Processo de obtençÃo de argilas pilarizadas com o complexo de g



Baixar 18.06 Kb.
Encontro14.07.2018
Tamanho18.06 Kb.

PILARIZAÇÃO DE ARGILA BRANCA DO PIAUÍ COM O complexo de Ga(NO3)3.xH2O


Rogério Almiro Oliveira Silva, Katiane Cruz Magalhães Xavier, Patrícia Santos Andrade, Edson Cavalcanti da Silva Filho, Luiz de Sousa Santos Júnior, Ana Lúcia Nunes Falcão de Oliveira, Maria Rita de Morais Chaves Santos

Laboratório Interdisciplinar de Materiais Avançados, CCN, UFPI, Teresina-PI, rogerio.ufpi@gmail.com

Introdução

A argila é um material natural formado por partículas cristalinas muito pequenas de minerais chamados de “argilominerais” (ou minerais argilosos). Os compostos químicos encontrados nesse material são silicatos hidratados de alumínio e ferro, elementos alcalinos e alcalinos terrosos, além dos argilominerais fazerem parte da estrutura das argilas, encontram-se ainda em sua composição: matéria orgânica, sais solúveis e partículas de quartzo, pirita e outros minerais residuais e ainda minerais não-cristalinos ou amorfos (SOUZA et al., 1989).

As argilas podem ser submetidas aos processos de intercalação e pilarização, que proporcionam uma melhoria nas suas propriedades. A intercalação é uma propriedade em que determinados compostos inorgânicos ou orgânicos podem penetrar nos espaços das intercamadas estruturais aumentando a dimensão da unidade estrutural. Já no processo de pilarização ocorre a preparação do agente pilarizante e a pilarização propriamente dita, onde é feita a intercalação tanto de cátions organometálicos complexos, como de polihidroxicátions, que por aquecimento posterior geram compostos pilarizados. Esses compostos constituem um novo tipo de material com propriedades catalisadoras desejáveis em processos petroquímicos de obtenção de combustíveis de alta qualidade (LEITE et al., 2000).

As argilas modificadas são utilizadas em muitas aplicações na indústria, como na petroquímica e fabricação de sistemas de liberação controlada de fármacos, são usadas também como acessórios ou alternativos de agentes absorventes, aceleradores, cerâmica artística, tijolos, telhas, catalisadores, dentre outras aplicações (OLIVEIRA, 2004).

Considerando as características e propriedades da argila branca, o presente trabalho tem como objetivo incorporar o gálio na argila branca piauiense.
Metodologia
Foram coletadas amostras de uma argila branca do município de Oeiras-PI. Foram trituradas e peneiradas em uma peneira 0,125 µm de malha. Fez-se as análises de infravermelho e DRX das amostras naturais. Para a retirada de matéria orgânica pesou-se 2 g de argila com matéria orgânica triturada e peneirada em peneira de malha 0,125 µm, em seguida foi colocada em um tubo de ensaio grande contendo 20 mL de solução de hipoclorito de sódio (NaOCl) a 0,1 M com pH ajustado de 9,5 onde passou cerca de 15 minutos no banho-maria a uma temperatura de aproximadamente 100 ºC. Em seguida, a amostra foi centrifugada à 800 r.p.m durante 10 minutos, descartou-se o sobrenadante e lavou-se a amostra com 50 mL de solução de Na2CO3-NaHCO3 a 2% com pH 9,5. Repetiu-se o processo por mais duas vezes sendo a última centrifugação de 2.500 r.p.m. A amostra foi lavada com água deionizada e transferida para um cadinho de porcelana, secou-se a amostra em estufa a 110 oC por 3 horas. Para cada 2 g da argila branca sem matéria orgânica adicionou-se 25 mL da solução intercalante (10-3 mol da solução intercalante por grama de argila) em um béquer. Deixou-se em agitação à temperatura ambiente por 2 horas. A amostra foi centrifugada a 330 r.p.m por 15 minutos, o precipitado foi lavado com água deionizada 4 vezes. Secaram-se as amostras em estufa a 80 ºC por 17 horas. As argilas intercaladas foram calcinadas a 500 ºC por 3 horas. Foram feitas as análises de Infravermelho e de DRX das amostras intercaladas e pilarizadas.
Resultados e discussão

Na Figura 1 são observados picos intensos da argila natural entre 2Ө igual a 20 e 27° e picos menos intensos entre 2Ө igual a 35 e 43º correspondente ao mineral quartzo-SiO2. A Al2O3 na argila está em sua maior parte combinada, formando a estrutura dos aluminossilicatos com a caulinita. A sílica, SiO2, está tanto na forma livre, como quartzo, quanto na forma combinada com a Al2O3 para formar os aluminossilicatos. No difratograma da amostra natural nota-se picos indicativos da presença de caulinita, quartzo, moscovita e mica.





Figura 1 – DRX da argila branca natural e pilarizada

De acordo com o resultado do difratograma de raios X da amostra de argila branca pilarizada verifica-se que houve uma expansão com a intercalação e pilarização. Com estes processos houve uma expansão no espaçamento basal de 9,95 Å (argila natural) a 10,21 Å (argila pilarizada). Os picos na região em torno de 12° e 26°, desapareceram após a pilarização, podendo ter ocorrido o deslocamento e sobreposição com outros picos existentes, com diminuição na cristalinidade destes picos, tendo sido provocado pela pilarização/calcinação, através da formação de pilares e/ou condensação dos grupos superficiais.

Na Figura 2 encontram-se os espectros do infravermelho das argilas. Através dos espectros de infravermelho foi possível observar a presença de pequenas quantidades de matéria orgânica na região predominante de estiramento de C-H (3000-2840 cm-1) para a argila branca sem matéria orgânica, mostrando assim a eficiência do tratamento para retirada destes compostos indesejáveis. Pode-se observar entre o comprimento de onda entre 3618 a 3697 cm-1 das amostras há existência de ligações O-H referentes à água adsorvida na superfície e água adsorvida ou ligada na região interlamelar, desaparecendo após a calcinação. Observa-se ainda que houve o desaparecimento da banda em torno de 900 cm-1 referente a deformação de grupos OH superficiais, confirmando assim a condensação/formação dos pilares provocados pela incorporação do gálio na forma de óxidos.

Outra mudança observada refere-se a modificação observada na região de ligação metal-oxigênio, que ocorre na região entre 500-400 cm1, comprovando mais uma vez a incorporação do óxido de gálio neste material.





Figura 2 – Espectros na região do infravermelho da argila branca sem matéria orgânica e pilarizada

Conclusão

De acordo com as análises de DRX os resultados comprovam que a argila é formada mineralogicamente por quartzo, moscovita, mica e material caulinítico. Através do DRX da argila pilarizada pode-se observar que houve uma expansão lamelar com o processo de pilarização. De acordo com a análise do infravermelho pode-se observar que o maior indício de formação dos pilares a partir da incorporação do gálio é o desaparecimento das bandas de OH, assim como a mudança nas bandas referentes à ligação metal-oxigênio.



Agradecimentos

CNPQ


Referências bibliográficas

LEITE S. Q. M., DIEGUEZ L. C., GIL R. A. S. S., de MENEZES S. M. C. Pilarização de esmectita brasileira para fins catalíticos emprego de argila pilarizada na alquilação de benzeno com 1-dodeceno. Quím. Nova, São Paulo, v. 23, n.2, p.149-154, 2000.

OLIVEIRA, A. L. N. F. de. Pilarização das argilas montmorilonita e estevensita com oloigômero de alumínio. Caracterização e estudo de propriedades catalíticas em reações de hidroisomerização de n-octano. 2004. 122 p. Tese (Doutourado) – Departamento de Química Inorgânica, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza – Ceará. 2004.

SOUZA, S. P. de; Ciência e tecnologia de argilas. 2. ed. São Paulo: Editora Edgard Blucher, 1989. 408 p.




Compartilhe com seus amigos:


©ensaio.org 2017
enviar mensagem

    Página principal