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Tipo documento: Dissertação
Título: Adsorção do corante azul de metileno em caulinita natural e intercalada com acetato de potássio provenientes da região de Bom Jardim de Goiás – GO
Autor(es): Oliveira, Silze Pires de
Orientador(a): Viana, Rubia Ribeiro
Membro da Banca: Viana, Rubia Ribeiro
Membro da Banca: Magriotis, Zuy Maria
Membro da Banca: Costa, Paulo César Corrêa da
Resumo : As argilas têm sido utilizadas pela humanidade desde a antiguidade para a fabricação de objetos cerâmicos, como tijolos e telhas e, mais recentemente, em diversas aplicações tecnológicas. A possibilidade de modificação química dos minerais argilosos permite o desenvolvimento do seu uso para diversos tipos de aplicações tecnológicas, agregando valor a esse abundante recurso natural. O presente trabalho descreve a caracterização da caulinita na forma natural e intercalada, oriunda da região de Bom Jardim de Goiás - GO para subsequente aplicação nos processos de adsorção. As amostras foram caracterizadas por difração de raios-X, fluorescência de raios-X, análise térmica, microscopia eletrônica de varredura e infravermelho, visando suas aplicabilidades como adsorventes na remoção de poluentes, no caso estudado o corante azul de metileno. Parte da amostra da caulinita natural foi intercalada com o composto orgânico acetato de potássio pelo método de moagem, tal intercalação resultou em um aumento do espaçamento basal de 7,16 Å para 13,76 Å. A análise química da amostra natural mostrou que os teores de silício (41,97%) e alumínio (33,76%) são compatíveis com os percentuais da caulinita ideal, apesar de apresentar altos teores de ferro (6,56%), magnésio (2,17%) e potássio (1,38%), atribuídos à presença da ilita associada à amostra. Na amostra intercalada, a análise química revelou um aumento no teor de potássio de 1,38% para 14,12%, e outras mudanças ocorridas, como a perda no teor de silício e alumínio. Os espectros de infravermelho da amostra natural apresentaram bandas características de caulinita em 472, 541 e 1011cm-1 , enquanto a amostra intercalada apresentou bandas adicionais na região de 1408 e 1604 cm-1 atribuídas aos estiramentos vibracionais do CH3COOdo acetato de potássio. O comportamento térmico da amostra natural foi bastante característico à caulinita teórica, apresentando picos endotérmicos em 53°C e 500ºC, atribuídos à eliminação de moléculas de água e a desidroxilação, respectivamente. Este último pico corresponde à reação endotérmica em que ocorre a transformação da caulinita em metacaulinita. Os estudos de adsorção foram realizados para avaliar as capacidades adsortivas das amostras, através do método da batelada. Os modelos usados para este estudo foram os de Langmuir, Freundlich e Sips. A adsorção do corante foi favorável em pH 9,0 para amostra natural e pH 7,0 para a amostra intercalada. O modelo que melhor se ajustou aos dados experimentais foi o de Sips, para ambas as amostras. Para o estudo cinético três modelos foram testados, Pseudo-primeira ordem, Pseudo-segunda ordem e Avrami, de modo que para ambas as amostras o modelo de Avrami foi o que melhor ajustou aos dados experimentais. O tempo de contato necessário para o sistema atingir o equilíbrio foi de 90 e 120 minutos para a amostra natural e intercalada, respectivamente. A capacidade máxima de adsorção atingida pela amostra intercalada foi de 79,34 mg g-1 e para a natural foi de 72,14 mg g-1. Esses valores mostraram que ambas as amostras de caulinita são consideradas bons adsorventes na remoção do corante azul de metileno em soluções aquosas.
Resumo em lingua estrangeira: Clays have been used since ancient times by mankind for the production of ceramic objects, such as bricks and tiles, and more recently in various technological applications. The possibility of chemical modification of clay minerals allows the development of its use for various types of technological applications, adding value to this abundant natural resource. This work describes the characterization of kaolinite, from of Bom Jardim de Goiás region - GO, in natural and intercalated form, to possible application in the adsorption processes. The samples were characterized by X-ray diffraction, X-ray fluorescence, thermal analysis, scanning electron microscopy and infrared, aiming their applicability as adsorbents for the removal of pollutants, in the case studied, the methylene blue dye. Part of the natural kaolinite sample was intercalated with organic compound, potassium acetate by milling method, whose intercalation resulted in an increase in basal spacing of 7.16 Å to 13.76 Å. Chemical analysis of the natural sample showed that the silicon content (41.97%) and aluminum (33.76%) are consistent with the percentage of ideal kaolinite, although the analysis have showed high contents in iron (6.56%), magnesium (2.17%) and potassium (1.38%), which was attributed to the presence of illite associated to sample. In the intercalated sample, the chemical analysis revealed an increase in potassium content of 1.38% for 14.12%, and other changes such as loss in the content of silicon and aluminum. The infrared spectra of the natural sample showed characteristic bands to kaolinite in 472, 541 and 1011cm-1 , while the intercalated sample showed additional bands in the region of 1408 and 1604 cm-1 attributed to stretching vibrational CH3COOof potassium acetate. The thermal behavior of the natural sample was very close to theoretical kaolinite, showing endothermic peaks in 53°C and 500°C, attributable to the elimination of water molecules and dehydroxylation, respectively. The last peak corresponds to the endothermic reaction in which occurs the transformation of kaolinite to metakaolinite. Adsorption studies were realized in the samples to evaluate the adsorptive capability of them, using the batch method. The models used for this study were the Langmuir, Freundlich and Sips. The adsorption of the dye was favorable in pH 9.0 for natural sample, and pH 7.0 for the intercalated sample. The model that best fitted the experimental data was the Sips for both samples. For kinetic studies were tested three models, Pseudo-first order, Pseudo-second order, and Avrami. For both clays, the model of Avrami was that best fit to the experimental data. The contact time required for the system to reach equilibrium was 90 and 120 minutes for the sample natural and intercalated, respectively. The maximum adsorption capacity reached by the intercalated clay was 79.34 mg g-1 , while by the natural sample was 72.14 mg g-1 . These values show that both samples of kaolinite are considered to be good adsorbents in the removal of methylene blue dye in aqueous solutions.
Palavra-chave: Caulinita
Intercalação
Acetato de potássio
Azul de metileno
Adsorção
Bom Jardim de Goiás
Palavra-chave em lingua estrangeira: Kaolinite
Intercalation
Potassium acetate
Methylene blue
Adsorption
Bom Jardim de Goiás
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Mato Grosso
Sigla da instituição: UFMT CUC - Cuiabá
Departamento: Instituto de Ciências Exatas e da Terra (ICET)
Programa: Programa de Pós-Graduação em Geociências
Referência: OLIVEIRA, Silze Pires de. Adsorção do corante azul de metileno em caulinita natural e intercalada com acetato de potássio provenientes da região de Bom Jardim de Goiás – GO. 2012. 62 f. Dissertação (Mestrado em Geociências) - Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Ciências Exatas e da Terra, Cuiabá, 2012.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://ri.ufmt.br/handle/1/1826
Data defesa documento: 27-Apr-2012
Aparece na(s) coleção(ções):CUC - ICET - PPGEC - Dissertações de mestrado

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