Navegando por Assunto "Infravermelho"

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Acesso aberto (Open Access)
Diferenciação catiônica de bentonitas por infravermelho: um estudo dos efeitos da hidratação dos cátions trocáveis
(Universidade Federal do Pará, 2020-04-13) RODRIGUES, Andréia Oliveira; PAZ, Simone Patrícia Aranha da; http://lattes.cnpq.br/5376678084716817; https://orcid.org/0000-0002-5880-7638
Na indústria de bentonita, o procedimento mais usual no controle de qualidade do minério e do processo de ativação sódica é o método de inchamento. Porém, esta ferramenta restringe-se apenas à diferenciação do tipo sódica e não-sódica, não contemplando as demais variedades catiônicas. A análise de composição dos cátions trocáveis requer procedimentos laboriosos, com trocas catiônicas diárias (entre 3 a 6 dias) e análises químicas Via Úmida, o que seria inviável para este tipo de indústria. Apesar disso, o conhecimento do tipo catiônico é de suma importância, pois ajudaria na implementação de uma rota tecnológica de melhor qualidade e rendimento da ativação sódica. Nesse contexto, este trabalho buscou estabelecer parâmetros de diferenciação catiônica de bentonitas com base na espectroscopia de infravermelho próximo e médio para a investigação da hidratação dos cátions trocáveis. Empregaram-se também distribuição de tamanho de partícula (DTP) e isotermas de adsorção-dessorção N2. Foram estudadas onze esmectitas, incluindo uma Mg-montmorillonita e duas do repositório da Clay Minerals Society: SWy-2 (Na-montmorilonita) e SAz-1 (Ca-montmorilonita). A fração argila obtida pela separação granulométrica foi caracterizada por FRX, DRX, CTC e PCZ. Tratamento térmico prévio por secagem a 105 ºC por 24 h e desidratação a 400 ºC por 2 h. Os cátions trocáveis e a hidratação influenciaram as bandas de absorção das moléculas de água na região espectral de infravermelho próximo e médio mostrando que estas são fortemente influenciadas pelo tamanho e carga dos íons (monovalentes e divalentes). Foi observada a diferenciação catiônica pela intensidade destas bandas. Absorções próximas a 3620 cm-1 foram atribuídas à água ligada diretamente aos cátions, no entanto, a diferenciação só foi possível nas amostras secas a 105 ºC, pois nesta temperatura ainda permanecem hidratados. A redução na intensidade desta banda deve-se a diminuição do teor de água, devido a desidratação da intercamada após aquecimento a 400 ºC, o que não favorece a diferenciação. As absorções próximas de 3430 cm-1 foram atribuídas as moléculas de água adsorvida, assim como a banda complexa em 7072 cm-1, obtendo-se um espectro, em ordem descrescente, Ca, Mg e Na. A espectroscopia DRIFT na região próximo foi considerada uma técnica simples, rápida e de baixo custo de análise que permitiu distinguir diferentes tipos de bentonitas.
Acesso aberto (Open Access)
Influência de Gd e de elementos de transição nas propriedades físico-químicas da goethita (x-FeOOH)
(Universidade Federal do Pará, 1998-12-09) GANHEN, José Henrique de Melo; SCHELLER, Thomas; http://lattes.cnpq.br/5712304485190137
Goethita é um mineral comum, facilmente encontrado em ambientes de superfície, formando-se de modo típico, sob condições de oxidação, como produto do intemperismo químico dos minerais portadores de ferro. Em sua estrutura já foram encontrados diversos metais não-férricos, como, por exemplo, Cd, Co, Ni, V, Zn e Mn. A presença destes elementos estranhos na estrutura da goethita pode conduzir a variações em suas propriedades físico-químicas. Para estudar as variações nas seguintes propriedades: dimensões da célula unitária, posição das bandas do infravermelho, propriedades térmicas, cor do mineral, grau de cristalinidade e produto de solubilidade, amostras de goetitas sintéticas foram preparadas sob condições medianamente ácidas (pH ~ 4,5), incorporando Mn3+, Cd2+, V3+, Zr4+, Nb5+ e Gd3+ em sua estrutura. As mudanças sistemáticas nas dimensões a, b e c da célula unitária, com o aumento da concentração dos elementos estranhos na estrutura, sugerem que tais elementos substituem o Fe3+ na estrutura octaédrica da goethita e podem ser relacionados com o raio iônico dos metais incorporados. A dispersão de valores para o eixo cristalográfico a pode ser resultante da distorção do octaedro com a incorporação de metais não-férricos ou a defeitos estruturais. A cristalinidade das amostras diminui com o aumento da concentração dos elementos estranhos na estrutura. As vibrações das ligações O-H, fora do plano, cresceram de 794 a 798 cm -1, indicando um ligeiro encurtamento no comprimento da ligação M-OH (M = metal), com o aumento da concentração dos metais incorporados. Vibrações da ligação M-O, para M = Cd, Mn, V, Nb, Zr e Gd, foram obtidas na região de 50 - 500 cm -1. O aparecimento de novas frequências de vibração, em comparação com a amostra de goethita sintética pura, e o desaparecimento de outras, indicam a presença de outros metais, que não seja ferro, na estrutura. Dados da análise térmica diferencial (ATD) demonstram que há maior desordem na estrutura, ou menor cristalinidade das amostras, à medida em que se aumenta o teor do metal não-férrico na estrutura octaédrica da goethita.
Acesso aberto (Open Access)
Técnicas para avaliação do desempenho térmico e lumínico associado a sistemas de prateleira de luz em clima quente e úmido
(Universidade Federal do Pará, 2013-09-27) SILVA, Marcelle Vilar da; FRANCO, Irving Montanar; http://lattes.cnpq.br/4254203203850909
Ao utilizar um sistema voltado ao aproveitamento de luz natural em uma região de clima quente e úmido, com elevado número de horas de insolação e alta intensidade de radiação solar, este sistema necessita ser avaliado quanto aos seus efeitos sobre o desempenho térmico e lumínico do ambiente, para que promovam seu potencial de aproveitamento de forma controlada e adequada. Busca-se realizar uma análise de desempenho, mais especificamente um refinamento sucessivo no entendimento de processos metodológicos para avaliação do incremento dos ganhos de calor oriundos da utilização de sistemas de prateleira de luz voltados ao clima quente úmido. Desenvolve-se estudos comparativos de eficiência entre sistemas sem proteção e com proteção tipo brise tradicional seja por meio de cálculo dos ganhos de calor solar através do método CSTB (adaptado por Frota e Schiffer), simulações de níveis de iluminâncias internas (RELUX 2006), variação de temperaturas internas (ECOTEC v.2) e, medições sob condição de céu real, com modelos em escala reduzida. Desenvolveu-se a mensuração de temperatura do ar, temperatura de globo e iluminâncias internas e externas, utilizando-se data loggers, para cálculo do coeficiente de luz diurna (CLD), imageamento térmico infravermelho no monitoramento das temperaturas superficiais internas e externas. Quanto ao tratamento de dados por curva de regressão buscou-se avaliar o potencial para assegurar a acurácia das medições entre equipamentos e tratamento de dados. A partir dos resultados observou-se os sistemas obtiveram desempenho muito semelhante, porém com alguns indicativos importantes quanto aos níveis de iluminâncias internas. Nota-se que o método CSTB adaptado (Frota e Schiffer), analisa as proteções solares como se fossem iguais, pois analiticamente apresentam ângulos de mascaramento idênticos gerando uma redução de 40,14% da carga térmica da fachada norte onde são aplicados os sistemas. As simulações computacionais indicam que a prateleira de luz ao centro do ambiente tem potencial para elevar sensivelmente os níveis de iluminância, com relação ao brise tradicional - indicativo de potencial de para estudos futuros. As temperaturas internas geraram valores muito próximos entre prateleira de luz e brise, inconclusivas quanto diferencial de aquecimento. Os estudos em infravermelho demonstram-se eficientes na identificação de ganhos de calor por rebatimento de energia térmica pelas placas de brise e prateleira de luz. As medições de iluminâncias internas demonstraram que a prateleira de luz elevou os níveis significativamente, próximos à janela, ao fundo do ambiente apresentou diferença de 500lux para mais com relação ao brise tradicional, tal fato evidenciou-se apenas entre 11h à 13h30min. O CLD indicou que a disponibilidade de luz no centro do ambiente é maior com prateleira de luz do que com brise soleil tradicional, ao fundo os dois tem desempenho muito próximos.