Glycerin waste as sustainable precursor for activated carbon production: adsorption properties and application in supercapacitors

Abstract

A glicerina bruta é um dos principais resíduos amplamente gerados na indústria do biodiesel, e foi utilizada sem purificação como precursora para a síntese de carvões ativados (CA). A polimerização da glicerina (sob refluxo com H2SO4) foi uma etapa crucial necessária antes do processo de ativação química (usando ZnCl2 ou H3PO4). Diversas condições de síntese de AC foram investigadas como o tipo de agente ativador (ZnCl2 ou H3PO4), a taxa de impregnação, tempo de ativação e temperatura. Os ACs de glicerina demonstraram potencial aplicação como eletrodo supercapacitor (capacitância específica do dispositivo de até 15,5 F g−1 a uma densidade de corrente de 0,25 A g−1 com alta capacidade de taxa e ciclabilidade) e para a adsorção de contaminantes orgânicos da água: o fármaco paracetamol (PC) e o corante azul de metileno (MB). As capacidades de adsorção de AC foram principalmente relacionadas com as áreas de superfície de carbono e acidez. A capacidade de adsorção de Langmuir para MB atingiu 370 mg g−1 e 88 mg g−1 para o medicamento paracetamol. Esses achados indicam que o resíduo de glicerina bruta pode ser usado diretamente como precursor sustentável para a preparação de carvões ativados de alta qualidade.