Neste estudo, investigaram-se mudanças nas propriedades coloidais de uma esmectita pilarizada com polihidroxicátion de alumínio. A solução pilarizante foi preparada mediante gotejamento de solução NaOH 0,4 mol L-1 em solução de AlCl3.6H2O 0,2 mol L-1, a qual foi adicionada à suspensão de argila de 1% m/m. Para avaliar mudanças nas propriedades das argilas, recorreu-se às técnicas de titulação potenciométrica descontínua, análise química total, DRX, FTIR, CTC e isotermas de adsorção/dessorção de N2. Além disso, foram realizados ensaios de adsorção de Cu2+ para avaliar a capacidade de remoção do metal de soluções aquosas pelas argilas pilarizadas e gerar informações relacionadas à interação entre adsorvente e adsorbato. Naturalmente, a argila apresentou espaçamento basal de 1,26 nm, ao passo que as pilarizadas apresentaram valores de 1,78 nm (500 oC) e 1,80 nm (350 oC). Dados da análise química total mostraram se tratar de uma montmorillonita com altos teores de Fe3+, e confirmou o aumento nos teores de Al3+ na estrutura da argila após pilarização. Os valores de área superficial específica e volume de microporos foram maiores para as argilas pilarizadas, enquanto que a CTC foi maior para a argila natural. A titulação potenciométrica mostrou modificação nas curvas de titulação com o processo de pilarização, em que nas argilas pilarizadas surgiram novos sítios de reação. Dentre as equações de adsorção aplicadas, Langmuir, Freundlich e Temkin, a primeira apresentou valores de r2 das equações linearizadas maior para todas as argilas e menor desvio médio (?g%) para argila natural, ao passo que a equação de Temkin mostrou valores de ?g(%) menores para as argilas pilarizadas. Parâmetros termodinâmicos confirmaram que a reação de adsorção de Cu2+ é espontânea para todas as argilas, principalmente para as argilas pilarizadas. Além disso, cálculos baseados em equações de Dubinin-Radushkevich evidenciam que a ligação é fraca entre metal e argila, caracterizando reações de fisissorção. / In this study, an Al-pillared smectite was synthesized and changes in its colloidal properties were investigated. The pillaring solution was prepared adding dropwise adequate volume of NaOH 0,4M to AlCl3.6H2O 0,2M solution. Then, the pillaring solution was added to a 1% w/w clay slurry with constant stirring. Potentiometric titration, chemical analysis, XRD, FTIR, CEC and N2 sorption/dessoption isotherms analysis were done to characterize the changes in clay properties. Moreover, adsorption experiments were carried out in order to evaluate the capacity of the pillared clays to remove Cu2+ from aqueous solution and to characterize the interaction between adsorbent and adsorbate. The natural clay has a basal spacing of 1.26 nm whereas the pillared clays reached 1.78 nm (500 oC) and 1.80 nm (350 oC) after calcination. Chemical analysis revealed that the montmorillonite used has high content of Fe3+ and the increase in the Al3+ amount in the structure of the pillared clays after pillaring process. The surface area and micropore volume were higher for the pillared clays and the CEC was higher for the natural clay. The pillaring process changed the potentiometric titration curves, wherein the pillared clays exhibited new reactive site. Experimental data were fit to Langmuir, Freundlich and Temkin adsorption equations, being the the first one the best (highest r2 value) for all the clays and lower standard deviation (?g%) for the natural clay. On the other hand, Temkin equation exhibited ?g% value lower for the pillared clays. Thermodynamics parameters demonstrate that the Cu2+ adsorption process is spontaneous for all the clays, but with higher values for the pillared materials. In addition, application of the Dubinin-Radushkevich equation revealed that the bond between the metal and the clay are weak, characterizing a physisorption.

Neste estudo, investigaram-se mudanças nas propriedades coloidais de uma esmectita pilarizada com polihidroxicátion de alumínio. A solução pilarizante foi preparada mediante gotejamento de solução NaOH 0,4 mol L-1 em solução de AlCl3.6H2O 0,2 mol L-1, a qual foi adicionada à suspensão de argila de 1% m/m. Para avaliar mudanças nas propriedades das argilas, recorreu-se às técnicas de titulação potenciométrica descontínua, análise química total, DRX, FTIR, CTC e isotermas de adsorção/dessorção de N2. Além disso, foram realizados ensaios de adsorção de Cu2+ para avaliar a capacidade de remoção do metal de soluções aquosas pelas argilas pilarizadas e gerar informações relacionadas à interação entre adsorvente e adsorbato. Naturalmente, a argila apresentou espaçamento basal de 1,26 nm, ao passo que as pilarizadas apresentaram valores de 1,78 nm (500 oC) e 1,80 nm (350 oC). Dados da análise química total mostraram se tratar de uma montmorillonita com altos teores de Fe3+, e confirmou o aumento nos teores de Al3+ na estrutura da argila após pilarização. Os valores de área superficial específica e volume de microporos foram maiores para as argilas pilarizadas, enquanto que a CTC foi maior para a argila natural. A titulação potenciométrica mostrou modificação nas curvas de titulação com o processo de pilarização, em que nas argilas pilarizadas surgiram novos sítios de reação. Dentre as equações de adsorção aplicadas, Langmuir, Freundlich e Temkin, a primeira apresentou valores de r2 das equações linearizadas maior para todas as argilas e menor desvio médio (?g%) para argila natural, ao passo que a equação de Temkin mostrou valores de ?g(%) menores para as argilas pilarizadas. Parâmetros termodinâmicos confirmaram que a reação de adsorção de Cu2+ é espontânea para todas as argilas, principalmente para as argilas pilarizadas. Além disso, cálculos baseados em equações de Dubinin-Radushkevich evidenciam que a ligação é fraca entre metal e argila, caracterizando reações de fisissorção. / In this study, an Al-pillared smectite was synthesized and changes in its colloidal properties were investigated. The pillaring solution was prepared adding dropwise adequate volume of NaOH 0,4M to AlCl3.6H2O 0,2M solution. Then, the pillaring solution was added to a 1% w/w clay slurry with constant stirring. Potentiometric titration, chemical analysis, XRD, FTIR, CEC and N2 sorption/dessoption isotherms analysis were done to characterize the changes in clay properties. Moreover, adsorption experiments were carried out in order to evaluate the capacity of the pillared clays to remove Cu2+ from aqueous solution and to characterize the interaction between adsorbent and adsorbate. The natural clay has a basal spacing of 1.26 nm whereas the pillared clays reached 1.78 nm (500 oC) and 1.80 nm (350 oC) after calcination. Chemical analysis revealed that the montmorillonite used has high content of Fe3+ and the increase in the Al3+ amount in the structure of the pillared clays after pillaring process. The surface area and micropore volume were higher for the pillared clays and the CEC was higher for the natural clay. The pillaring process changed the potentiometric titration curves, wherein the pillared clays exhibited new reactive site. Experimental data were fit to Langmuir, Freundlich and Temkin adsorption equations, being the the first one the best (highest r2 value) for all the clays and lower standard deviation (?g%) for the natural clay. On the other hand, Temkin equation exhibited ?g% value lower for the pillared clays. Thermodynamics parameters demonstrate that the Cu2+ adsorption process is spontaneous for all the clays, but with higher values for the pillared materials. In addition, application of the Dubinin-Radushkevich equation revealed that the bond between the metal and the clay are weak, characterizing a physisorption.

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A fim de estudar as diferen?as entre os materiais sint?ticos e naturais, o argilomineral montmorillonita foi sintetizado em condi??es hidrot?rmicas, press?o autog?nica, meio ?cido e fluor?drico. Tanto a argila sint?tica quanto argila natural foram caracterizados por meio de difra??o de raios X (DRX), an?lise termogravim?trica (TGA), espectroscopia na regi?o do infravermelho (FTIR), resson?ncia magn?tica nuclear de 27Al (27Al RMN), adsor??o e dessor??o de N2, microscopia eletr?nica de varredura (MEV) e energia dispersiva de raios X (EDS). A argila sint?tica apresentou um difratograma de raios X com reflex?es caracter?sticas da montmorillonita, tal como a argila natural, com exce??o da presen?a de quartzo na composi??o mineral?gica desta ?ltima. Por meio das an?lises realizadas, uma maior quantidade de alum?nio foi identificada para a argila sint?tica, assim como um car?ter mais meso-macroporoso e pureza composicional, ao comparar com a argila natural. A pilariza??o das argilas foi realizada partindo de duas fontes distintas de ?ons de Keggin (preparada em laborat?rio e solu??o de clorohidr?xido de alum?nio), uma comercial e outra produzida em laborat?rio. Os materiais resultantes foram caracterizados por DRX, TGA, FTIR, 27Al RMN e adsor??o e dessor??o de N2. Os materiais pilarizados sint?ticos apresentaram uma estrutura desorganizada, por?m pilarizada, tal como constatado por meio dos difratogramas de raios e an?lise textural. A argila natural pilarizou, tamb?m, com ambas as fontes, e apresentou caracter?sticas t?picas dos materiais pilarizados. O uso de clorohidr?xido de alum?nio (ACH) como fonte de ?ons de Keggin gerou materiais com maior quantidade de esp?cies de alum?nio no espa?o interlamelar, resultando em materiais com menor volume de microporos. As ?reas espec?ficas dos materiais naturais pilarizados foram superiores as calculadas para os an?logos oriundos da argila sint?tica, devido a uma maior contribui??o da microporosidade criada com o processo de pilariza??o. / Clays are natural, earthy and widely available in nature. They have in their composition the clay minerals and various impurities. These impurities can interfere in their applications and the use of synthetic clay appears as a solution. In order to study the differences between synthetic and natural materials, the montmorillonite claymineral was synthesized under hydrothermal conditions, autogenic pressure, acidic and hydrofluoric medium. Both synthetic and natural clays were characterized by X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TGA), infrared spectroscopy (FTIR), 27Al nuclear magnetic resonance (27Al NMR), adsorption and desorption of N2, scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive (EDS). The synthetic clay presented an X-ray diffraction pattern with characteristic reflections of montmorillonite, like natural clay, with the exception of the presence of quartz in the mineralogical composition of the latter. By means of the analyzes, a greater amount of aluminum was identified for the synthetic clay, as well as a more meso-macroporosity character and compositional purity, when compared with the natural clay. The pillarization of the clays was done starting from two distinct sources of Keggin ions (as made in laboratory and aluminum chlorohydrol solution), one commercial and the other produced in the laboratory. The resulting materials were characterized by XRD, TGA, FTIR, 27Al NMR and adsorption and desorption of N2. The synthetic pillared materials presented a disorganized, but pillared structure, as verified by means of X-ray diffraction and textural analysis. The natural clay also pillared with both sources presented characteristics typical of the pillared materials. The use of aluminum chlorohydrol (ACH) as a source of Keggin ions generated materials with higher amounts of aluminum species in the interlamellar space, resulting in materials with a lower volume of micropores. The specific areas of the natural pillared materials were higher than those calculated for synthetic pillared clays due to a greater contribution of the microporosity created with the pillarization process.

Neste trabalho, fracionou-se e tratou-se a argila Brasgel. Esta argila foi pilarizada em vários estágios de facionamento e/ou tratamento com 5 meq de Al / g de argila: (i) Al-PILC, a argila passou por todos os estágios de fracionamento e tratamento (ARG), (ii) Al-PILCFe, a argila não passou pela etapa de retirada de Fe livre (ARGFe) e (iii) Al-PILCFe/silte, a argila não passou pelas etapas de retirada de silte e Fe livre (ARGFE/silte). Em análise por DRX observou-se que as Al-PILCs apresentaram uma distância basal maior que as argilas de partida. A análise textural indicou que as argilas Al-PILCs e ARGs são materiais mesoporosos, com poros do tipo fenda estreita e do tipo fenda, respectivamente. Além disso, as Al-PILCs apresentaram área superficial razoavelmente maior que as ARGs correspondentes. Outras análises feitas nas argilas foram: teor de Si, Fe e Al; CTC; FTIR; TGA e TGD. As argilas Brasgel pilarizadas foram usadas como catalisador na reação de isomerização do óxido de estireno em hexano sob refluxo. A reação foi seletiva na formação de fenilacetaldeído. As argilas Al-PILCFe e Al-PILCFe/silte apresentaram melhor desempenho catalítico (100 % de conversão em 20 min de reação). Assim, as argilas Brasgel pilarizadas se apresentaram como uma Tecnologia Limpa na reação de isomerização do óxido de estireno ao fenilacetaldeído. Palavras-chave: Desenvolvimento Sustentável. Tecnologia Limpa. Química Verde. Argilas Pilarizadas. Isomerização de Epóxidos. / This work, the Brasgel clay was fractionated and treated. The clay was pillared in several stages of fractionation and / or treatment with Al 5 meq / g of clay: (i) Al- PILC, the clay has passed through all stages of treatment and fractionation (ARG), (ii) Al-PILCFe, the clay would not pass the step of removal of free Fe (ARGFe) and (iii) Al-PILCFe/silt, clay has not gone through the steps of removing silt and free Fe (ARGFE/silt). XRD analysis showed that the Al-PILCs showed a basal spacing greater than the starting clays. The textural analysis indicated that the Al-PILCs and ARGs are mesoporous materials, with pore narrow slit type and slit type, respectively. Moreover, the Al-PILCs showed reasonable surface area greater than the corresponding ARGs. Other analyzes were made on clays: the content of Si, Fe and Al; CEC, FTIR, TGA and TGD. Brasgel pillared clays have been used as catalyst in the isomerization reaction of the styrene oxide in refluxing. The reaction was selective for the formation of phenylacetaldehyde. Al-PILCFe and Al-PILCFe/silt clays showed better catalytic performance (100% conversion in 20 min of reaction). Thus, the pillared clays Brasgel presented as a Clean Technology in the isomerization reaction of styrene oxide to phenylacetaldehyde. Keywords: Sustainable Development. Clean Technology. Green Chemistry. Pillared Clays. Isomerization of Epoxides.

Neste trabalho, fracionou-se e tratou-se a argila Brasgel. Esta argila foi pilarizada em vários estágios de facionamento e/ou tratamento com 5 meq de Al / g de argila: (i) Al-PILC, a argila passou por todos os estágios de fracionamento e tratamento (ARG), (ii) Al-PILCFe, a argila não passou pela etapa de retirada de Fe livre (ARGFe) e (iii) Al-PILCFe/silte, a argila não passou pelas etapas de retirada de silte e Fe livre (ARGFE/silte). Em análise por DRX observou-se que as Al-PILCs apresentaram uma distância basal maior que as argilas de partida. A análise textural indicou que as argilas Al-PILCs e ARGs são materiais mesoporosos, com poros do tipo fenda estreita e do tipo fenda, respectivamente. Além disso, as Al-PILCs apresentaram área superficial razoavelmente maior que as ARGs correspondentes. Outras análises feitas nas argilas foram: teor de Si, Fe e Al; CTC; FTIR; TGA e TGD. As argilas Brasgel pilarizadas foram usadas como catalisador na reação de isomerização do óxido de estireno em hexano sob refluxo. A reação foi seletiva na formação de fenilacetaldeído. As argilas Al-PILCFe e Al-PILCFe/silte apresentaram melhor desempenho catalítico (100 % de conversão em 20 min de reação). Assim, as argilas Brasgel pilarizadas se apresentaram como uma Tecnologia Limpa na reação de isomerização do óxido de estireno ao fenilacetaldeído. Palavras-chave: Desenvolvimento Sustentável. Tecnologia Limpa. Química Verde. Argilas Pilarizadas. Isomerização de Epóxidos. / This work, the Brasgel clay was fractionated and treated. The clay was pillared in several stages of fractionation and / or treatment with Al 5 meq / g of clay: (i) Al- PILC, the clay has passed through all stages of treatment and fractionation (ARG), (ii) Al-PILCFe, the clay would not pass the step of removal of free Fe (ARGFe) and (iii) Al-PILCFe/silt, clay has not gone through the steps of removing silt and free Fe (ARGFE/silt). XRD analysis showed that the Al-PILCs showed a basal spacing greater than the starting clays. The textural analysis indicated that the Al-PILCs and ARGs are mesoporous materials, with pore narrow slit type and slit type, respectively. Moreover, the Al-PILCs showed reasonable surface area greater than the corresponding ARGs. Other analyzes were made on clays: the content of Si, Fe and Al; CEC, FTIR, TGA and TGD. Brasgel pillared clays have been used as catalyst in the isomerization reaction of the styrene oxide in refluxing. The reaction was selective for the formation of phenylacetaldehyde. Al-PILCFe and Al-PILCFe/silt clays showed better catalytic performance (100% conversion in 20 min of reaction). Thus, the pillared clays Brasgel presented as a Clean Technology in the isomerization reaction of styrene oxide to phenylacetaldehyde. Keywords: Sustainable Development. Clean Technology. Green Chemistry. Pillared Clays. Isomerization of Epoxides.