Programa de Pós-Graduação em Geologia e Geoquímica - PPGG/IG

URI Permanente desta comunidadehttps://repositorio.ufpa.br/handle/2011/2603

O Programa de Pós-Graduação em Geologia e Geoquímica (PPGG) do Instituto de Geociências (IG) da Universidade Federal do Pará (UFPA) surgiu em 1976 como uma necessidade de desmembramento do então já em pleno desenvolvimento Curso de Pós-Graduação em Ciências Geofísicas e Geológicas (CPGG), instalado ainda em 1973 nesta mesma Universidade. Foi o primeiro programa stricto sensu de Pós-Graduação (mestrado e doutorado) em Geociências em toda Amazônia Legal. Ao longo de sua existência, o PPGG tem pautado sua atuação na formação na qualificação de profissionais nos níveis de Mestrado e Doutorado, a base para formação de pesquisadores e profissionais de alto nível. Neste seu curto período de existência promoveu a formação de 499 mestres e 124 doutores, no total de 623 dissertações e teses.

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Adsorção de cromato em materiais sintetizados a partir de rejeito de caulim do rio Capim
(Universidade Federal do Pará, 2008-05-13) MORAES, Milena Carvalho de; LEMOS, Vanda Porpino; http://lattes.cnpq.br/1829861620854008
Resíduos industriais e domésticos causam sérios problemas ao meio ambiente. Empresas de beneficiamento de caulim vem depositando rejeitos em grandes lagoas de sedimentação e isto tem causado acidentes, como ocorreu em agosto de 2007 e fevereiro do corrente. O grande volume de rejeito nas lagoas de sedimentação resultou no rompimento da barragem com derrame de caulim para lagos e rios da região do Rio Capim do Estado do Para. Este fato provocou a poluição das aguas dos rios e morte de peixes. Este problema pode ser minimizado com o uso do rejeito de caulim (RC) na síntese de novos materiais. Neste trabalho foi usado RC tratado com acido orgânico (glicina em concentrações de 5%, 10% e 15%, sendo obtidos os adsorventes: RCgli-5; RC-gli-10; RC-gli-15, respectivamente) e com a mistura NaClO4:HClO4 (proporções de 1:50 e 1:75, sendo obtidos os adsorventes: RC-NaClO4:HClO4-1:50 e RC- NaClO4:HClO4- 1:75, respectivamente ) e RC como fonte de Al e Si na síntese de zeolitas. Os materiais foram caracterizados através da composição química e de dados de DRX, espectros IV com transformada de Fourier, curvas ATD-TG e MEV. Os materiais foram avaliados como adsorventes na retenção de CrO4 2- em soluções aquosas. Os resultados indicaram que o CrO4 2- e adsorvido pelo rejeito de caulim e os outros materiais obtidos a partir do RC na seguinte ordem: RC-gli-10> RC-gli-5>RC-gli-15> RC- NaClO4:HClO4- 1:75> zeolitas.
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Adsorção de Pb por caulinita tratada com ácidos acético e cítrico
(Universidade Federal do Pará, 2005) SENA, Luciana Freitas de; LEMOS, Vanda Porpino; http://lattes.cnpq.br/1829861620854008
A aplicação de aluminossilicatos na remoção de metais pesados vem sendo muito estudada devido ao baixo custo, fácil obtenção e possibilidade de reutilização desses materiais. Estudos do tratamento de caulinita com ácidos orgânicos, têm sido feitos para observar a influência desses compostos na adsorção de metais pesados pela superfície desses minerais, pois estes ácidos contêm grupos funcionais similares aos que ocorrem em águas naturais. Neste trabalho foi feito um estudo sobre a modificação das propriedades físicoquímicas superficiais da caulinita e goethita visando à obtenção de adsorventes aplicados à retenção de metais pesados presentes em solos e em águas. O Pb2+ foi o cátion selecionado para os testes de adsorção e, como adsorventes, uma amostra de resíduo de caulim de elevada pureza e outra de solo laterítico composta predominantemente por caulinita e goethita. As amostras foram tratadas com os ácidos acético e cítrico a 0,1M e suas propriedades estruturais avaliadas através de seus padrões de DRX, o qual não apresentou mudança aparente; determinação de carbono orgânico, onde foi contatado o aumento de componentes orgânicos pelas amostras após o tratamento com os ácidos orgânicos; curvas ATD-ATG, que nas amostras tratadas com o ácido cítrico, apresentaram diferenças na perda de massa; espectros FTIR, onde foi observada uma banda característica do grupo C=O proveniente do ácido cítrico, na região próxima a 1728 cm-1, confirmando assim, que houve a impregnação de ácido nos adsorventes. As propriedades texturais também foram investigadas, imagens de MEV e pHzpc, onde não foram observadas variações nos dados obtidos por MEV e apenas pequenas mudanças para pHzpc após o tratamento dos adsorventes com as soluções acidas. A adsorção do Pb2+ nos adsorventes naturais e com tratamento ácido foi avaliada experimentalmente e, os dados obtidos foram ajustados através do modelo de Langmuir. As isotermas de adsorção obtidas evidenciaram a diminuição da capacidade de adsorção do Pb2+ nos adsorventes submetidos ao tratamento com as soluções ácidas, fato que pode ser atribuído à protonação e consequentemente ao aumento da carga positiva nas superfícies dos materiais. Este estudo indica que a amostra de solo laterítico e a de resíduo de caulim naturais podem ser consideradas boas adsorventes aplicados na retenção de cátions metálicos em meio aquoso, mas quando tratados com soluções ácidas podem ser mais adequados na adsorção de espécies aniônicas.
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Beneficiamento de uma argila tipo palygorskita da Bacia de São Luis-Grajaú, região de Alcântara (MA) e sua utilização como adsorvente de fósforo.
(Universidade Federal do Pará, 2012-09-04) ARRUDA, Gabriela Monice; NEVES, Roberto de Freitas; http://lattes.cnpq.br/9559386620588673
A estimativa de participação dos minerais industrias no Brasil é de cerca de 70% do Valor de Produção Mineral Nacional. Esses minerais são importantes devido suas diversas aplicações. Entre eles, no grupo dos argilominerais, pode-se destacar a palygorskita, que apresenta os requisitos necessários para fazer parte do grupo das argilas especiais, já que é de ocorrência restrita. Desta forma, novas ocorrências deste mineral merecem destaque e estudos mais aprofundados. Somando-se a isto, há o fato de na Região Amazônica, assim como em grande parte das áreas das zonas tropicais e temperadas, a acidez ser um importante fator de degradação dos solos e representar um dos grandes problemas enfrentados pela agricultura. Os solos ácidos apresentam várias limitações, o que compromete o uso de nutrientes, tornando necessária a adição de fertilizantes, visando sempre sua máxima eficiência. Neste contexto, este trabalho utilizou uma amostra proveniente da Bacia de São Luis-Grajaú, estado do Maranhão, que consiste numa mistura onde há predominantemente palygorskita e dolomita, abordando a existência desta nova ocorrência, sugerindo um método de beneficiamento e sua aplicação como adsorvente de fósforo, já que a dolomita funciona como corretor de solos, enquanto a palygorskita tem a função de carreador de nutrientes. Primeiramente, foi realizada a caracterização química e mineralógica, por meio de DRX, FRX, MEV e separação das frações de areia, silte e argila. Foram ainda realizados ensaios de decantação e ensaios de adsorção de fósforo, com determinação da curva cinética. Após a análise da DRX, pode-se afirmar que a amostra é constituída principalmente de palygorskita e dolomita, apresentando também, ilita, clorita e quartzo. Também foi possível perceber que os diferentes tipos de desagregação utilizados não apresentaram diferenças significativas nos difratogramas das amostras. Quanto à separação areia-silte-argila, apesar de se basear somente na granulometria do material, apresentou uma eficiência razoável na separação do material, assim como os ensaios de decantação, onde percebeu-se que após um período de 24 horas, a dolomita praticamente desapareceu do sobrenadante. A determinação da curva cinética de adsorção mostrou que o período de 2 horas não é suficiente para que haja a adsorção do fósforo, sendo necessárias 24 horas para atingir o equilíbrio da reação. Os ensaios de adsorção de fósforo mostraram eficiência acima de 91% do fósforo inicialmente presente na solução e o valor máximo adsorvido por grama da amostra foi de 0,607 mg. A correlação com os modelos de isotermas de adsorção estudados, mostrou melhor resultado para a isoterma de Langmuir-Frendlich, com coeficiente de correlação 0,9993, o que pode ser atribuído ao fato da adsorção ocorrer em mais de uma camada.
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Caracterização química, mineralógica e aplicações potenciais da bentonita associada a basaltos intemperizados da Formação Mosquito, Bacia do Parnaíba, Sul do Maranhão
(Universidade Federal do Pará, 2010-03-01) PAZ, Simone Patrícia Aranha da; NEVES, Roberto de Freitas; http://lattes.cnpq.br/9559386620588673; ANGÉLICA, Rômulo Simões; http://lattes.cnpq.br/7501959623721607; https://orcid.org/0000-0002-3026-5523
No município de Formosa da Serra Negra (MA), as margens da Rodovia MA 006, encontramse extensos afloramentos de basaltos intemperizados da Formação Mosquito, apresentando textura bastante argilosa e potencial de ser um material bentonítico. São saprólitos que apresentam, ainda, feições reliquiares dos basaltos, como a textura amigdaloidal. Neste trabalho, esse material, aqui denominado bentonita Formosa, foi caracterizado por FRX, DRX, ATD/TG, EIV, MEV, CTC, ASE, EM, DTP e PCZ, em amostra total e após separação granulométrica, e comparado com quatro bentonitas comerciais, conhecidas como: Chocolate, Bofe, SWy-2 e SAz-1, as duas primeiras são brasileiras e as outras duas norte americanas. Apesar das bentonitas terem apresentado uma variação química, estrutural e textural ampla, muito comum nesse tipo de material, as semelhanças encontradas foram convincentes para aumentar as expectativas de uma nova bentonita brasileira. O ponto principal da caracterização está relacionado a presença dominante de montmorillonita, e baixa concentração de outras fases minerais, principalmente de caulinita. Dessa forma, o basalto intemperizado estudado apresenta uma mineralogia importante do ponto de vista tecnológico, uma vez que, mostra-se ser composto predominantemente por esmectita-montmorillonita, o que trás grandes possibilidades de uso como bentonita. A montmorillonita presente foi pilarizada com poliidroxicátions de Al com sucesso. O espaço basal aumentou de 15,3 Å (forma natural) para 18,7 Å (forma pilarizada), enquanto a área específica passou de 55,9 m2/g (forma natural) para 180,3 m2/g (forma pilarizada), características adequadas para testes catalíticos e/ou adsorção. Com os testes de adsorção de Cu2+ em meio aquoso utilizando a Bentonita Formosa nas formas natural e pilarizada, esperava-se que a pilarizada adsorvesse melhor em função do aumento da área específica, o que não ocorreu. Pois, surpreendentemente, a natural apresentou melhor capacidade adsortiva desse íon metálico do que a pilarizada, nas três variáveis de processo avaliadas: pH, tempo de contato e equilíbrio de adsorção. Isso é tecnologicamente importante, pois usar o material na forma in natura, como por exemplo, em tratamento de efluentes, além de ser ambientalmente correto é economicamente viável por apresentar baixo custo.
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Desenvolvimento de processo para obtenção de zeólita do tipo faujasita a partir de caulim de enchimento, caulim duro e tube press: aplicação como adsorvente.
(Universidade Federal do Pará, 2015-03-31) ROCHA JUNIOR, Carlos Augusto Ferreira da; NEVES, Roberto de Freitas; http://lattes.cnpq.br/9559386620588673; 9559386620588673
Com o desenvolvimento tecnológico, vários resíduos, bem como produtos industriais vem sendo transformados em materiais com maior valor agregado. Dentro deste contexto, o resíduo do caulim proveniente do beneficiamento para a cobertura de papel, vem ao longo dos anos sendo empregado como fonte de silício e alumínio na síntese de diferentes tipos de zeólitas (materiais altamente valorizados no mercado mundial) uma vez que se configuram como matérias-primas de baixo custo para este processo. Assim, este trabalho tem como objetivo a síntese de zeólita do tipo faujasita (X e Y) a partir de um resíduo caulinítico, sendo este o caulim duro ou Flint (resíduo da lavra) um semi-produto o caulim tube press e um produto final o caulim de enchimento. Para o processo de zeolitização de cada caulim utilizou-se em um reator químico o produto de calcinação de cada material (metacaulim), metassilicato de sódio, hidróxido de sódio sólido e água destilada, submetido a 110 °C, tempo de reação de 13 h e relações Si/Al de 2, 4 e 6. Os produtos de cada síntese e os caulins de partida foram caracterizados por análises químicas, físicas e mineralógicas os quais foram: difração de raios x, fluorescência de raios-x, microscopia eletrônica de varredura e análises térmicas. A partir destas análises observou-se que todos os caulins apresentaram a formação de zeólita do tipo faujasita, porém com diferenças nas suas intensidades de pico e associações com outras fases zeolíticas. O caulim duro demonstrou um menor potencial de zeolítização na relação de Si/Al igual a 2, quando comparado com os outros dois materiais de partida, supostamente relacionado ao ferro presente em sua composição. Assim foi feito um processo de remoção deste constituinte, através do método de Mehra e Jackson para verificar uma possível maximização no processo de síntese. Novos resultados indicaram uma completa modificações quanto ao domínio e grau de ordem estrutural da fase faujasita, agora passando para a fase majoritária e havendo um aumento no grau de ordem estrutural. Como nesta condição reacional há um menor consumo e custo de matéria-prima e energia para calcinação, utilizou-se este meio como ponto de partida para um planejamento experimental a fim de avaliar melhores condições reacionais. Neste planejamento variou-se alguns parâmetros de síntese como: temperatura, tempo de reação, relação Si/Al e H2O/Na2O. Os resultados do planejamento estatístico mostraram a formação de faujasita nos 32 pontos de estudo, assim como uma região ótima com 8 pontos do planejamento, na qual esta fase é dominante. Nesta região o ponto 13 (Si/Al igual a 2, 7 h, 120 °C e H2O/Na2O igual a 80) mostrou-se como a melhor condição reacional em relação ao grau de ordem estrutural. A zeólita sintetizada neste ponto, demostrou uma alta capacidade de adsorção de amônio e percentuais próximos a 85 % de eficiência até 60 ppm. O modelo de Langmuir mostrou-se mais adequado que o de Freundlich e Sips no ajuste dos dados experimentais. Os parâmetros termodinâmicos demostraram que a adsorção de NH4 + é um processo espontâneo e exotérmico, na qual a elevação de temperatura de 25 a 60 °C promove uma pequena redução na capacidade adsortiva.
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Desenvolvimento do processo de síntese da zeólita A e da sodalita a partir de rejeitos de Caulim da Amazônia com aplicações em adsorção
(Universidade Federal do Pará, 2011-08-31) MAIA, Ana Áurea Barreto; POLMANN, Herbert; ANGÉLICA, Rômulo Simões; http://lattes.cnpq.br/7501959623721607; 7501959623721607
A minimização de resíduos doméstico e industriais é um dos grandes desafios que o mundo tem enfrentado. Assim, várias propostas são lançadas para esse fim, que vai desde o aprimoramento do processo para a geração de rejeito ser mínima até o uso do mesmo na produção de novos materiais. Nesse contexto, esse trabalho tem como proposta a utilização de rejeitos de caulim, das empresas localizadas no Pará, na produção de zeólitas, como a fase A e a sodalita. Essas empresas operam as minas dos distritos cauliníticos do Capim e do Jari e produzem caulim de alta qualidade para indústria de papel. Dessa forma, foi realizada uma caracterização química e mineralógica dos rejeitos de caulim da região do Capim (KC) e do Jari (KJ) para se ter conhecimento das suas características e como as mesmas podem influenciar na síntese da zeólita A e sodalita. Foi realizado também um estudo da ativação térmica da caulinita desses rejeitos, através de Ressonância Magnética Nuclear (RMN), em várias temperaturas, para se obter as condições ideais para produzir metacaulinita altamente reativa na síntese de zeólitas. A síntese da zeólita A de Na foi realizada variando parâmetros como tempo de síntese e relação Na/Al, com a temperatura fixa em 110 ºC, para os dois materiais de partida (KC e KJ). Posteriormente, com as fases NaA sintetizadas através dos dois resíduos, foram feitos os ensaios de troca catiônica para produzir as fases KA, MgA e CaA. No processo de síntese da sodalita, partiu-se diretamente de caulinita e foram utilizadas duas temperaturas (150 e 200 ºC), fixando-se a relação Na/ânion, e variando a relação Na/Al na mistura reacional para KC e KJ. E finalmente, verificou-se a possibilidade da utilização da zeólita NaA na adsorção de uma mistura de metais pesados (Co2+, Cr3+, Cu2+, Zn2+ e Ni2+), como proposta de reduzir problemas ambientais com efluentes industriais. Os resultados de Difração de Raios X (DRX) indicaram que os rejeitos de caulim do Capim e Jari são constituídos principalmente por caulinita, com baixíssima quantidade de impurezas. Dados de DRX mostraram também que a caulinita do KC apresenta um elevado grau de ordem estrutural, comparando com KJ. Essa diferença no grau de ordem estrutural da caulinita do KC e KJ influenciou diretamente na temperatura ideal para obter um material com alto teor de Al na coordenação IV. Através de RMN, foi verificado que para se produzir metacaulinita altamente reativa a partir de KJ, essa temperatura seria 600 ºC e para KC, 700 ºC. Zeólita A foi obtida com elevada pureza e alto grau de ordem estrutural nas seguintes condições: Na/Al de 1,64 para ambos os resíduos e 18 e 20 h para KC e KJ, respectivamente. O processo de troca catiônica entre o Na da zeólita A e K, Mg e Ca das soluções mostrou-se bem eficiente e juntamente com dados de DRX, mostraram que as fases KA, MgA e CaA foram obtidas com sucesso. A série sodalita foi produzida a partir de KC e KJ, e através de espectroscopia de infravermelho foi confirmada a inserção do cloreto, sulfato e carbonato na sua estrutura. Entre os dois materiais fontes de Si e Al, a caulinita do KJ se mostrou mais reativa na síntese de sodalita. Isso pode ser explicado pelo baixo grau de ordem estrutural desse argilomineral, que o torna mais reativo. Em relação à capacidade de adsorção da mistura de metais pesados em zeólita NaA, produzida a partir de KC e KJ, foi verificado que para todos os metais (Co2+, Cr3+, Cu2+, Zn2+ e Ni2+), essa variável apresentou valores satisfatório. O modelo de Langmuir mostrou-se mais adequado que o de Freundlich no ajuste dos dados experimentais. Zeólita NaA produzida a partir de KC e KJ pode ser um excelente material na adsorção de metais pesados no tratamento de águas residuais.
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Efeito do tempo de síntese de zeólita A a partir de caulim amazônico, conformação por extrusão e verificação desta na eficiência de adsorção de NH4 +
(Universidade Federal do Pará, 2015-04-24) SANTOS, Suzianny Cristina Arimatéa; NEVES, Roberto de Freitas; http://lattes.cnpq.br/9559386620588673
O caulim é bastante utilizado na área de materiais (cerâmica, pozolanas, enchimentos e fabricação de tintas) tanto como o rejeito quanto o produto beneficiado. Atualmente a utilização mais explorada vem sendo em síntese de zeólitas, visto que esta apresenta as mais nobres aplicações. As zeólitas são sintetizadas a partir de fontes de silício e alumínio, fato este que justifica a utilização do caulim, pois é formado essencialmente pelo argilomineral caulinita (Al2Si2O5(OH)4). Neste trabalho foi realizada uma comparação do caulim da região do Rio Capim com caulins de referência mineralógica/química e outros caulins amazônicos para verificar se é possível torná-lo um material de referência. A comparação realizou-se através de análise granulométrica, difração de raios X, fluorescência de raios X, microscopia eletrônica de varredura, análise térmica diferencial e espectroscopia de infravermelho e cálculos de cristalinidade. Além disso, o caulim da região do Rio Capim foi utilizado como fonte de silício e alumínio para obtenção de zeólita A, a fim de verificar o efeito do tempo na síntese. Os ensaios foram realizados em tempos de 30 min, 1 h, 2 h e 24 h e estas zeólitas aplicadas em adsorção de amônio. A partir da zeólita sintetizada realizou-se o processo de conformação por extrusão, avaliando vários ligantes (silicato de sódio, bentonita, caulim e CMC) e temperaturas de queima (500, 700 e 800 °C). Posteriormente, estes extrudados foram aplicados, também, em adsorção de amônio para a verificação de sua eficiência. Observou-se que é possível a utilização do caulim do Rio Capim como material de referência mineralógica (de alto grau de ordem estrutural) e/ou química, pois o mesmo mostrou um desempenho próximo ou igual aos caulins de referência comparados nesse trabalho. A zeólita A foi sintetizada a partir de caulim amazônico e este apresentou uma excelente fonte silício e alumínio. Todos os tempos de síntese proporcionaram zeólita A em quantidades zeolítica de ~ 600 g. Todas as zeólitas apresentaram alto grau de ordem estrutural vistas ao DRX e MEV. Verificou-se, ainda, que síntese de zeólita A em tempos de 30 minutos pode ser realizada sem prejuízos na sua aplicação, já que esta apresentou a diferença inferior somente de 3% em eficiência na adsorção comparada com a de 24 h. Os ensaios de conformação por extrusão mostraram-se promissores, dos 10 ensaios realizados 5 foram bem sucedidos com a obtenção de granulados com resistência física. Contudo, apenas os granulados contendo silicato de sódio e CMC como ligantes apresentaram alta eficiência em adsorção de amônio. Com valores de ~ 95,5% de eficiência em 24 horas de contato.
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Potencialidade adsorvente da zeólita A derivada de rejeito de caulim na remoção de corantes
(Universidade Federal do Pará, 2017-10-18) ARAÚJO, Leiliane Cristina Cardoso; CORRÊA, José Augusto Martins; http://lattes.cnpq.br/6527800269860568
Nos Estados do Pará e Amapá encontram-se as maiores reservas brasileiras de caulim. O processo de beneficiamento desse material gera um volume significativo de rejeito, esse é caulim que se apresenta fora das especificações para cobertura de papel e acaba se tornando um passivo ambiental, uma vez que são necessárias grandes áreas para que sejam depositados. Esse rejeito é constituído principalmente pelo argilomineral caulinita que apresenta Si e Al na proporção 1:1, ideal para ser utilizado como matéria-prima na síntese de zeólitas. A zeólita A é um aluminossilicato sintético microporoso, facilmente sintetizada a partir de rejeito de caulim, tornando-se um material de baixo custo e eficaz para remover contaminantes presentes nos efluentes, como por exemplo os corantes, além de apresentar grau elevado de seletividade e outras características que a tornam excelentes adsorventes. Dentre os processos mais usados na remoção de corantes está a adsorção, pois possui diversas vantagens como: baixo custo, elevadas taxas de remoção e a possibilidade de recuperação do adsorvente. A metodologia do trabalho foi realizada em quatro etapas: 1) Síntese da zeólita A: utilizou-se como material de partida o caulim Tube Press, da empresa localizada no Rio Capim-PA, que posteriormente foi calcinado a 700°C por 2h, solução de NaOH (5 mols L-1 ) e água destilada. Foram mantidos em um reator por 2h a 95 °C sob agitação. Após a síntese o material foi lavado até pH~7 e seco. Tanto o material de partida como os produtos foram identificados e caracterizados por DRX, MEV, DTA-TGA e análise granulométrica. 2) O estudo 26mg L -1. Foram obtidos o equilíbrio, a cinética de adsorção e a termodinâmica. Os testes foram feitos em sistema de batelada e as soluções após adsorção foram analisadas em espectrofotômetro UV-Visível, utilizando-se λ= 585nm para AM e λ= 665nm para VC. 3) Regeneração da zeólita A: foi realizada com 50 ml da solução de corante na concentração 10 mg L-1 e 150 mg de zeólita A. Após 24h a suspensão foi centrifugada, o sobrenadante analisado e o sólido seco e posteriormente calcinado a 650 °C por 2h perfazendo um ciclo de cinco vezes.4) Estudo de dessorção: foi realizado com 50 ml de solução de corantes AM e VC na concentração de 10 mg L-1 e 150 mg de zeólita A, após a adsorção de 24h o sólido foi separado por centrifugação e posteriormente adicionado os solventes água e metanol em cinco proporções de adsorção: foi realizado com solução de corante AM e VC nas concentrações 2- obtendo o volume inicial de 50 ml e mantidos sob agitação por 24h e após analisado o sobrenadante em espectrofotômetro UV-Visível. Nos resultados do equilíbrio de adsorção percebe-se que a percentagem de adsorção diminui com o aumento da concentração, pois mais moléculas do corante são incorporadas ao adsorvente, diminuindo a área e os sítios ativos disponíveis. A capacidade máxima de adsorção no equilíbrio para o AM foi de 5,1 mg g-1 e para o VC de 14,09 mg g-1, dessa forma a capacidade de adsorção no equilíbrio foi maior para o VC comparado ao AM. O modelo matemático que melhor se ajustou aos dados experimentais de equilíbrio do AM foi a isoterma de Sips que reúne características das isotermas de Langmuir e Freudlich, enquanto que para o corante VC o melhor modelo é o de Freudlich sugerindo que adsorção ocorre em multicamadas. A cinética de adsorção do AM e do VC ajustaram-se ao modelo de pseudo segunda-ordem. A termodinâmica de adsorção do AM nas temperaturas de 30°C a 70°C é um processo espontâneo, favorecida em temperaturas mais elevadas. A regeneração térmica da zeólita A após 5 ciclos de regeneração teve uma perda na eficiência da adsorção de AM em 7% e 3% para o VC, indicando a possibilidade de reutilização do adsorvente. A dessorção com a mistura de 50% de cada solvente apresentou os melhores resultados.
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Síntese conjunta de zeólita A-hidróxidos duplos lamelares a partir de rejeitos da indústria mineral como adsorverdor de corantes
(Universidade Federal do Pará, 2018-06-29) SILVA, Liliane Nogueira da; MORAES, Dorsan dos Santos; http://lattes.cnpq.br/0042246809975347; CORRÊA, José Augusto Martins; http://lattes.cnpq.br/6527800269860568
Para a síntese da mistura Zeólita A-HDL foram utilizados como materiais de partida dois rejeitos da indústria mineral: um proveniente da produção de concentrado de cobre oriundo da mina do Sossego região de Carajás, sudeste do Estado do Pará; o outro do beneficiamento de caulim oriundo da região do Rio Capim, nordeste do Estado do Pará. Os rejeitos foram primeiramente ativados por lixiviação ácida e calcinação. A síntese ocorreu em duas etapas: primeiro a síntese do HDL por coprecipitação e banho hidrotérmico, com posterior adição de metaculim para síntese da zeólita A. Os parâmetros avaliados foram: razão molar Mg/Fe, relação mássica Zeólita A-HDL e tempo de reação, dividido em três experimentos. As amostras sintetizadas foram caracterizadas por difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura acoplado a espectroscopia de dispersão de energia de raios X (MEV/EDS), análise térmica (ATG), espectroscopia na região do infravermelho (EIV), distribuição de tamanho de partícula (DTP), fisissorção de N2 e ponto de carga zero (PCZ). Após a caracterização, a mistura foi aplicada na adsorção dos corantes violeta cristal (VC) e azul de metileno (AM). A melhor condição de síntese testada ocorreu com razão molar teórica Mg/Fe igual a 3, relação mássica zeólita A-HDL de 7:1 e tempo de reação de 6 horas. A difração de raios X detectou fases de elevada ordem estrutural que foram quantificadas pelo método Rietveld, em: 90,57 zeólita A, 9,21 piroaurita e 0,22 anatásio (% massa). Foram feitos testes de adsorção utilizando-se diversos corantes e a Zeólita A-HDL apresentou maior eficiência na remoção dos corantes VC e AM quando comparada a uma zeólita comercial utilizada com esta finalidade, o que ocorreu em multicamadas. A cinética de adsorção do AM obteve melhor correlação com o modelo de pseudosegunda ordem. O estudo termodinâmico mostrou que a 25 °C o processo de adsorção apresenta-se favorável e espontâneo. A entalpia indica uma reação exotérmica, com liberação de energia e classificada como fisissorção. A dessorção dos corantes, mostrou que a melhor proporção dos solventes é 50% H2O:50% Etanol, dessorvendo 100% do corante. A regeneração térmica da ZA-HDL mostrou-se eficaz, possibilitando sua reutilização após tratamento térmico.
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Síntese de zeólitas A e 5A a partir de caulim: uma comparação dos métodos de síntese estático e dinâmico
(Universidade Federal do Pará, 2011-05-11) SANTOS, Suzianny Cristina Arimatéa; NEVES, Roberto de Freitas; http://lattes.cnpq.br/9559386620588673
A maior conscientização das questões ambientais e políticas sobre preservação vêm fazendo com que surjam novas propostas de reciclagem de resíduos. Uma dessas formas de reaproveitamento constitui-se no emprego do rejeito do processo de beneficiamento do caulim em síntese de zeólitas a partir do rejeito do caulim, pois as zeólitas possuem uma vasta aplicabilidade. A zeólita 5A foi sintetizada através de troca catiônica utilizando como material de partida a zeólita A e solução cálcica. Neste trabalho foi desenvolvido um processo de síntese para zeólita A e zeólita 5A, além do acompanhamento cinético de obtenção dessas fases cristalinas e o aumento de escala das zeólitas A e 5A. Os métodos de caracterização utilizados foram: DRX, FRX, MEV, DTA-TG e análise granulométrica. Verificou-se que através dos dois métodos de síntese foram obtidas zeólitas A e 5A, porém havendo apenas variações nas intensidades de seus picos, onde as zeólitas sintetizadas no método dinâmico apresentaram maiores intensidade e uma maior possibilidade de aumento de escala de produção para 400g. Os produtos zeolíticos foram utilizados em sistema de adsorção, nos ensaios de adsorção de umidade do ar as mesmas mostram-se promissoras, chegando adsorver até 20% em relação à massa de zeólita. Constatou-se que a nova metodologia dinâmica desenvolvida para produção de zeólita A neste trabalho mostrou-se muito superior à metodologia estática anterior, pois possibilitou um maior aumento de escala além da redução do tempo de síntese.
Acesso aberto (Open Access)
Síntese e caracterização da piroaurita a partir de resíduo de mina de cobre e sua aplicação na adsorção do corante vermelho do Congo
(Universidade Federal do Pará, 2023-03-24) FERREIRA, Rafaela da Silva; RODRIGUES, Elizabeth Maria S.; CORRÊA, José Augusto Martins; http://lattes.cnpq.br/6527800269860568
Neste estudo o rejeito da flotação de cobre da cava Sequeirinho da mina do Sossego, localizada na região de Carajás, sudeste do Estado do Pará (Brasil), foi utilizado como material de partida para síntese de Piroaurita, com potencial de adsorção de corante orgânico. A caracterização do rejeito foi realizada por técnicas de Fluorescência de Raios X (FRX) e Difração de Raios X (DRX). Em seguida, o material foi lixiviado (HCl 1:1 H2O) e a solução resultante, filtrada e usada como material de partida da Piroaurita. A solução foi submetida ao método de coprecipitação com o pH constante (14) com razão molar Mg/Fe 6:1, com o tempo de gotejamento de 4 horas, banho hidrotérmico de 24h e agitação rigorosa. A Piroaurita foi então caracterizada por técnicas de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Difração de Raios X (DRX), Fluorescência de Raios X (FRX), Espectroscopia de Absorção na Região do Infravermelho por Transformada de Fourier (FT-IR), Análise Térmica Gravimétrica (ATG), Área de Superfície Específica (ASE) e Poros Totais (TPV). A Piroaurita foi testada na adsorção do corante Vermelho do Congo (VC). Foram testadas concentrações de VC de 5, 10, 20, 30, 40, 50 e 80 mg·L-1 na proporção de 10 mL para 0,025 mg de piroaurita. O modelo de adsorção que melhor ajustou os dados experimentais obedece ao modelo de Langmuir (R2 = 0,9614), enquanto que, a cinética indicou um modelo de pseudo-segunda ordem (R2 = 0,9977). Além disso, a temperatura de 40ºC mostrou-se a mais apropriada para a adsorção do corante VC. Por fim, os parâmetros termodinâmicos de entropia (ΔSº = 0,0886 kJ·mol-1·K-1) e entalpia (ΔHº = 8,2999 kJ·mol-1) demonstram que o processo de adsorção foi naturalmente espontâneo e endotérmico.
Acesso aberto (Open Access)
Síntese e caracterização de hidróxidos duplos lamelares a partir da lama vermelha
(Universidade Federal do Pará, 2011-08-30) CUNHA, Márcia Valéria Porto de Oliveira; CORRÊA, José Augusto Martins; http://lattes.cnpq.br/6527800269860568; http://lattes.cnpq.br/6527800269860568
A adsorção, processo no qual sólidos de origem natural ou sintética são usados na retenção de metais, apresenta-se como um método alternativo ao tratamento de efluentes, pois alia baixo custo com alta capacidade de retenção de metais. O emprego de hidróxidos duplos lamelares, obtidos a partir da lama vermelha, como adsorventes apresenta vantagem de não conduzir a geração de um novo resíduo após a etapa de adsorção. Este estudo foi dividido em quatro partes, sendo que o objetivo de cada uma foi: sintetizar e caracterizar os HDLs formados a partir da lama vermelha; investigar os ânions que fazem parte da estrutura interlamelar; investigar os íons incorporados na estrutura e sua estabilidade térmica; avaliar a capacidade de adsorção através dos HDLs na remoção de íon Cr (VI) em solução aquosa. Para a síntese e caracterização foram realizados seis experimentos, no qual foi variado o tempo de gotejamento (3, 5 e 7 h) e o tempo de banho hidrotérmico (5, 10, 20, 30 e 60 dias); a temperatura do banho hidrotérmico; a razão molar e o pH. Neste estudo observou-se que os HDLs formados apresentaram boa cristalinidade, parâmetros da cela unitária a e c e valores de espaçamento basal similares aos encontrados na literatura. Para a investigação dos ânions intercalados foram utilizados razões molares com valores próximos a 1:1 (M3+/M2++M3+). Para este estudo não foi tomada nenhuma precaução para evitar o contato com CO2 atmosférico e, conseqüentemente, alguns íons carbonatos foram introduzidos nas amostras. Para o HDL sintetizado na temperatura ambiente (298 K), foi favorecida a intercalação do ânion carbonato no espaço interlamelar, provavelmente pela captura do CO2 da atmosfera. No caso do HDL sintetizado na temperatura de 330 K, favoreceu o ânion cloreto no espaço interlamelar. Para a investigação dos íons incorporados na estrutura foram estudadas diferentes relações de cátions (MII/MII+MIII). Os HDLs com maior razão molar Mg2+/(Al3+ + Fe3+) apresentaram-se mais cristalinos e com maiores valores de espaçamento basal. A decomposição dos HDLs sintetizados ocorreu em três etapas, sendo que na primeira e na segunda etapa (25-100°C e 100-235ºC) ocorre à evaporação da água adsorvida e a eliminação da água de intercalação, respectivamente. Na terceira etapa (235-410°C) ocorre a desidroxilação das lamelas e decomposição dos ânions. Uma quarta fase de decomposição pode ser aqui sugerida, que corresponderia a perda de espécies aniônicas voláteis (Cl-, CO3 2-) ou espécies não voláteis nas quais os ânions estão incluídos na formação de óxidos de metais mistos. Os HDLs sintetizados em laboratóro e seu sistemático comportamento na adsorção do Cr(IV) foram estudados em experimentos de batelada. Os efeitos dos parâmetros pH, concentração de Cr(VI) e razão olar MII/MII são aqui relatados. As condições ótimas de de pH e razão molar para a adsorção máxima foram encontradas na faixa de pH entre 4.0 e 6,0 e entre a razão molar de 3:1 a 4:1 respectivamente.
Acesso aberto (Open Access)
Síntese e caracterização de materiais híbridos (PCHs e Organoargilas) com aplicabilidade na adsorção de fenol, benzeno e tolueno
(Universidade Federal do Pará, 2013-12-18) SANTOS, Sheila Silva dos; LEMOS, Vanda Porpino; http://lattes.cnpq.br/1829861620854008
Este estudo avalia o uso de argila do Estado do Acre de natureza esmectítica (argila original) como precursora na síntese de PCHs (Porous Clay Heterostructure) e na organofuncionalização com mercaptopropiltrimetoxisilano (MPTS-Arg) e aplicabilidade desses materiais como adsorventes de fenol, benzeno e tolueno em fase líquida. A síntese de PCHs envolve as seguintes etapas: preparação de organoargila com hexadeciltrimetilamônio (HDTMA-Argila); aumento do espaçamento basal (d001) da organoargila usando o cosurfactante octilamina e adição concomitante de uma fonte de Si, como o tetraetilortosilicato (TEOS); lavagens com etanol em HCl, secagem a 60 o C (PCH-60 A e B); calcinação a 500 o C e 700 º C (PCH 500 A/B e PCH 700), com a remoção do surfatante/co-surfactante e consequente substituição destas substâncias orgânicas por prótons que permanecem nas paredes das galerias de pilares de SiO2 até novo tratamento porventura realizado no PCH. O material MPTS-Arg foi obtido a partir da intercalação de mercaptopropiltrimetoxisilano na argila original sob agitação durante 1 h (Arg-MPTS 1) e na argila original previamente tratada com HCl 1 mol L-1 e sob agitação durante 2 h (Arg-MPOS 2). Os materiais (argila original, HDTMA-Argila, PCH-60, PCH-500/700 e MPTS-Arg) foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura acoplado a espectroscopia de raios X por dispersão de energia (MEV/ EDS), espectroscopia de absorção molecular IV com transformada de Fourier (FTIR), técnicas de análises térmicas (DTA_TG) e análises texturais, como as medidas de área superficial específica (ASEBET, ASELangmuir), volume total de poros (VTP) e diâmetro médio de poros (DMP). Caracterização complementar por ressonância nuclear magnética no estado sólido acoplada a espectrometria de massa (RMN-M AS) foi realizada para o PCH-500 A. Nos experimentos de adsorção de fenol, benzeno e tolueno foram utilizadas suspensões aquosas dos adsorventes contendo separadamente os adsorvatos. As concentrações de equilíbrio de fenol, tolueno e benzeno foram medidas por espectroscopia de absorção molecular na região ultravioleta, conforme método aceito e aplicado em outros estudos de adsorção. Foram obtidos os seguintes resultados: identificação do argilomineral esmectita na argila natural com espaçamento basal de 1,25nm; intercalação do HDTMA e do MPTS com expansão do d(001) para 1,95nm (HDTMA-Arg 5) e 2,1nm (MPTS-Argila 1h). Após a modificação observou-se através da análise de EDS um decréscimo das concentrações dos elementos Na, Si e Al (%) nas posições interlamelares e aumento na concentração de C. O espectro 29Si MAS NMR do PCH-500 A apresentou sinais químicos dos centro Q3 Si(OSi)3OH e Q4 Si(OSi)4 que indicam a formação de sílica em sua estrutura. Os PCHs (60 e 500 A) foram classificados como mesoporosos, apresentando ASEBET entre 417 a 446 m2 g-1 e volume total de poros (cm3 g-1) = 0,367 - 0,369. O aumento da temperatura de calcinação do PCH 500 para 700 o C (PCH 700) propiciou decréscimos em SBET (305 m2 g-1) e diâmetro médio de poros (0.976 nm). Foi verificado a partir da avaliação das medidas dos diâmetro de poros em PCH 700 que 46% das medidas correspondem a microporos. No estudo do equilíbrio de adsorção foram obtidos os valores de KL (L mg-1), KF (L mg-1) e qMax (mg g-1) nos seguintes processos: (i) adsorção de fenol (1.40; 2.26 e 3.80) e tolueno (145, 7.18 e 135) em PCH-500 A; (ii) adsorção de benzeno (0.33, 41.49 e 69.81) em PCH 500 B; (iii) na adsorção de tolueno em argila-MPOS 1 (1.06, 118.9 e 146) e argila-MPOS 2 (2.1, 92 e 97); (iv) na adsorção de fenol (0.07, 0.48 e 4.44) e benzeno (0.11, 4.95 e 35.8) em HDTA-Arg 5, respectivamente. Os dados obtidos sobre a caracterização dos materiais indicaram que a formação dos PCHs propiciou grande aumento nas concentrações de Si e decréscimo nas concentrações de Al, Fe e outros elementos, devido à delaminação- exfoliação da esmectita original. Foi verificado que os materiais são mais adequados para adsorção de tolueno e benzeno do que fenol.
Acesso aberto (Open Access)
Síntese, caracterização e aplicação de esmectitas pilarizadas com Al, Ti
(Universidade Federal do Pará, 2006-02-21) GUERRA, Denis de Jesus Lima; ANGÉLICA, Rômulo Simões; http://lattes.cnpq.br/7501959623721607; LEMOS, Vanda Porpino; http://lattes.cnpq.br/1829861620854008
Hidroxi-polímeros de Al e Ti foram sintetizados através da hidrolise de seus respectivos sais e foram usados na intercalação e pilarização de esmectitas de diferentes composições químicas. A metodologia de intercalação consiste principalmente na substituição dos cátions interlamelares por cátions maiores {poli-hidroxipolímero de alumínio, conhecido como íon de Keggin, complexo Al13, [Al13O4(OH)24(H2O)12]7+ e polioxication de titânio TiOx(OH)2x} e em seguida a secagem a 80ºC. O material resultante da intercalação sofre calcinação em T=300-500ºC (pilarização) visando à remoção da água interlamelar. As argilas natural e pilarizada foram caracterizada por XRD, FTIR, NMR do 27Al e 29Si, TGA_TG e análises texturais usando isotermas de adsorção/desorção de N2. As amostras foram usadas como adsorventes em processos de adsorção com a butilamina (Al- PILC/ativação ácida) e soluções de Cu2+, Ni2+ e Co2+ (Al-PILC e Ti-PILC). Os resultados dos padrões de XRD indicaram aumento no espaçcamento d(001) de d(001)= 15,30-15,60 para d(001)=18,36-18,92 (Al-PILC) e d(001)= 15,30 para 17,10-19,56 Å (Ti-PILC). Os espectros FTIR comprovaram a pilarização das esmectitas com Al e Ti através das vibrações 667 cm-1 (ligação Al-O do Al em coordenação tetraédrica no Al13) e 1338 cm-1 (ligação Ti-O nos pilares de TiO2). Os espectros RMN 27Al mostraram para as amostras Al-PILC sinais de 68 ppm e 0ppm referentes ao Al nas posições tetraédrica e octaédrica, respectivamente. Foi indicado que as curvas TGA-TG são similares entre si. Foram observados dois picos endotérmicos. O primeiro ocorre em 100-200 oC e é atribuído a perda de água superficial e a água coordenada no pilarizante. O segundo ocorre em 300-600ºC e corresponde à reação de desidroxilação do poli-hidroxipolímero. Os parâmetros texturais aumentaram e este aumento resultou na formação de materiais microporosos a mesoporosos. Os dados experimentais de adsorção da butilamina e dos íons Cu2+, Ni2+ e Co2+ em soluções aquosas e em temperatura ambiente sobre PLCs foram ajustados através de regressão linear aos modelos de Langmuir, Freundlich e Temkin. Os melhores resultados foram obtidos através do modelo de Langmuir (r=0,999). A equação de Freundlich apresentou limitações em relação as concentrações, porém valores aceitáveis de parâmetros (Kf e n) foram obtidos pelos três modelos. Os parâmetros foram usados para calcular a quantidade adsorvida (Nf), que é uma função de Cs.
Acesso aberto (Open Access)
Síntese, caracterização físico-química e aplicação de alumínossilicatos como adsorventes
(Universidade Federal do Pará, 2003-05) CASTRO, Elton Anderson Santos de; LEMOS, Vanda Porpino; http://lattes.cnpq.br/1829861620854008
Neste trabalho foram utilizados três tipos de aluminossilicatos para avaliação do índice de recuperação do corante monovalente azul de metileno. O argilomineral não-poroso, caulinita, proveniente da região do rio Capim, foi tratado com ácido clorídrico 5N para aumento da área específica. A peneira molecular microporosa, zeolita NaP, foi sintetizada através do método hidrotermal utilizando-se como fonte de Si e Al, a caulinita da região do rio Capim. O método hidrotermal foi também utilizado para a síntese da peneira molecular mesoporosa Al-MCM-48. Esta recebeu tratamento térmico (calcinação) a 540ºC sob fluxo de N2 e ar por 7h para remoção do agente direcionador (surfactante). Os materiais porosos e o não-poroso foram caracterizados por difração de raios-X, espectrofotometria na região do infravermelho, análises termodiferencial e termogravimétrica e métodos de adsorção e dessorção com N2. Para o mineral argiloso realizouse ainda análise química e para o aluminossilicato microporoso, microscopia eletrônica de varredura. Estes materiais foram testados como adsorventes na recuperação do azul de metileno em uma concentração de 6ppm, em diferentes tempos (20, 40, 60 e 120min) utilizando-se o método do contato, onde se fez um estudo da concentração, do método de separação de fases e do comprimento de onda mais adequados. A determinação do índice de recuperação para o corante orgânico, usando os três materiais, foi feita através de espectrofotometria na região do visível. Pelo espectro de DRX e análise química constatou-se que o argilomineral caulinita era de alta pureza e pela determinação da área superficial específica, que esta aumentou em 31,23% após ativação ácida. A área específica obtida para a Al-MCM-48 foi de 1219m2g-1, característico deste tipo de material. Os resultados de DRX indicam que a zeolita NaP foi formada, mas traços do feldspatóide hidroxisodalita também estão presentes, o que pôde ser confirmado pelas imagens de MEV. Os valores do índice de recuperação para o azul de metileno demonstraram que a caulinita sob ativação ácida foi a mais eficaz (100% de recuperação). Seguida da zeolita NaP (97,89% de recuperação) e Al-MCM-48 (97,35% de recuperação), o que indica a viabilidade de utilização destes materiais como agentes para pré-concentração em análises cromatográficas.
Acesso aberto (Open Access)
Sorção de Ni e azul de metileno em esmectita do Rio Branco-Acre sob tratamento com cátion orgânico
(Universidade Federal do Pará, 2008-03-19) SILVA, Tatiani da Luz; LEMOS, Vanda Porpino; http://lattes.cnpq.br/1829861620854008
A interação entre cátions orgânicos, como o azul de metileno (AM), benziltrimetilamônio (BTMA) e minerais argilosos do grupo da esmectita resultam na formação de materiais aplicados na adsorção de poluentes orgânicos presentes em águas e solos. Neste trabalho foram preparados os adsorventes (organo – argilas) esmectita - AM e esmectita – BTMA, com os seguintes objetivos: a utilização da cobertura argilosa observada em vários locais do município de Rio Branco – Acre, como material precursor de organo-argila, com aplicabilidade de sorção de metais pesados e substâncias orgânicas; a determinação dos principais atributos químicos e mineralógicos da argila precursora, que são requisitos necessários a interpretação dos mecanismos de interação argila/cátion orgânico e organo-argila/cátion metálico; o estudo dos processos de adsorção das organo-argilas; a avaliação da eficiência das organo - argilas na adsorção de níquel. A amostra precursora de esmectita foi coletada em Rio Branco –Acre, sendo utilizada nos testes de adsorção e no tratamento com os cátions orgânicos a fração argilomineral (F-Esmec) e a fração total (FT-SE) da amostra. Também foi utilizada uma amostra de esmectita coletada em Sena Madureira (SM) – Acre já caracterizada em trabalho anterior e uma amostra de esmectita padrão Swy-2-Na-Montmorillonite (SWy-2) de Wymong - EUA. Os agentes orgânicos selecionados para este estudo foram: Azul de Metileno, denominado AM e Benziltrimetilamônio, denominado BTMA. Após classificação, as amostras foram submetidas ao tratamento com os cátions AM e BTMA. Os processos de interação entre argila e cátions orgânicos foram investigados através de dados obtidos por espectroscopia molecular na região do IV, ATD-ATG, MEV e DRX. Os adsorventes foram aplicados na adsorção de AM e Ni em matrizes aquosas (concentrações variando de 1 a 10 ppm). As concentrações de AM e Ni antes e após a adsorção foram determinadas por espectrofotometria na região UV para o AM (λ = 670 nm) e por absorção atômica para determinação da concentração de Ni (λ = 232 nm). A amostra de argila coletada em Rio Branco – Acre é constituída principalmente por quartzo, o mais abundante, esmectita, illita e caulinita, sendo que dos argilominerais as esmectitas são as predominantes na amostra de argila. Os espaçamentos basais das amostras não mudaram significantemente com a adsorção do AM e do BTMA, como observado em trabalhos encontrados na literatura. Foram avaliadas as capacidades adsortivas das amostras tratadas com BTMA utilizando-se o AM e Ni como adsorvatos. Os resultados destas avaliações detectaram que correu adsorção total do AM (concentrações variando de 1 a 10 ppm) pelas amostras tratadas com BTMA, sendo este comportamento também verificado em experiências realizadas por: Gersti and Mingelgrin (1979), Mortland (1979), Boyd et al (1988), Margulies et al (1988), que em seus estudos evidenciam as interações organofílicas. Assim sendo, as amostras apresentaram resultados plausíveis quanto a adsorção de BTMA e AM, sendo as argilas do Acre boas precursoras das organoargilas: esmectita – AM e esmectita – BTMA. Nos testes de adsorção realizadas com soluções Ni2+ a quantidade adsorvida (mg.g-1) ocorreu na seguinte ordem: F-Esmec-BTMA > F-Esmec. O cátion orgânico, BTMA, interagindo com as superfícies das argilas naturais foram mais eficientes na adsorção do AM do que as argilas sem o tratamento prévio com este sal. Para se avaliar o tempo que a amostra F-Esmec deveria ficar em contato sob agitação com a solução de Ni, foram realizadas três isotermas de adsorção, onde o tempo de agitação da solução de Ni em contato com a argila variou em 1h, 12hs e 24 hs. Os experimentos mostraram que 1h foi o tempo suficiente que a amostra deve ficar sob agitação com a solução de Ni para se obter bons resultados de adsorção, pois o valor de Q, em mg/g, de Ni adsorvido após 24 h de agitação da solução foi praticamente o mesmo obtido sob agitação por 1h. O tratamento das argilas com o BTMA aumentou a quantidade adsorvida do níquel presente em soluções aquosas, assim como o ocorrido nos testes de adsorção com o AM. Isto se deve as interações específicas existentes entre adsorvente e adsorvato, como previsto por Gersti and Mingelgrin (1979). Em todos os testes de adsorção, a fração F-Esmec foi a que apresentou melhor resultado de adsorção.
Acesso aberto (Open Access)
Transformação de rejeitos de lavagem de bauxita em hidróxidos duplos lamelares e óxidos mistos para aplicações e remediação ambiental.
(Universidade Federal do Pará, 2024-08-05) NASCIMENTO, Renata de Sousa; FIGUEIRA, Bruno Apolo Miranda; http://lattes.cnpq.br/6852513231905237; https://orcid.org/0000-0002-0507-8662; CORRÊA, José Augusto Martins; http://lattes.cnpq.br/6527800269860568
Na presente tese os resíduos de lavagem de bauxita foram explorados como precursor de baixo custo para a preparação de um nanonoadsorvente formado de hiodróxido duplo em camada (HDL) semelhante à piroaurita (Mg-Fe-Al-NO3). Posteriormente esse HDL precursor foi calcinado para se obter óxidos metálicos mistos (MMO) e codificado como CLDH-X, onde X representa a temperatura de calcinação. O HDL foi sintetizado pelo método clássico de co-precipitação a partir de uma solução rica em cátions trivalentes Fe3+ e Al3+ obtida após a digestão ácida do rejeito de lavagem de bauxita. Os materiais sintéticos HDL e CLDH-X foram caracterizados estrutural e morfologicamente por difração de raios X (DRX), espectroscopia de infravermelho (FTIR) e Raman, microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (HRTEM) e medidas de área superficial específica (método BET). O primeiro material foi testado para remoção de eritrosina B (EB) de soluções aquosas, enquanto o segundo foi aplicado na adsorção de ponceau 4R (P4R). O efeito da temperatura , da dosagem do adsorvente, pH, tempo de contato, e concentração inicial foram investigados. O HDL provou ser adequado para remoção rápida e eficiente de EB. Na verdade, quase a adsorção completa do corante na piroaurita nanoestruturada ocorreu nos primeiros 20 min levando a uma capacidade de adsorção (qe) igual a 94,25 mg/g para uma área superficial específica de 81 m2/g. Sua taxa de remoção de corante (porcentagem) aumentou de 89% para 93% à medida que a temperatura aumentou de 308 K para 328 K. Paralelo aos experimentos de adsorção, usando CLDH-X, se investigou o efeito memória sofrido por esses óxidos mistos e como essa regeneração estrutural afeta diretamente na remoção do P4R. Ambos os CLDH-X apresentaram excelente desempenho na adsorção do P4R. O CLDH-400 obteve taxa de remoção de 99% em apenas 30 min de tempo de contato mas logo foi drasticamente reduzido quando a solução do corante foi aquecida 313 K, em apenas 60 min a taxa de remoção chegou a 99,5%. A excelente capacidade de adsorção do CLDH-400 foi influenciada principalmente pelo efeito memória. Por outro lado, os MMOs quando expostos a condições atmosféricas também regeneram suas estruturas e esse mesmo fenômeno interferiu de forma negativa nos experimentos de adsorção, fazendo com que a eficiência na remoção caísse aproximadamente 40%. Os resultados sugerem que tanto o HDL, como os óxidos metálicos mistos são adsorventes promissores e materiais úteis no tratamento de águas contaminadas por corantes sintéticos.

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