SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE UMA ARGILA MARANHENSE ORGANOFÍLICA VISANDO POSTERIOR APLICAÇÃO NA REMOÇÃO DE CONTAMINATES EM BIODIESEL

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Iniciação Científica

Autores

Carvalho, L.M. (UFMA) ; Botelho, C.N. (UFMA) ; Leite, M.S. (UFMA) ; Santana, S.A.A. (UFMA) ; Bezerra, C.W.B. (UFMA)

Resumo

A modificação superficial de argilas tem chamado bastante atenção no âmbito da pesquisa científica, pois a partir de reações de interesse é possível preparar novos materiais com uma vasta gama de aplicação.O objetivo deste trabalho foi utilizar uma argila maranhense, oriunda do município de Barra do Corda,denominada ABN, no processo de organofilização,visando posterior aplicação na remoção de contaminantes em Biodiesel.Para síntese foi utilizado o sal quaternário brometo de cetiltrimetilamônio.A modificação foi verificada a partir dos resultados de Espectros do Infravermelho com Transformada de Fourier(FTIR), análise de Difração de raio-X e Inchamento de Foster.Os resultados indicam que foi obtido um material organofílico e que o mesmo apresenta grande afinidade com solventes orgânicos.

Palavras chaves

Adsorção; Argilas organofílicas; Biodiesel

Introdução

A maior parte da energia consumida no mundo deriva do petróleo, uma fonte de energia não renovável,assim o biodiesel apresenta-se como alternativa energética por ser um combustível menos poluente e derivado de matéria prima renovável. Podendo substituir o diesel de petróleo sem a necessidade de alteração nos motores a diesel já existentes(OLIVEIRA et al,2012).O biodiesel é produzido através da reação de transesterificação entre um ácido graxo e um álcool de cadeia curta na presença de catalisador, como subprodutos dessa reação tem-se glicerina, sabão, água, mono, di e triglicerídeos responsáveis por problemas de entupimento nos bicos injetores do motor. Esses contaminantes são removidos no processo de lavagem ácida do biodiesel (CABRAL,2009;PAULA,2011).O grande problema desta técnica é a geração de um volume excessivo de efluentes contaminados que são de difícil recuperação.Pensando nisso, vários estudos têm sido desenvolvidos para o processo de lavagem a seco do biodiesel empregando a técnica de adsorção, que é um processo físico químico, onde o adsorvato é retido na superfície do adsorvente, por forças eletrostáticas ou a partir de reações químicas.Vários adsorventes vêm sendo estudados, como materiais lignocelulósicos e argilas, que associam grande disponibilidade a altas capacidades de remoção.Uma proposta promissora é a intercalação de moléculas orgânicas na estrutura das argilas, tornando-as assim organofílicas e aptas a retenção de contaminantes orgânicos.Este trabalho tem como objetivo preparar e caracterizar uma argila organofílica a partir da argila natural (ABN) para aplicação na remoção de contaminantes em biodiesel.

Material e métodos

O método de modificação do adsorvente foi baseado em estudos realizados por Pereira (PEREIRA,2007) denominado Método Direto. Foi utilizado uma amostra de argila oriunda do município de Barra do Corda(MA), denominada ABN (argila natural), o sólido foi adicionado a um balão de reação contendo água destilada até formar uma dispersão aquosa de concentração 4 % em peso de argila. Após esta etapa foi acrescentada aos poucos a solução do sal quaternário de amônio (brometo de cetiltrimetilamônio) a 25% na proporção de 150meq/100g de argila seca. A reação se processou sob refluxo, agitação constante e aquecimento de 95º a 97º C durante duas horas. Em seguida, o material foi filtrado em funil de Buchner, lavado, seco em estufa por 24 horas a 90ºC e passado em peneira ABNT Nº 200 (abertura 0,074mm). O material obtido foi denominado ABQT (argila modificada) caracterizado por FTIR (Shimadzu), análise de Difração de raio-X, pelo método do pó (D8 Advance) e Inchamento de Foster.

Resultado e discussão

Os resultados permitem observar que houve modificação na ABN, o que pode ser confirmado pelo FTIR apresentado na figura 1(A). O aparecimento das bandas em 2930 - 2850 cm-1 que são características das deformações axiais simétricas e assimétricas dos grupos CH2 e CH3 provenientes de cadeias das aminas, e pela deformação axial em 1480 cm-1 dos grupamentos C-C, confirmando que foram inseridos grupos apolares na estrutura do material.Na figura 1(B) estão dispostos os valores de distância (d001) basal da ABN e ABQT, pode-se observar que não houve modificação na estrutura do material, pois continua composto basicamente por quartzo. Percebe-se que para ABQT o ângulo de difração de E diminuiu, indicando aumento na distância basal do material, de 9.8Å para 15.4Å. Comprovando a intercalação do sal na estrutura da argila.O inchamento de Foster expresso na figura 2 (A), mostra que a argila após a agitação obteve inchamento de 5.5 mL para a gasolina e 5.1 mL para o diesel, o que caracteriza de acordo com 2 (B), alto inchamento. Esse resultado mostra que a intercalação do sal possibilita uma maior interação do sólido com solventes orgânicos apolares, evidenciando seu caráter organofílico.

Espectros do Infravermelho (A) e Difratogramas de raios-X ABN e ABQT (B)


Inchamento de Foster (A) parâmetros considerados(B)

Conclusões

A partir dos resultados obtidos conclui-se que houve modificação da argila natural (ABN), tendo como produto final uma argila organofílica (ABQT). O material obtido apresentou grande afinidade com solventes orgânicos, em virtude disso pretende-se empregá-lo como adsorvente no processo de lavagem a seco do biodiesel visando um método de purificação mais eficiente, pois o adsorvente pode ser reutilizado, e menos poluente, levando-se em consideração a ausência de efluentes contaminados.

Agradecimentos

Os autores agradecem ao CNPq pela concessão da bolsa,ao LPQIA e a UFMA.

Referências

[1] Oliveira, D. S. Fonseca, X. D. S. Farias, P. N. Bezerra, V. S. Pinto, C. H. C. Souza, L. D. Santos, A. G. D. Matias, L. G. O. Obtenção do Biodiesel através da transesterificação do óleo de Moringa Oleífera Lam. Holos, Ano 28. Vol. 1,p. 49-61. 2012
[2] Cabral, S. B et al. Síntese e caracterização de argila organofílica visando sua utilização como adsorvente na remoção de cromo. Revista Eletrônica de Materiais e Processos, v.4.3 21-28, 2009
[3] Paula, A. J. L. et al. Utilização de argilas para purificação do biodiesel. Quim. Nova, Vol. 34, No. 1, 91-95, 2011
[4] Pereira, K. R.O. de, Rodrigues, M. G. F, Valenzuela-Diaz, F.R. Síntese e caracterização de argilas organofílicas: Comparação no uso dos métodos. Revista Eletrônica de Materiais e Processos, v.2, p.1-8,2007.