Síntese, caracterização e aplicações de argilas aniônicas do tipo hidrotalcita

Rodrigues, Jaqueline Cavalheiro

Neste trabalho foram sintetizadas argilas aniônicas do tipo hidrotalcita com diferentes cátions e ânions pelos métodos de co-precipitação a pH variável e substituição do ânion interlamelar a partir de um precursor previamente calcinado. Os materiais obtidos foram caracterizados através das técnicas de difração de raios X, adsorção de nitrogênio para determinação de área superficial específica, termogravimetria e espectroscopia na região do infravermelho. As argilas aniônicas sintetizadas foram: hidrotalcita, hidróxidos duplos lamelares contendo permanganato, glutamato, cromato, ftalato e hexanitrocobaltato como ânions interlamelares e argilas aniônicas contendo Zn-Al-CO3 e Mg-Fe-CO3. A propriedade conhecida como efeito de memória foi investigada expondo-se ao ar amostras da hidrotalcita submetida a tratamento térmico em 450 e 700 °C. Através de espectroscopia na região do infravermelho observou-se que essas amostras absorveram a umidade e CO2 do ar recuperando a estrutura da hidrotalcita. O processamento a altas pressões foi utilizado no estudo da evolução estrutural da hidrotalcita, usando-se pressões de 2,5; 4,0; 6,0 e 7,7 GPa, e através das análises de difração de raios X e termogravimetria observou-se uma redução no espaçamento basal e que ocorreu fechamento dos poros nas amostras pressionadas. Foram utilizados também meios transmissores de pressão com diferentes hidrostaticidades para se verificar possível amorfização do material e que resultaram na redução no espaçamento basal e variações nas intensidades relativas quando o material estava na forma compacta. Na forma triturada os materiais reproduziram as intensidades relativas da hidrotalcita a pressão atmosférica sendo mais significativa no material em meio mais hidrostático. Não se observou amorfização do material em nenhum dos meios empregados. Estudos com a hidrotalcita e o material resultante do tratamento térmico em 450, 650 e 850 °C também foram realizados em uma única pressão (4,0 GPa) para que fosse investigada a variação na área superficial específica destes materiais. A influência da alta pressão sobre o efeito de memória também foi verificada. Amostras de hidrotalcita e do material tratado termicamente foram pressionadas em 2,5 e 7,7 GPa e, na forma compacta e triturada, ficaram expostas ao ar e em contato com água. As amostras pressionadas foram prejudicadas em seu efeito de memória. Dentre as possíveis aplicações da hidrotalcita foi realizado o estudo de adsorção dos íons cromato e permanganato, dos corantes azul de metileno e vermelho congo e também a clarificação de um efluente real de indústria têxtil. As isotermas de adsorção foram analisadasaplicando-se os modelos de Langmuir e Freundlich. Os estudos mostraram que corantes aniônicos são mais facilmente adsorvidos que os demais corantes e que as argilas calcinadas apresentam maior capacidade de adsorção. Tanto a argila, quanto o material calcinado obtiveram bom desempenho na redução da cor do efluente industrial.

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