Chemical treatment of sugarcane bagasse and its influence on glyphosate adsorption
ABSTRACT Due to the production rates of sugarcane, nowadays, the sugarcane bagasse stemming in the sugar and alcohol industry is the agro-industrial waste produced in greater volume throughout in Brazil. In 2019, about 192 million tons of this waste were generated. The use of this waste has been the...
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| Published in: | Matéria Vol. 27; no. 1 |
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| Format: | Journal Article |
| Language: | English |
| Published: |
Laboratório de Hidrogênio, Coppe - Universidade Federal do Rio de Janeiro; em cooperação com a Associação Brasileira do Hidrogênio, ABH2
2022
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| Subjects: | |
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| Summary: | ABSTRACT Due to the production rates of sugarcane, nowadays, the sugarcane bagasse stemming in the sugar and alcohol industry is the agro-industrial waste produced in greater volume throughout in Brazil. In 2019, about 192 million tons of this waste were generated. The use of this waste has been the aim of researches around the world, with emphasis on applications that aim to meet the prerogatives of the concept of circular economy. Within this scenario, sugarcane bagasse (SB) was treated in an alkaline medium, forming an adsorbent material, SBNaOH. The effects of chemical treatment were evaluated for surface properties and for glyphosate removal in an aqueous medium. The adsorptive phenomenon was studied through isotherm tests. The results obtained were fitted to classical models of Langmuir, Freundlich and Dubinin-Radushkevich. The characterization indicated that the chemical treatment promoted an important change in the surface of the residue, increasing the surface area. SB and SBNAOH had a feasible behavior as adsorbent and good performance in the removal of the herbicide, presenting values greater than 65% of under all working conditions. The theoretical adsorption saturation governed by Dubinin-Radushkevich (qS) was in the order of 8.988 mg/g (R2=0.988) for SB at 120 minutes of contact and maximum adsorption capacity by Langmuir (Qmax) was 13.720 mg/g (R2=0.984) for SBNaOH at 40 minutes of contact. The process was governed by the exchange or sharing of electrons. The adsorbate is distributed heterogeneously on the SB surface, justifying the presence of active sites with greater ionic strength, and homogeneously on the SBNaOH surface (monolayer). In general, the treated sugarcane bagasse, coming from an agro-industrial residue, proved to be an alternative and promising biosorbent for the removal of glyphosate from aqueous systems, thus generating a new application of this residue.
RESUMO Em virtude dos índices de produção da cana-de-açúcar, o bagaço proveniente do processamento da cana na indústria sucroalcooleira é hoje o resíduo agroindustrial produzido em maior volume no Brasil. Em 2019 foram gerados cerca de 192 milhões de toneladas deste resíduo. A utilização deste resíduo tem sido alvo de pesquisas em todo o mundo, com destaque às aplicações que visam atender as prerrogativas do conceito de economia circular. Dentro desse cenário, o bagaço de cana-de açúcar (SB) foi tratado em meio alcalino, formando um material adsorvente, SBNaOH. Os efeitos do tratamento químico foram avaliados quanto a propriedades de superfície e quanto a remoção do herbicida glifosato em meio aquoso. O fenômeno adsortivo foi estudado por meio de ensaios de isotermas. Os resultados obtidos foram ajustados aos modelos clássicos de Langmuir, Freundlich e Dubinin-Radushkevich, onde cada material adsorvente se encaixou em um modelo diferente. A caracterização indicou que o tratamento químico promoveu alteração importante na superfície do resíduo, ampliando a área superficial. SB e o SBNaOH tiveram um comportamento favorável como adsorvente e boa performance na remoção do herbicida, apresentando valores maiores que 65% de em todas as condições de trabalho. A saturação teórica de adsorção regida por Dubinin-Radushkevich (qS) foi na ordem de 8,988 mg/g (R2=0,988) para o SB aos 120 minutos de contato e capacidade máxima encontrada por Langmuir (Qmáx) foi de 13,720 mg/g (R2=0,984) para o SBNaOH aos 40 minutos de contato. O processo foi governado por troca ou partilha de elétrons. O adsorvato se distribui de forma heterogênea na superfície SB, justificando a presença sítios ativos com maior força iônica, e homogeneamente sobre a superfície (monocamada) de SBNaOH. Em geral, o bagaço de cana tratado, provindo de um resíduo agroindustrial, se mostrou um biosorvente alternativo e promissor para remoção de glifosato de sistemas aquosos, gerando assim uma nova aplicação deste resíduo. |
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| ISSN: | 1517-7076 1517-7076 |
| DOI: | 10.1590/s1517-707620220001.1342 |