Made available in DSpace on 2014-06-12T18:02:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo121_1.pdf: 2067007 bytes, checksum: 6a9c5e1319f289dd1efe0b0888a96fd6 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Fundação de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco / Os efluentes oriundos da indústria têxtil, quando não tratados adequadamente e despejados diretamente nos corpos de água constituem um sério problema do ponto de vista ambiental, uma vez que eles possuem uma alta toxicidade em sua composição. A remoção da cor desses efluentes tem sido tema de muitas pesquisas, mas o desafio consiste em encontrar um método seguro e eficaz capaz de reverter os danos causados, porém, sem ter um custo elevado, fato que inviabilizaria o processo. Nesse trabalho utilizou-se a técnica de adsorção para remoção do corante Indosol empregando como adsorvente, a lama vermelha e a argila esmectita por estarem disponíveis em grandes quantidades e apresentarem um alto poder de remoção de corantes. Os experimentos foram conduzidos em batelada analisando-se, através da técnica de planejamento fatorial, o efeito das principais variáveis influentes no processo: massa do adsorvente, pH e agitação. Também foi realizado o estudo cinético para verificar o tempo em que o processo atinge o equilíbrio. Os resultados mostraram que a lama vermelha e a argila esmectita são bons adsorventes para o corante em estudo. Observou-se que para maiores faixas de concentração da lama, obtêm-se maiores quantidades adsorvidas por unidade de massa. Já para a argila esmectita ocorre o contrário, a adsorção é maior para menores faixas de massa. A agitação não influenciou no processo mas o pH influenciou, sendo que para a lama vermelha observou-se uma maior quantidade de corante adsorvida para faixas maiores de pH e para a argila maior adsorção em faixas menores de pH. Verificou-se através do planejamento experimental fatorial, que o processo de adsorção foi influenciado pela quantidade de massa do adsorvente, pelo pH e pela interação entre as variáveis pH e massa, obtendo assim uma remoção de aproximadamente 0,110 mg.g-1 e 0,119 mg.g-1 com a lama e a argila respectivamente. Através da cinética foi possível observar que adsorção do Indosol tanto com a lama quanto com a argila alcançou o equilíbrio em um tempo de 1 minuto aproximadamente. Os resultados mostraram que o modelo de Freundlich é o que melhor representa o processo

Orientador: Meuris Gurgel Carlos da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-15T16:01:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bertagnolli_Caroline_M.pdf: 6983617 bytes, checksum: 383caf10321743b4b7b79a1b893b1b0d (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Argilas bentonitas depois de submetidas a tratamentos químicos aumentam suas potencialidades para maior variedade de uso na remediação ambiental. As argilas organofílicas preparadas a partir de sais quaternários de amônio, que possuam pelo menos uma cadeia com 12 ou mais carbonos, destacam-se como adsorvente para separação de compostos orgânicos da água. Neste trabalho, foram obtidas argilas organofílicas a partir das argilas esmectitas do tipo Verde-Lodo e Bofe provenientes do município de Boa Vista - PB, utilizando os sais quaternários cloreto de cetil piridínio e cloreto de benzalcônio. A argila comercial Spectrogel, fornecida pela empresa Spectrochem também foi estudada para fins de comparação com as amostras produzidas em laboratório. O material obtido foi caracterizado por difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de raios-X por energia dispersiva, termogravimetria, calorimetria diferencial de varredura, espectroscopia na região do infravermelho e fisissorção de N2. As argilas modificadas tiveram sua afinidade avaliada em ensaios de capacidade de hidratação em água, sorção e expansão em derivados do petróleo, no caso, gasolina, óleo diesel, óleo lubrificante e querosene. Para o conjunto argila/derivado do petróleo que apresentou melhor comportamento e para amostra comercial, foram realizadas cinéticas de remoção e ensaios em banho finito a temperatura ambiente, para avaliar a separação deste poluente presente em meio aquoso. Os resultados da caracterização indicam a efetivação do processo de organofilização e as mudanças ocorridas na estrutura física e química das argilas. Os ensaios de capacidade de hidratação mostraram a falta de afinidade da argila modificada pela água, enquanto os ensaios de sorção e expansão confirmam o caráter organofílico, evidenciando o potencial de uso das argilas modificadas como alternativa aos tratamentos existentes para remoção de compostos orgânicos de água / Abstract: Bentonite clays organically modified with quaternary ammonium salt, whose features enable the interaction with organic compounds, have great potential use for environmental remediation such as adsorption of organic compounds from wastewater. In this work, organophilic clays 'Verde-Lodo' and 'Bofe' bentonite from the State of Paraíba (Brazil) were organofilizated by intercalation of two different quaternary salts. The surfactants used were cetyl-pyridinium chloride and benzalkonium chloride. The commercial clay Spectrogel, provided by Spectrochem, was also studied for comparison with samples produced in laboratory. The obtained material had been characterized by use of X-ray diffraction, scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray techniques, termogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, Fourier transform infrared spectroscopy and N2 adsorption-desorption. The organophilic character was evaluated by swelling capacity test in water. The clay likeness for petroleum derived: gasoline, diesel oil, lubricant oil and kerosene oil were defined by sorption and swelling tests. The clay/petroleum derived that showed the best performance and commercial clay were performed kinetic removal and bath sorption, to evaluate the separation of this pollutant in water. The hydrophobic and organophilic character were observed by swelling capacity test in water, sorption and swelling tests. The potential for removal of petroleum derived from wastewaters was verified, it was showing potential use for environmental remediation / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:07:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6982_1.pdf: 3416304 bytes, checksum: b1d9e5cb8afa1260c5b07c7ecd57551d (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 1991 / As argilas que capeiam o horizonte de gipsita da bacia sedimentar do Araripe são constituídas por uma assembléia mineral diversificada, onde participam, além de argilominerais (predominantes), uma fração detrítica grosseira composta essencialmente por quartzo, feldspatos e, principalmente, por calcita e gipsita. Os argilominerais presentes nessas argilas pertencem aos grupos das esmectitas, das micas e da caulinita. As viscosidades aparente e plástica, medidas em dispersões aquosas na concentração de 6% de argilas tratadas com carbonato de sódio, apresentaram valores abaixo dos especificados pela Petrobrás, para uso como agente tixotrópico em fluidos de perfuração de poços. A diálise dessas dispersões de argilas sódicas não proporcionou melhoria nas propriedades reológicas medidas. Algumas argilas apresentam propriedades adsortivas após ativação ácida, permitindo que sejam utilizadas como agente descorante de óleo de soja.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-09-25T14:32:33Z No. of bitstreams: 1 ADRIANA ALMEIDA SILVA - TESE (PPGEP) 2008.pdf: 8434650 bytes, checksum: 7ca7e24f622bbd49778d99a13f342587 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-25T14:32:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ADRIANA ALMEIDA SILVA - TESE (PPGEP) 2008.pdf: 8434650 bytes, checksum: 7ca7e24f622bbd49778d99a13f342587 (MD5) Previous issue date: 2008-12-19 / Nas últimas décadas uma quantidade substancial de pesquisas foi realizada a fim de encontrar novas fontes de energia renovável e sustentável para substituir o diesel de petróleo. Uma fonte alternativa promissora de energia é o biodiesel, que é um combustível renovável que pode ser produzido a partir dos óleos e gorduras animais/vegetais ou mesmo ácidos graxos reciclados da indústria de alimentos. Os catalisadores heterogêneos podem melhorar os métodos de síntese eliminando os custos adicionais associados aos catalisadores homogêneos e minimizando a produção de poluentes. As argilas ativadas têm atraído atenção como catalisadores para uma variedade de reações ácidas. O comportamento físico-químico dos minerais argilosos tem sido estudado devido a sua relação como adsorvente e/ou propriedades catalíticas. Diante do exposto verifica-se a necessidade de desenvolver estudos sobre a utilização de argilas como catalisador na produção do biodiesel, tornando-se, portanto, fundamental conhecer a estabilidade e propriedades do biodiesel produzido a partir desses catalisadores. Visando avaliar a eficiência das argilas como catalisadores no processo de transesterificação deste combustível, foram estudados nesse trabalho 27 tipos de argilas, fornecidas pela empresa BENTONISA- Bentonita do Nordeste S.A, para produção do biodiesel na rota etílica e metílica, utilizando óleo de soja. Inicialmente foi realizada uma pré-seleção das argilas, utilizando as análises de umidade e pH, onde foram escolhidos 15 tipos de amostras, as mesmas foram submetidas a ensaios nos sistemas reacionais S1 e S2 e utilizando as técnicas de cor do óleo (aspecto visual) e viscosidade, optou-se pelos dois melhores catalisadores argilosos (A23 e A24) a serem testados no sistema padrão para produção do biodiesel, denominado S3. Os catalisadores A23 e A24 foram caracterizados por : fluorescência de raios-X (FRX); difração de raios-X (DRX); espectroscopia de absorção no infravermelho (IV); microscopia eletrônica de varredura (MEV); energia dispersiva de raios-X (EDS) e área específica pelo método BET. O óleo de soja e o biodiesel formado foram caracterizados através das seguintes técnicas: composição química, umidade, acidez, densidade 20ºC, glicerol total e viscosidade 40ºC, teor de éster, teor de álcool e cromatografia gasosa. Os resultados mostraram que é possível obter o biodiesel a partir de catalisadores argilosos. / In the last decades a substantial amount of research has been undertaken to find new sources of renewable and sustainable energy to replace Diesel. A promising alternative energy source is biodiesel, which is a renewable fuel produced from vegetable oils and animal fats or even from recycled fat from the food industry. Heterogeneous catalysts can improve the synthesis methods eliminating additional costs associated with the homogeneous catalysts and minimizing the production of pollutants. Activated clays have attracted attention as catalysts for a variety of acid reactions. The physical and chemical behavior of clay minerals has been studied because of their property as adsorbent and / or catalysts. Therefore the need to develop studies on the use of clays as a catalyst in the production of biodiesel, making it, therefore, necessary to know the stability and properties of biodiesel produced by these catalysts. To evaluate the efficiency of clays as catalysts in the transesterification process of this fuel, 27 types of clay supplied by the company BENTONISA- Bentonite Nordeste SA, were studied in this work. The biodiesel was produced on the ethyl and methyl route, using soybean oil as raw material. The initial preselection for the clays was carried out on moisture and pH analysis, whereby 15 samples were selected. These were submitted to the testing systems in the S1 and S2, using the techniques of oil color (visual aspect) and viscosity. The two best clay catalysts (A23 and A24) were chosen to be tested in the standard system for production of biodiesel called S3. The catalysts A23 and A24 were characterized by: FRX; XRD; IR, SEM, EDS and BET. The soybean oil and biodiesel were characterized by the following techniques: chemical composition, moisture, acidity, density 20ºC, viscosity 40ºC, total glycerol, ester content, alcohol content and gas chromatography. The results showed that it is possible to get biodiesel from clay catalysts.

Orientadores: João Alexandre Ferreira da Rocha Pereira, Cesar Augusto Moraes de Abreu / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-06T05:19:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barauna_OsmarSouto_D.pdf: 2829115 bytes, checksum: bf2e35aadb3829156a0b6febbd04582f (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A utilização de argilas do tipo esmectita como agente descorante de óleo de soja, satisfazendo as exigências comerciais e se equivalendo à capacidade adsortiva da argila-padrão importada (Tonsil Supreme 180 FF), foi praticada através do desenvolvimento do processo adsortivo de pigmentos clorofila e carotenóides. A argila esmectítica adsorvente de origem da bacia sedimentar do Araripe/PE é constituída por argilomine rais (predominantes) e uma fração detrítica grosseira composta essencialmente por quartzo, calcita e gipsita. Procedeu-se à ativação ácida (HCl), previamente à aplicação no descoramento, favorecendo-se o desenvolvimento de atividades adsortivas da argila. Os parâmetros com base no desenvolvimento do processo de adsorção de pigmentos com a argila esmectítica ácido-ativada comprovaram a sua aptidão para produzir a despigmentação do óleo vegetal em teor da clorofila-a, repre sentando uma capacidade adsortiva de qAm = 144,93 mg.g-1, significan do ordem de grandeza próxima àquela determinada para a argila Tonsil de qAm = 166,67 mg.g-1. Equilíbrios de isotermas favoráveis nos dois ca sos foram quantificados segundo os parâmetros de adsorção de KAargila = 23,00 cm3.g-1 e KAtonsil = 20,00 cm3.g-1. Resultantes de avalia ções cinéticas experimentais, fundamentados em um modelo do tipo Langmuir-Freundlich, foram estimadas as constantes cinéticas de adsorção da argila (kaAargila = 0,2488 ± 0,0913) e do adsorvente Tonsil (kaAtonsil = 0,0839 ± 0,0219). Caracterizadas as atividades adsortivas das argilas em razão de suas acidez superficiais, traduzidas em números de sítios ácidos, foram identificadas características de sítios fortes (183,90 x 1020 sítios/g de argila), responsáveis pela adsorção dos pigmentos. A argila esmectítica acidificada demonstrou possuir propriedades adsortivas similares a do adsorvente importado, tendo servido à aplicação no processo de descoramento de óleo de soja / Abstract: Smectite clays from the Araripe sedimentary basin were employed as bleaching agents of soy bean oil and compared with adsorption capacity of the imported reference-clay (Tonsil Supreme 180 FF). The system was tested with chlorophyllous pigments and carotenoids. The smectite was mainly composed by a coarse detrital fraction of quartz, calcite and gypsum. To develop its adsorption capacity it was previously activated with acid (HCl). The parameters of the process indicated that the bleaching property of the activated clay in terms of chlorophyll-a representing an adsorption capacity of qm = 144.93 mg.g-1, which had an order magnitude near to that of Tonsil, qm = 166.67 mg.g-1. The adsorption parameters of the equilibrium isotherms for the two cases were KAclay = 23.00 cm3.g-1 KAtonsil = 20.00 cm3.g-1. From the experimental kinetic evaluations, based on a Langmuir-Freundlich model, the estimated kinetic adsorption constants for the clay and the Tonsil were kaAclay = 0.2488 ± 0.0913 kaAtonsil = 0.0839 ± 0.0219 respectively. The number of sites responsible for the pigments adsorption identified on the clay surface, were of the order of 183.90 x 1020 sites/g of clay. The acidified clay presented similar adsorptive properties to the imported product, showing that it may be employed to bleaching soy bean oil / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

Minerals and clay minerals in continental sedimentary successions are valuable tools for reconstructing past environmental conditions. Given the state of preservation of clays minerals, it is possible to identify how they were formed, providing clues about continental weathering conditions (inherited minerals) and geochemical conditions in the water column (neoformed or transformed). This study presents new mineralogical data from the Baskil section, a highly preserved middle Eocene succession in the Neo-Tethys (central Turkey). A gradual shift from a well-crystalline illite and chlorite interval (subsection I) to a detrital smectite dominant interval (subsection II) characterizes a change in source area from metamorphic to igneous rocks and changes from physical to chemical weathering conditions on land. This period coincides with the Middle Eocene Climatic Optimum (MECO), indicating a mineralogical signature of the event. Higher content of terrigenous input being deposited from 40.5 to 40 Ma caused a dilution effect of the carbonate materials as calcite and dolomite significantly decreases. Authigenic palygorskite showed an increasing trend from the middle to the uppermost portion of the section, indicating favorable conditions in the water column for its formation. We assume that conditions in the ocean circulation changed after 40 Ma, forming a stratified water column with warmer and saline conditions at greater depths, favoring palygorskite and possibly authigenic dolomite precipitation. The mineralogical evolution of the Baskil section reflects how sources and weathering regimes changed through time, and how these changes can be related to global (i.e. MECO) and/or local to regional processes. / Minerais e argilominerais em sucessões sedimentares são excelente ferramentas para a reconstrução de condições ambientais. Dado o estado de preservação dos argilominerais, é possível identificar como eles foram formados, fornecendo informação sobre as condições de intemperismo no continente e sobre condições geoquímicas na coluna d\'água. Este estudo apresenta novos dados mineralógicos da seção de Baskil, uma sucessão do Eoceno médio altamente preservada no Neo-Tethys (Turquia central). Uma mudança na assembléia mineralógica com maiores concentrações de ilita e clorita (subseção I) para um intervalo dominante de esmectita detrítica (subseção II) caracteriza uma mudança na área de fonte de rochas metamórficas para rochas ígneas e mudanças de condições de intemperismo físico para intemperismo químico. Este período coincide com o Ótimo Climático do Eoceno Médio (MECO), indicando uma assinatura mineralógica do evento. A paligorsquita autigênica teve um aumento na porção media e superior da seção, indicando condições favoráveis na coluna de água para a sua formação. Possívelmente as condições na circulação do oceano naquela região mudaram após 40 Ma, formando uma coluna de água estratificada com condições mais quentes e salinas em profundidades maiores, favorecendo precipitação de paligorsquita e dolomita. A evolução mineralógica da seção de Baskil reflete como as fontes e os regimes de intemperismo mudaram ao longo do tempo, e como essas mudanças podem estar relacionadas aos processos globais (e.g. MECO) e /ou a processos locais e regionais.

Minerals and clay minerals in continental sedimentary successions are valuable tools for reconstructing past environmental conditions. Given the state of preservation of clays minerals, it is possible to identify how they were formed, providing clues about continental weathering conditions (inherited minerals) and geochemical conditions in the water column (neoformed or transformed). This study presents new mineralogical data from the Baskil section, a highly preserved middle Eocene succession in the Neo-Tethys (central Turkey). A gradual shift from a well-crystalline illite and chlorite interval (subsection I) to a detrital smectite dominant interval (subsection II) characterizes a change in source area from metamorphic to igneous rocks and changes from physical to chemical weathering conditions on land. This period coincides with the Middle Eocene Climatic Optimum (MECO), indicating a mineralogical signature of the event. Higher content of terrigenous input being deposited from 40.5 to 40 Ma caused a dilution effect of the carbonate materials as calcite and dolomite significantly decreases. Authigenic palygorskite showed an increasing trend from the middle to the uppermost portion of the section, indicating favorable conditions in the water column for its formation. We assume that conditions in the ocean circulation changed after 40 Ma, forming a stratified water column with warmer and saline conditions at greater depths, favoring palygorskite and possibly authigenic dolomite precipitation. The mineralogical evolution of the Baskil section reflects how sources and weathering regimes changed through time, and how these changes can be related to global (i.e. MECO) and/or local to regional processes. / Minerais e argilominerais em sucessões sedimentares são excelente ferramentas para a reconstrução de condições ambientais. Dado o estado de preservação dos argilominerais, é possível identificar como eles foram formados, fornecendo informação sobre as condições de intemperismo no continente e sobre condições geoquímicas na coluna d\'água. Este estudo apresenta novos dados mineralógicos da seção de Baskil, uma sucessão do Eoceno médio altamente preservada no Neo-Tethys (Turquia central). Uma mudança na assembléia mineralógica com maiores concentrações de ilita e clorita (subseção I) para um intervalo dominante de esmectita detrítica (subseção II) caracteriza uma mudança na área de fonte de rochas metamórficas para rochas ígneas e mudanças de condições de intemperismo físico para intemperismo químico. Este período coincide com o Ótimo Climático do Eoceno Médio (MECO), indicando uma assinatura mineralógica do evento. A paligorsquita autigênica teve um aumento na porção media e superior da seção, indicando condições favoráveis na coluna de água para a sua formação. Possívelmente as condições na circulação do oceano naquela região mudaram após 40 Ma, formando uma coluna de água estratificada com condições mais quentes e salinas em profundidades maiores, favorecendo precipitação de paligorsquita e dolomita. A evolução mineralógica da seção de Baskil reflete como as fontes e os regimes de intemperismo mudaram ao longo do tempo, e como essas mudanças podem estar relacionadas aos processos globais (e.g. MECO) e /ou a processos locais e regionais.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:37:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Caetano, Elenice Hass.pdf: 4149328 bytes, checksum: b6eb52279243079ec9a5d88b5028ae4c (MD5) Previous issue date: 2015-03-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Clay minerals are hydrated silicates of Aluminum, Iron and Magnesium that has lamellar structure (phyllosilicates) composed by continuous SiO4 tetrahedral layers connected to bi and tri metals hydroxide octahedral layers. The layers are continuous and hexagonally ordered regarding to crystallographic axis a and b. The arrange of clays minerals determines the type of clay mineral as 1:1 or 2:1. The 2:1 clays minerals are divided in groups: Vermiculite, Mica, Chlorite, Saponite, Paligorskita and the Smectite group. Among the Smetectite group stands out the Bentonite, the most abundant clay mineral and that shows 2:1 phyllosilicates structure composed by two silicate tetrahedral layers and one alumina octahedral layers, both connected by oxygen atoms in common. The great technological interest in these clay results of the high cation exchange capacity, swelling by water and low size of crystals. Such properties favor the clays modification to discovery new applications. Thus, the clays minerals are an essential step for the discovery of technological applications as well as the fundamental properties of clays. In this work, were characterized four samples of clays through of X-Ray Diffraction, X-Ray Fluorescence Spectroscopy, Fourier Transform Infrared Spectroscopy, 27Al NMR-MAS and Field Emission Scanning Electron Microscopy. The obtained results indicate the predominance of Smectite phase in clays due to high swelling capacity and cation exchange observed. The predominance of Smectite phase was confirmed by XRD, XRF and FTIR, which also indicates the presence of quartz and other minerals. Were also evaluated the presence of organic compounds in the interlayer space of modified clays and was noted that have not changes in their crystalline structures, based on FTIR and 27Al NMR-MAS results. The SEM-FEG micrography confirms the irregularity of cluster size, according to expect to bentonite clays. The performed characterizations for these clays minerals determine its elementary composition and makes possible distinguish the four samples according to its place of origin by the amount of impurities, as well as the prevalence of smectite phase. The characterization analysis were used to quantification of fundamental properties and to evaluated the organic compounds presence in interlayer space through of delocalization of the most intense peak in 2θ angle. The obtained results are useful for the benefit of industrial areas such as pharmaceutical, food, environmental and others, once the mineral clays properties can be improved when properly identified and quantized. / Argilas são materiais naturais, terrosos, considerados finos grãos que contém partículas com diâmetro inferior a 2 μm e, quando umedecidos com água, apresentam plasticidade. São constituídas essencialmente por argilominerais (filossilicatos) e por matéria orgânica, sais solúveis, minerais como calcita, pirita, gibsita, quartzo entre outras impurezas. Bentonita, conhecida como o argilomineral mais abundante do grupo da esmectita, pertence ao grupo dos filossilicatos 2:1, sua estrutura cristalina é constituída por duas folhas tetraédricas de sílica com uma folha central octaédrica de alumina, ambas unidas por átomos de oxigênio em comum. O grande interesse tecnológico nessa argila está ligado à sua alta capacidade de troca catiônica, intumescimento pela água e às pequenas dimensões dos cristais, cujos fatores favorecem a modificação das argilas para a descoberta de novas aplicações. Para tanto, a caracterização da argila é uma etapa primordial para aplicações tecnológicas bem como suas propriedades fundamentais como alta adsortividade, alta capacidade de troca catiônica, capacidade de inchamento e alta propriedade de barreira. No presente trabalho, foram caracterizadas quatro amostras de argilas Bentonítas de diferentes procedências, sendo duas na sua forma pura e duas organofílicas pelas respectivas técnicas: difração de raios X, fluorescência de raios X, Espectroscopia Vibracional de Absorção na Região do Infravermelho, Ressonância Magnética Nuclear do estado sólido - 27Al RMN-MAS, Microscopia Eletrônica de Varredura com Efeito de Campo. Os resultados obtidos indicaram a predominância da fase esmectita evidenciada pela alta capacidade de inchamento e alta capacidade de troca catiônica. Além disso, os resultados de DRX, FRX e FTIR também evidenciaram a predominância da fase esmectita, bem como a presença de quartzo e outros minerais. Também foi possível avaliar a presença de compostos orgânicos no espaço interlamelar das argilas organofílicas e notou-se que não houve alterações em suas estruturas cristalinas, informações estas corroboradas pelas técnicas de FTIR e 27Al RMN-MAS. As micrografias obtidas por MEV-FEG puderam confirmar a irregularidade de tamanho dos aglomerados de partículas típico de bentonitas. As Caracterizações obtidas para as argilas determinaram sua composição elementar, sendo possível distinguir argilas de diferentes procedências pela quantidade de impurezas, bem como a predominância da fase esmectita. Além disso, por meio da caracterização também foi possível determinar a quantificação de suas propriedades fundamentais, e também confirmar a presença de composto orgânico no espaço interlamelar por meio do deslocamento do pico de maior intensidade do ângulo 2θ. Essas caracterizações podem ser utilizadas em benefício das áreas industriais, como farmacêutica, alimentícia, ambientais entre outras, podendo ser aprimoradas as propriedades quando bem identificadas e quantizadas.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2015-02-24T19:50:10Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Tese_SinteseCaracterizacaoMateriais.pdf: 2210675 bytes, checksum: 6fc11a282f06cb1e1f03af4bcfe80df6 (MD5) / Approved for entry into archive by Albirene Aires (albireneufpa@gmail.com) on 2015-02-25T11:56:05Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Tese_SinteseCaracterizacaoMateriais.pdf: 2210675 bytes, checksum: 6fc11a282f06cb1e1f03af4bcfe80df6 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-25T11:56:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Tese_SinteseCaracterizacaoMateriais.pdf: 2210675 bytes, checksum: 6fc11a282f06cb1e1f03af4bcfe80df6 (MD5) Previous issue date: 2013 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Este estudo avalia o uso de argila do Estado do Acre de natureza esmectítica (argila original) como precursora na síntese de PCHs (Porous Clay Heterostructure) e na organofuncionalização com mercaptopropiltrimetoxisilano (MPTS-Arg) e aplicabilidade desses materiais como adsorventes de fenol, benzeno e tolueno em fase líquida. A síntese de PCHs envolve as seguintes etapas: preparação de organoargila com hexadeciltrimetilamônio (HDTMA-Argila); aumento do espaçamento basal (d001) da organoargila usando o cosurfactante octilamina e adição concomitante de uma fonte de Si, como o tetraetilortosilicato (TEOS); lavagens com etanol em HCl, secagem a 60 o C (PCH-60 A e B); calcinação a 500 o C e 700 º C (PCH 500 A/B e PCH 700), com a remoção do surfatante/co-surfactante e consequente substituição destas substâncias orgânicas por prótons que permanecem nas paredes das galerias de pilares de SiO2 até novo tratamento porventura realizado no PCH. O material MPTS-Arg foi obtido a partir da intercalação de mercaptopropiltrimetoxisilano na argila original sob agitação durante 1 h (Arg-MPTS 1) e na argila original previamente tratada com HCl 1 mol L-1 e sob agitação durante 2 h (Arg-MPOS 2). Os materiais (argila original, HDTMA-Argila, PCH-60, PCH-500/700 e MPTS-Arg) foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura acoplado a espectroscopia de raios X por dispersão de energia (MEV/ EDS), espectroscopia de absorção molecular IV com transformada de Fourier (FTIR), técnicas de análises térmicas (DTA_TG) e análises texturais, como as medidas de área superficial específica (ASEBET, ASELangmuir), volume total de poros (VTP) e diâmetro médio de poros (DMP). Caracterização complementar por ressonância nuclear magnética no estado sólido acoplada a espectrometria de massa (RMN-M AS) foi realizada para o PCH-500 A. Nos experimentos de adsorção de fenol, benzeno e tolueno foram utilizadas suspensões aquosas dos adsorventes contendo separadamente os adsorvatos. As concentrações de equilíbrio de fenol, tolueno e benzeno foram medidas por espectroscopia de absorção molecular na região ultravioleta, conforme método aceito e aplicado em outros estudos de adsorção. Foram obtidos os seguintes resultados: identificação do argilomineral esmectita na argila natural com espaçamento basal de 1,25nm; intercalação do HDTMA e do MPTS com expansão do d(001) para 1,95nm (HDTMA-Arg 5) e 2,1nm (MPTS-Argila 1h). Após a modificação observou-se através da análise de EDS um decréscimo das concentrações dos elementos Na, Si e Al (%) nas posições interlamelares e aumento na concentração de C. O espectro 29Si MAS NMR do PCH-500 A apresentou sinais químicos dos centro Q3 Si(OSi)3OH e Q4 Si(OSi)4 que indicam a formação de sílica em sua estrutura. Os PCHs (60 e 500 A) foram classificados como mesoporosos, apresentando ASEBET entre 417 a 446 m2 g-1 e volume total de poros (cm3 g-1) = 0,367 - 0,369. O aumento da temperatura de calcinação do PCH 500 para 700 o C (PCH 700) propiciou decréscimos em SBET (305 m2 g-1) e diâmetro médio de poros (0.976 nm). Foi verificado a partir da avaliação das medidas dos diâmetro de poros em PCH 700 que 46% das medidas correspondem a microporos. No estudo do equilíbrio de adsorção foram obtidos os valores de KL (L mg-1), KF (L mg-1) e qMax (mg g-1) nos seguintes processos: (i) adsorção de fenol (1.40; 2.26 e 3.80) e tolueno (145, 7.18 e 135) em PCH-500 A; (ii) adsorção de benzeno (0.33, 41.49 e 69.81) em PCH 500 B; (iii) na adsorção de tolueno em argila-MPOS 1 (1.06, 118.9 e 146) e argila-MPOS 2 (2.1, 92 e 97); (iv) na adsorção de fenol (0.07, 0.48 e 4.44) e benzeno (0.11, 4.95 e 35.8) em HDTA-Arg 5, respectivamente. Os dados obtidos sobre a caracterização dos materiais indicaram que a formação dos PCHs propiciou grande aumento nas concentrações de Si e decréscimo nas concentrações de Al, Fe e outros elementos, devido à delaminação- exfoliação da esmectita original. Foi verificado que os materiais são mais adequados para adsorção de tolueno e benzeno do que fenol. / This study evaluates the use of smectite from Acre/Brazil as a precursor in the synthesis of Porous Clay heterostructure and organofunctionalization with mercaptopropyltrimethoxysilane (MPTS-Arg) and applicability of these materials as adsorbents for phenol, benzene and toluene in the liquid phase. The synthesis of PCH involves the following steps: preparation of organoclay with hexadecyltrimethylammonium (HDTMA-clay); it increases the basal spacing (d001) of organoclay using the co-surfactant octylamine and concomitant addition of a source of Si, such as tetraethylorthosilicate (TEOS) , washing with HCl in ethanol and drying at 60 º C (PCH-60 A and B); calcination at 500 ° C and 700 ° C (PCH 500 A /B and PCH 700) by removing the surfactant / co-surfactant and subsequent replacement of these organic substances by protons that remain on the walls of galleries SiO pillars to new treatment perhaps held at PCH. The material MPTS-Arg was obtained from the intercalation of the original clay with mercaptopropiltrimetoxisilano stirring for 1 h (MPTS Arg-1) and the original clay pre-treated with HCl 1 mol L-1 and stirred for 2 h (Arg-MPOS 2).The materials (clay original HDTMA-Clay, PCH-60, Arg-PCH-500/700 and MPTS) were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy coupled to X-ray spectroscopy and energy dispersive (SEM / EDS), molecular absorption spectroscopy with Fourier transform IR (FTIR), thermal analysis techniques (DTA_TG) and textural analyzes, such as specific surface area measurements (ASE BET, ASELangmuir), total pore volume (TPV) and average pore diameter (APD). Additional characterization by nuclear magnetic resonance in solid coupled to mass spectrometry (NMR-MAS) was conducted for the PCH-500 A. In the experiments adsorption of phenol, benzene and toluene were used aqueous suspensions containing adsorbents of the separately adsorbates. The equilibrium concentrations of phenol, toluene and benzene were measured by molecular absorption spectroscopy in the ultraviolet region, as accepted method is applied in other adsorption studies. We obtained the following results: identification of smectite clay minerals in natural clay with basal spacing of 1.25 nm; intercalation of HDTMA and MPTS with expansion of d (001) to 1.95 nm (HDTMA-Arg 5) and 2.1 nm (MPTS Clay-1h). After modification was observed by EDS analysis a decrease of the concentrations of elements Na, Si and Al (%) and the increase in interlayer positions concentration C. The 29Si MAS NMR spectrum of the PCH A-500 showed signs of chemical center Q3 Si (OSi)3OH and Q4 Si(OSi)4 indicate that the formation of silica in its structure. The PCHs (60 and 500 A) were classified as mesoporous, with ASE BET between 417-446 m2 g-1 and total pore volume (cm-3 g-1) = 0.367 to 0.369. Increasing calcination temperature of 500 to 700º C PCH (PCH 700) provided decrease in SBET (305 m2 g-1) and average pore diameter (0976 nm). It was found from the evaluation of the measures of pore diameter at 700 PCH that 46 % of the measurements correspond to micropores. The adsorption process obtained values for KL (mg L-1) , KF (mg L-1) and qmax (mg g-1) in the following cases : (i) adsorption of phenol (1.40, 2.26 and 3.80) and toluene (145, 18.7 and 135) in the PCH- 500 , (ii) adsorption of benzene (0.33 , 41.49 and 69.81) in PCH 500 B (iii) in toluene adsorption MPTS-Argila 1h (1.06 , 118.9 and 146) and MPTSArgila 2h (2.1 , 92 and 97) , (iv) adsorption of phenol (0.07, 4.44 and 12.48 ) and benzene (12.11, 4.95 and 35.8) in HDTMA-Arg 5, respectively. The data on the characterization of the materials indicated that the formation of PCH caused a large increase in the concentrations of Si and decrease in the concentrations of Al, Fe and other elements due to delamination - exfoliation of smectite original. It was verified that the materials are most suitable for the adsorption of toluene and benzene to phenol.

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As argilas natural e pilarizada foram caracterizada por XRD, FTIR, NMR do 27Al e 29Si, TGA_TG e análises texturais usando isotermas de adsorção/desorção de N2. As amostras foram usadas como adsorventes em processos de adsorção com a butilamina (Al- PILC/ativação ácida) e soluções de Cu2+, Ni2+ e Co2+ (Al-PILC e Ti-PILC). Os resultados dos padrões de XRD indicaram aumento no espaçcamento d(001) de d(001)= 15,30-15,60 para d(001)=18,36-18,92 (Al-PILC) e d(001)= 15,30 para 17,10-19,56 Å (Ti-PILC). Os espectros FTIR comprovaram a pilarização das esmectitas com Al e Ti através das vibrações 667 cm-1 (ligação Al-O do Al em coordenação tetraédrica no Al13) e 1338 cm-1 (ligação Ti-O nos pilares de TiO2). Os espectros RMN 27Al mostraram para as amostras Al-PILC sinais de 68 ppm e 0ppm referentes ao Al nas posições tetraédrica e octaédrica, respectivamente. Foi indicado que as curvas TGA-TG são similares entre si. Foram observados dois picos endotérmicos. O primeiro ocorre em 100-200 oC e é atribuído a perda de água superficial e a água coordenada no pilarizante. O segundo ocorre em 300-600ºC e corresponde à reação de desidroxilação do poli-hidroxipolímero. Os parâmetros texturais aumentaram e este aumento resultou na formação de materiais microporosos a mesoporosos. Os dados experimentais de adsorção da butilamina e dos íons Cu2+, Ni2+ e Co2+ em soluções aquosas e em temperatura ambiente sobre PLCs foram ajustados através de regressão linear aos modelos de Langmuir, Freundlich e Temkin. Os melhores resultados foram obtidos através do modelo de Langmuir (r=0,999). A equação de Freundlich apresentou limitações em relação as concentrações, porém valores aceitáveis de parâmetros (Kf e n) foram obtidos pelos três modelos. Os parâmetros foram usados para calcular a quantidade adsorvida (Nf), que é uma função de Cs. / Hidroxi-polymers of Al and Ti were synthesized after hydrolysis of its respective salts and are being used in the intercalation and pillarization of smectites of different chemical composition. The intercalation methodology consists mainly in the substitution of interlamelar cations by bigger cations {aluminium polyhroxipolymer so-called Keggin ion, Al13 complex, [Al13O4(OH)24(H2O)12]7+ and Titanium polyoxycation, TiOx(OH)2x} followed by further drying at 80ºC. The resultant material of the intercalation must suffer calcinations at T=300-500ºC (pillarization), with the main purpose of removing interlayer water. The natural and pillared clays were characterized by XRD, FTIR, 27Al and 29Si NMR, TGA-TG and textural analysis using N2 adsorption/desorption isotherms. The samples were used as adsorbents in the adsorption process with butylamine (Al-PILC/acid activation) and Cu2+, Ni2+ and Co2+ solutions (Al-PILC and Ti-PILC). The results of XRD patterns show that the d(001) spacing increases of d001= 15,30-15,60 to d001= 18,36-18,92 Å (Al-PILC) and of d001= 15,30 to d001= 17,10-19,56. Å (Ti-PILC). FTIR spectra have proved smectites pillarization with Al and Ti by vibrations at 667 cm-1 (Al- O bond of tetrahedrally coordinated Al cations in the center of the Al13 pillars) and 1338 cm-1 (Ti-O bond of the TiO2 pillars). The 27Al RMN spectra show that Al-PILC samples presents signals of 68 ppm and 0 ppm related to the Al in the tetrahedral and octahedral positions, respectively. It was indicate that the TGA-TG curves are similar itself. Endothermic peaks were observed. The first one occurs at 100-200 ºC and is assigned to loss of surface physisorbed water and loosely coordinated water. The second occurs at 300-600 ºC corresponding to the dehydroxilation of the Hidroxi-polymers. Textural parameters have also increased which resulted in the classification of this pillared smectites as a microporous to mesoporous material. The adsorption of butylamine and Cu2+, Ni2+ and Co2+ ions from aqueous solution in room temperature onto PILCs show that the Langmuir, Freundlich and Temkin adsorption isotherms models have been applied to fit the experimental data by linear regression. The onesurface Langmuir equation provided the best fit to the data (r=0,999). The Freundlich equation presented limitations in rises concentrations, but acceptable values of parameters were obtained (Kf and n) with the use of the three models. The parameters were used to calculate the amount adsorbed (Nf), a function of Cs.