Desenvolvimento de carvões Hidrotérmico e Magnético para sequestro de carbono, liberação de nutrientes e remoção de poluentes ambientais

• Processo: 24/17456-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2028
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química
• Pesquisador responsável: Márcia Cristina Bisinoti
• Beneficiário: Márcia Cristina Bisinoti
• Instituição Sede: Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas (IBILCE). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de São José do Rio Preto. São José do Rio Preto , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Altair Benedito Moreira
• Assunto(s): Adsorção Química ambiental
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: adsorption | Quimica Ambiental

Resumo

Os grandes desafios do Desenvolvimento Sustentável global envolvem as mudanças climáticas, a remediação de áreas contaminadas e a agricultura sustentável. Carvão hidrotérmico (CH) e magnético (CM) podem ser produzidos a partir da Carbonização Hidrotérmica (CHT) de bagaço de cana-de-açúcar e serem empregados para fins agrícola e para remoção de metais . Este material ainda não foi testado para a captura de CO2, sendo a hipótese desse trabalho que o CH ao ser aplicado no solo pudesse sequestrar CO2 e liberar nutrientes. Nesse trabalho será avaliado o efeito do tempo e da temperatura do processo de CHT de bagaço de cana-de-açúcar empregando ureia como aditivo, nas propriedades e grupos funcionais dos CH. Carvões magnéticos também serão produzidos por CHT de bagaço de cana-de-açúcar em uma etapa na presença de sal de ferro. Para aumentar a quantidade e tipos de grupos funcionais na superfície do CH e CM será realizada a ativação termoquímica e/ou termofísica avaliando-se o efeito de tempo de ativação, tipo de aditivos químicos como ureia e NaOH, bem como condições de ativação termofisicamente com CO2, variando-se a temperatura entre 500 e 900 oC. A caracterização dos carvões será realizada por Difração de Raios X (DRX), Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia Eletrônica de transmissão (MET), XPS e isotermas de adsorção-dessorção de N2. Será ainda realizado estudo em batelada para avaliação da dose, tempo de equilíbrio (cinética de adsorção), isoterma de N2 dos metais cádmio (II), niquel (II) e chumbo (II) pelos carvões. Pretende-se ainda conduzir ensaios de incubação em microcosmos com as amostras dos solos intemperizados (argissolo) já disponíveis no laboratório. Os microcosmos serão construídos em frascos plásticos, aos quais serão adicionados os solos contaminados com os metais-alvo (Pb, Cd e Ni) e diferentes taxas de aplicação de carvão hidrotérmico. Os microcosmos terão em tempos que serão definidos experimentalmente determinadas as concentrações dos metais-alvo nos solos, empregando o método de extração sequencial BCR, para avaliação dos metais nas frações trocável, óxidos reduzíveis e a fração orgânica. Estudos de adsorção de CO2 serão conduzidos empregando o equipamento Micromeritics em regime de baixa pressão (0-1 bar) em diferentes temperaturas (25, 50 e 70 ºC). Neste sentido espera-se ao fim desse projeto preencher lacunas de conhecimento na área de remediação de solos contaminados, liberação de nutrientes e sequestro de carbono explorando o potencial dos materiais carbonáceos derivados de biomassa para promover a recuperação ambiental e contribuir para o desenvolvimento de soluções sustentáveis e eficazes para os desafios ambientais contemporâneos (AU)