ISBN 978-85-85905-10-1
Área
Química Analítica
Autores
Almeida, J.M.F. (UFRN) ; Silva, I.N. (UFRN) ; Souza, S.P.M.C. (UFRN) ; Oliveira, (UFRN) ; Fernandes, N.S. (UFRN)
Resumo
modificação de argilas tem como principal objetivo controlar suas propriedades físico-químicas para que o material argiloso possa ser empregado para o fim que se deseja. Corantes ácidos são substâncias difíceis de serem removidos do meio em que estão contidos. A perlita expandida foi modificada com a ortofenantrolina com intuito de ativar a perlita para receber moléculas de corantes do tipo ácido em processos de adsorção. O material foi caracterizado via análise térmica (TG/DTA), DRX e MEV. De acordo com os dados de caracterização obtidos conclui-se que houve uma incorporação da ortofenantrolina nos sítios ácidos da perlita expandida, deixando o argilomineral apto a receber moléculas de corantes do tipo ácido, sendo assim uma boa alternativa de adsorvente para remoção desse poluentes.
Palavras chaves
perlia; ortofenantrolina; modificação de argila
Introdução
A modificação de argilas tem como principal objetivo controlar suas propriedades físico-químicas para que o material argiloso possa ser empregado para o fim que se deseja. A busca por materiais que visam melhorar as capacidades adsortivas das argilas vêm sido amplamente estudadas por diversos campos de pesquisa na área de materiais argilosos. A perlita expandida é um argilomineral que apresenta de 71 a 75 % de SiO2 em sua composição. Segundo Dogan e Alkan (2003) ao fazerem o estudo dos valores de pKa superficiais da perlita expandida, observaram que esta é um argilomineral com superfície potencialmente ácida, e que por isso interagem melhor com corantes do tipo básico em processos de adsorção. A ortofenantrolina é um composto orgânico, caracterizado como base de Lewis e bastante utilizado como ligante na química de coordenação. Visando avaliar o processo de modificação da perlita expandida usando a ortofenantrolina, foram feitas as caracterizações do material via Difratometria de raios-X (DRX), análise térmica (TG/DTA) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), observando-se a influência da ortofenantrolina na perlita expandida, possibilitando a aplicação do material modificado como adsorvente em tratamento de efluentes contaminados por corantes do tipo ácido por meio da técnica de adsorção.
Material e métodos
Inicialmente a perlita expandida foi peneirada em uma peneira de malha 100 mesh. Para o processo de modificação química da perlita expandida, inicialmente preparou-se a solução de ortofenantrolina de concentração 0,1 mol/L por diluição em 25 mL de álcool etílico e completando-se o volume com água destilada em um balão volumétrico de 250 mL. Posteriormente pesou-se aproximadamente 6,0 g de perlita expandida, e em um béquer misturou-se a solução de ortofenantrolina 0,1 mol/L com as 6,0 g de perlita expandida, deixando a mistura em contato por 4 h, sob agitação constante de 150 rpm em temperatura ambiente (25,0 ± 1,0 °C). Por fim da ativação, filtrou-se a perlita modificada em papel de filtro quantitativo através de filtração a vácuo e lavou-se com lavando-se a perlita com bastante água destilada até pH mais próximo da neutralidade (pH 6,0). Secou-se o material adsorvente em estufa com circulação forçada de ar a 60 °C por 4 h. A perlita expandida, a ortofenantrolina e a perlita pós-modificação foram submetidas à análise térmica (TG/DTA) através de um analisador termogravimétrico e calorímetro simultâneo SDTQ600 da TA INSTRUMENTS usando as seguintes condições de análise: cadinho de platina; nitrogênio como gás de purga; fluxo de 100 mL/min; razão de aquecimento de 20 °C/min; temperatura final de análise 1000°C. Para as análises de difratometria de raios-X utilizou-se um difratômetro Bruker D2 Phaser utilizando radiação CuKα (λ=1,54Å) com um filtro de Ni, com passo de 0,02º, corrente de 10 mA, voltagem de 30kV, utilizando um detector Lynxeye.
Resultado e discussão
O difratograma da perlita expandida pura (Figura 1 (a)) mostra uma banda larga em uma faixa de reflexão de 15° a 35°, caracterizando a não cristalinidade do material, fato confirmado por Dogan et al. (2004) que classifica a perlita expandida como um aluminosilicato amorfo e metaestável. Para a perlita expandida modificada com ortofenantrolina, o difratograma de raios-X (Figura 1 (b)) mostrou cinco reflexões (10° a 22°), que segundo as cartas do software, são referentes a ortofenantrolina. Isto indica que houve uma modificação da perlita expandida com a adição da ortofenantrolina. A perlita expandida (Figura 2 (a)) apresenta-se bastante estável termicamente com apenas uma perda de massa de 2,32%. A ortofenantrolina (Figura 2 (b)) apresentou dois eventos térmicos um primeiro de desidratação (pico endo, curva DTA) e um segundo de decomposição térmica total a partir de 170°C. Para perlita modificada, houve uma menor estabilidade térmica do material com perdas de massa e eventos endotérmicos característicos da presença da ortofenantrolina. A Figura 3 mostra as micrografias dos materiais. A Figura 3 (a) mostra que a perlita expandida apresenta aberturas irregulares em formas de placas com pouca porosidade. E a Figura 3 (b) mostra que a presença da ortofenantrolina apresenta placas mais regulares e limpas.
Difratograma da perlita expandida (a) e perlita modificada com ortofenantrolina (b).
análise térmica (TG/DTA): perlita expandida (a), ortofenantrolina (b) e perlita modificada (c).
micrografias da perlita expandida (a) e perlita modificada com ortofenantrolina (b)
Conclusões
De acordo com os dados de caracterização obtidos conclui-se que houve uma incorporação da ortofenantrolina nos sítios ácidos da perlita expandida, deixando o argilomineral apto a receber moléculas de corantes do tipo ácidos de acordo com a modificações no comportamento térmico do material pós-modificação e o surgimento de novas reflexões vistas no difratograma da perlita modificada, sendo assim uma boa alternativa de adsorvente para remoção desse poluentes.
Agradecimentos
CAPES, INSTITUTO DE QUÍMICA, UFRN.
Referências
ALKAN, M; DOGAN, M. Surface Titrations of Perlite Suspensions. Journal of Colloid and Interface Science, v. 207, p. 90-96, 1998.
DOGAN, M.; ALKAN, M.;. Removal of Methylene blue from aqueous solution by perlite. Colloid and interface science, V.267, p. 32-41, 2003.
DOGAN et al. Kinetics and mechanism of removal of methylene blue by adsorption onto perlite. Journal of Hazardous Materials, V. 109, p. 141-148, 2004.
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