Biochar quimicamente ativado: Um novo conceito na modificação de eletrodos

O biochar é um material carbonáceo obtido pela pirólise controlada de uma biomassa embaixa quantidade de oxigênio. Este material apresenta grupos funcionais em sua superfície, o que é bastante interessante do ponto de vista analítico, devido a sua capacidade em adsorver compostos tanto orgânicos como inorgânicos[1]. Esta capacidade pode ainda ser melhorada pelo processo de ativação químicade sua superfície, que pode ser feito pela simples exposição do biochar a agentes oxidantes ou redutores em um meio reacional sobre fluxo [2]. Visando melhorar a capacidade adsortiva do biochar, o objetivo do presente trabalho consiste na obtenção de biochar ativado em diferentes condições de tempo e temperatura de refluxo, utilizando HNO3 e/ou H2O2 em diferentes concentrações,e posterior aplicação deste material na modificação de eletrodos de pasta de carbono.Para isso, eletrodos modificados com diferentes quantidades de biocharantes e após os tratamentos de ativação foram avaliados, com base na resposta voltamétrica, após a pré-concentração de íons Pb(II), Cd(II) ou Cu(II), e dos pesticidas paraquat e metil paration. Foi também realizada a caracterização morfológica e estrutural dos materiais obtidos. Análises de MEV indicaram que as amostras de biochar ativado apresentaram partículas com tamanho levemente menor comparado ao material não ativado, sendo que também foi observada a abertura de alguns poros superficiais em razão da formação de grupos funcionais.Titulações empregando o método de Boehm [3] demonstraram queas amostras de biochar submetidas aos tratamentos de ativação apresentaram maior quantidadede grupos ácidostotais, em relação ao biochar precursor, o que foi concordante com oaumento dos teores de oxigênio e nitrogênioestimados por EDS.Os tratamentos realizados com HNO3 apresentarammaior eficiência na formação destes grupos em comparação aos tratamentos com H2O2 em todas as condições avaliadas. Os melhores resultados em termos deintensidade de correnteforam obtidospara o maior tempo de refluxo,3 h, em decorrênciada maior quantidade de grupos ácidos formados, evidenciadospor titulações de Boehm. Assim, oeletrodo que apresentou os melhores resultados foi modificadocom biochar tratado sob 3 h de refluxocom HNO3 50% (v/v) à 60ºC. Esta amostra apresentou as maiores quantidade de grupos ácidos superficiais, o que estádiretamente relacionado com o melhor desempenho voltamétricodo dispositivo.