RESUMO Xerogéis de carbono (CXs) são materiais constituídos por uma estrutura tridimensional formada por esferas nanométricas interligadas e poros interconectados. Diversos trabalhos apresentam os CXs como suporte para utilização em catálise. A principal vantagem destes suportes é que suas propriedades físicas e químicas superficiais podem ser adaptadas às exigências catalíticas. Neste trabalho, compósitos CX/TiO2 foram sintetizados em etapa única, por polimerização/condensação sol-gel de solução formaldeído e resorcinol, com simultânea adição de nanopartículas de TiO2 ou Ti(IV), seguido de secagem e tratamento térmico. Os compósitos foram caracterizados por análise termogravimétrica (TG), difratometria de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia Raman e isotermas de adsorção de nitrogênio (N2) com determinação de área superficial (BET) e volume de poros (Vp). Os resultados mostraram a presença de uma mistura das fases anatase e rutilo do TiO2 nos compostos obtidos. Através das imagens de MEV verificouse grande homogeneidade na distribuição das partículas de TiO2 no suporte de CX. As propriedades fotocatalíticas dos compósitos foram investigadas para fotodegradação de azul de metileno (AM). A cinética de degradação de azul de metileno ajustou-se ao modelo de pseudo primeira ordem. Observou-se um efeito sinérgico entre os sólidos, com um aumento da atividade fotocatalítica nos compósitos de CX/TiO2, em relação ao TiO2.

ABSTRACT Carbon xerogels (CXs) are materials with three-dimensional structure of nano-sized balls and interconnected pores. CX have been widely applied as metal support for use in catalysis. The main advantage of these materials is that their physical and chemical properties can be adapted for each catalytic requirements. In this work, CX/TiO2 compounds have been synthesized in a single step, which consisted in the polymerization sol-gel/condensation of resorcinol and formaldehyde solution, with simultaneous addition of TiO2 nanoparticles or Ti(IV), followed by drying and heat treatment. The composites were characterized by thermogravimetric analysis (TG), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), Raman spectroscopy and adsorption isotherms of nitrogen (N2) to determination of surface area (BET) and pore volume (VP). The results showed the presence of a mixture of anatase and rutile phases in the composites. Although SEM images it was verified higher uniformity in the distribution of TiO2 particles in CX support. The photocatalytic properties were investigated for the degradation of methylene blue (AM). The kinetics of the photocatalytic process was determined as the pseudo first-order model. There was a synergistic effect between the solids, with an increase of photocatalytic activity in composite CX/TiO2, compared to TiO2.

The potential use of rice husk as biosorbent to remove Cu2+, Al3+, Ni2+ and Zn2+ ions from aqueous solutions was investigated under both noncompetitive and competitive conditions. The biosorbent was used in the form of particles with size smaller than 0.5 μm and in the concentration of 500 mg L-1 (dry weight). The experiments were performed using batch adsorption technique for concentrations of 10, 30 and 70 mg L-1 of metal ions at pH 4.0 and 5.0. The chemical speciation of metals in the experimental conditions used in this work was predicted by the software Visual MINTEQ 2.6.

The present study describes phenol adsorption on commercial active carbon (CAF) under alkaline conditions in the concentration range of 0.01 to 2.08 mmol L-1. Surface characterization has been performed by means of surface area measurements, IR spectroscopy and Boehm titration. The effect of temperature on the adsorption equilibrium isotherm was investigated at 23, 30, 40, 50 and 60 °C. The results showed that adsorption capacity decreased with increasing temperature. The adsorption kinetics and the role of surface characteristics on the adsorption of phenol also discussed.

Esse artigo discute a adsorção de íon Cu(II) em carvão ativado oxidado com HNO3. As modificações introduzidas na superfície do carvão ativado (CA) foram caracterizadas por medidas de área superficial, espectroscopia de absorção no infravermelho, titulação pelo tradicional método de Boehm e titulação potenciométrica. Os dados da titulação potenciométrica foram ajustados através de um método não linear desenvolvido para determinar a concentração e distribuição do pKa dos sítios ácidos ionizáveis presentes na superfície do CA, antes e após a oxidação com HNO3. Os estudos de adsorção foram realizados em batelada para a faixa de concentração de 0,08 a 1,75 mmol L-1 em pH = 4,0. Os resultados mostraram que o tratamento do CA com ácido leva à diminuição na área superficial aparente e produz leves modificações na estrutura de poros. Entretanto, a oxidação influenciou fortemente a estrutura química da superfície do CA através do aumento na concentração de grupos ácidos com pKa < 6, causando assim uma melhora significativa na adsorção do íon Cu(II). A maior capacidade de adsorção do CA oxidado foi relacionada à presença de grupos ácidos com pKa < 4, revelando o importante papel destes grupos na adsorção pelo mecanismo de troca iônica.

This paper discusses Cu(II) ion adsorption onto oxidized activated carbon with HNO3. The modifications introduced on the activated carbon (AC) surface were characterized by surface area measurement, FT-IR spectroscopy, titration by the traditional Boehm procedure, and potentiometric titration. A nonlinear method for fitting acid-base potentiometric titration data was applied to determine the concentration and pKa distributions of the ionizable acidic sites on AC, before and after HNO3 oxidation. Adsorption studies were conducted in batch mode for the concentration range 0.08 to 1.75 mmol L-1 and pH = 4.0. Results showed that the acid treatment of AC leads to a decrease in apparent surface areas and produces slight modifications in pore structure. However, oxidation strongly influenced the AC surface chemical structures by increasing the concentration of acidic groups with pKa < 6.0, which significantly improved Cu(II) ion adsorption. The uptake enhanced for oxidized carbon was related to the presence of acidic groups with pKa lower than 4, revealing the important role of acidic groups in adsorption by ion-exchange mechanisms.