ÁREA: IC-Iniciação Científica
TÍTULO: ESTUDO DA IMPREGNAÇÃO DE ÓXIDO DE FERRO COM ÍON NI2+
AUTORES: SILVA, M. F.(MARIANAFRAGA22@YAHOO.COM.BR)- UNEB; SOUZA, M.O. G.- UNEB
RESUMO: Foi estudada a impregnação de óxidos de ferro, com solução de íons Ni2+ em diferentes concentrações (0,025; 0,05; 0,1; e 0,15 molL-1), variando o tempo de impregnação. O óxido foi obtido por precipitação, seguido de filtração, lavagem, secagem e calcinação. A partir dos resultados obtidos observou-se que quanto mais concentrada for a solução de nitrato de níquel maior será a quantidade de íons Ni2+ adsorvidos. As isotermas obtidas em diferentes tempos de impregnação foram muito semelhantes. A analise dos dados indica cinética de ordem zero em relação ao adsorvato. Pode-se concluir que a quantidade de Ni2+ adsorvida depende da concentração inicial e independe do tempo de impregnação. O processo pode ser descrito pelo modelo de adsorção proposto por Freundlich.
PALAVRAS CHAVES: adsorção, níquel e ferro.
INTRODUÇÃO: O trabalho é parte de um projeto que tem como objetivo estudar formulações, ou alterações em sistemas já existentes, de catalisadores para a geração industrial de hidrogênio a partir do gás natural, empregados nas reações de reforma e na reação de deslocamento (WGSR, Water Gas Shift Reaction).
Nos catalisadores à base de óxidos de ferro, as características e propriedades podem ser alteradas, de modo significativo, pela incorporação de diversos cátions metálicos, como Cr3+, Al3+, Cu2+, Ni2+, Zn2+ e Co2+, entre outros. Essas espécies são, normalmente, adicionadas ao material catalítico por co-precipitação. Entretanto alguns trabalhos indicam que as propriedades dos sistemas são mais adequadas quando os cátions são adicionados pro impregnação do gel (Araújo, 2000). Neste trabalho pretende-se estudar a impregnação do óxido de ferro, com solução de íons Ni2+ podendo-se desenvolver a partir desse estudo alterações importantes na metodologia de preparação. Foi estudada a adsorção do cátion na faixa de concentração que possibilite preparar catalisadores com razão Fe/Ni 30 ou 10 (28,5 a 105 mg/g).
MATERIAL E MÉTODOS: O óxido foi obtido por precipitação, sob agitação magnética, partindo de uma solução de nitrato de ferro Fe (NO3)3.9H2O (1 molL-1) com hidróxido de amônio (25%), utilizando bomba peristáltica para adição dos reagentes. O pH final deve ser 10. Após total precipitação o gel permanece envelhecendo por uma hora sob agitação, em seguida é centrifugado, lavado, seco e depois calcinado ao ar (2 h 300OC). A impregnação é efetuada utilizando-se 1 g do óxido e 25 mL de soluções de nitrato de níquel em diferentes concentrações (0,025; 0,05; 0,1; e 0,15 molL-1), variando o tempo de impregnação: uma hora, duas horas e quatro horas. O pH foi medido em intervalos de 30 minutos. A concentração de níquel nas soluções resultantes, após impregnação, foi determinada por absorção atômica. O oxido foi caracterizado por determinação do teor de ferro, difração de raios e medida de área especifica pelo método BET.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A Tabela 1 apresenta resultados de caracterização do óxido de ferro. As Figuras de 1 a 3, mostram uma relação direta entre concentração inicial e a quantidade adsorvida, independente do tempo de impregnação. A análise dos dados indica uma cinética de ordem zero em relação ao adsorvato. Em outros trabalhos, usando uma faixa de concentração inferior, a adsorção de Ni2+ foi de primeira ordem (Gupta, 2006). Utilizando os gráficos, foram estimadas as concentrações iniciais, necessárias para preparar catalisadores com razões Fe/Ni 30 e 10 (28,5 e 105 mg Ni/g óxido) (Tabela 2). Utilizando a isoterma de Freundlich: qe = KfCen,as concentrações das soluções após impregnação (Ce) e a quantidade adsorvida (qe) foram relacionadas. Os parâmetros Kf e n foram determinados usando a forma linear da equação. O parâmetro n, que indica a intensidade de adsorção, foi menor que 1 (Tabela 3) o que está de acordo com a literatura. Esta isoterma é aplicável para adsorção não específica sobre superfícies heterogêneas, mas não fornece informações concretas do mecanismo de adsorção (Gupta at al, 2006). O modelo de Langmuir foi testado e não se aplica ao processo na faixa de concentração avaliada.
CONCLUSÕES: Pode-se concluir que a quantidade de Ni2+ adsorvida aumenta em relação direta com a concentração inicial e independe do tempo de impregnação na faixa de 1 a 4 horas. O processo pode ser descrito pelo modelo de adsorção proposto por Freundlich.
AGRADECIMENTOS:A FAPESB pela bolsa concedida, a UNEB.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:ARAÚJO, G. C.; RANGEL, M. C. 2000. An environmental friendly dopant for the high-temperature shift catalysts. Catalysis Today, 62: 201.
BHATTACHARYYA, KRISHNA G.; GUPTA, SUSMITA SEN. 2006. Adsorption of Ni2+ on Clays. Journal of Colloid and Interface Science, 295: 21-32.