipo de biomassa precursora e dos parâmetros de pirólise. A produção de biocarvão por meio da pirólise a baixa temperatura resultou nos biocarvões características promissoras para a sua atuação no solo. Todos os biocarvões apresentaram um aumento das estruturas aromáticas condensadas. Vale destacar que os biocarvões de farelo de mamona se sobressaíram sobre os de casca de coco, serragem de eucalipto e serragem de pinus em função da presença e qualidade dos grupos funcionais presentes. Sendo que o fator temperatura, neste trabalho, foi o fator que preponderou na obtenção desses resultados. Palavras-chave: Biocarvão. Pirólise. Rejeitos orgânicos. Espectroscopia. EPR.

Abstract: The production of biochar is a promising alternative for the processing of organic waste, such as industrial organic waste from sawmills and biofuels in "green" materials with a wide range of application. The wastes from the processing of eucalyptus and pine trees produce an average of 35 %. Moreover we have these quantities of waste coconut shells resulting from food industries. The purpose of this work is the production of biochar using pyrolysis of biomass at low temperature , using as precursor materials like bran castor , coconut husk , eucalyptus and pine sawdust, in order to employ the materials pyrolyzed in land for fertilize quality improve management and carbon sequestration, after the pyrolysis process biochars were characterized by Thermogravimetric Analysis, Elemental Analysis, Infrared Spectroscopy, Electron Paramagnetic Resonance (EPR), Raman Spectroscopy and Nuclear Magnetic Resonance of 13C (13C of NMR). The mammon bran biochar were further characterized by measurements of Porosity and Surface Area by BET Spectroscopy, X-ray Spectroscopy, X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Transmission Electron Microscopy (TEM) and Raman. In this thesis we are instituting the first time it seems to us the literature, the study of spectroscopic parameters of electron paramagnetic resonance (EPR) using different metal in probes and others to characterize the chemical quality of biochars (BC) depending on the type of biomass precursor and pyrolysis parameters. The production of biochar by pyrolysis at low temperature produced/stressed in biochars promising characteristics for their role in the soil. All biochars showed an increase of condensed aromatic structures. It is worth noting that castor bran biochars stood out about the coconut husk, eucalyptus sawdust and pine sawdust as a function of the presence and quality of functional groups present. The temperature factor, in this work, was the factor that prevailed in obtaining these results. Key words: Biochar. Pyrolysis. Organic waste. Spectroscopy. EPR.