HÍBRIDOS PROTONADOS DA ARGILA MONTMORILLONITA

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RESUMO EXPANDIDO
HÍBRIDOS PROTONADOS DA ARGILA MONTMORILLONITA APLICADOS
NA REMOÇÃO DE CORANTES TÊXTIL.
Alan Ícaro Sousa Morais (bolsista do PIBIC/UFPI), Prof. Dr. Luiz de Sousa Santos Júnior
(Orientador, Depto Ciência dos Materiais – UFPI)
Introdução
Os argilominerais são silicatos que, devido às suas propriedades únicas, como estrutura
lamelar ou fibrosa, capacidade de troca iônica, variabilidade na composição química e na carga
elétrica das partículas, entre outras, apresentam comportamentos físico-químicos especiais que
determinam suas propriedades superficiais e, portanto, suas interações com substâncias orgânicas e
inorgânicas.1 O desenvolvimento dos materiais híbridos é um campo da pesquisa que vem
apresentando um aumento considerável nos últimos anos, devido principalmente ao fato de combinar
o conhecimento tradicional com as novas abordagens e as modernas tecnologias. O progresso dos
materiais híbridos tem como objetivo atender à crescente demanda por novos sólidos multifuncionais
com variadas aplicações, tais como adsorção2,3, catálise4,5, entre outras. O presente trabalho tem
como objetivo à obtenção do material resultante da interação do composto orgânico dodecilamina
protonada com a montmorillonita-KSF sódica, visando aplicações adsortivas na remoção dos
corantes têxtis vermelho de remazol e amarelo de remazol em solução aquosa.
Parte Experimental
Reação da montmorillonita-KSF sódica com dodecilamina protonada, para imobilização
pesou-se 10,0 g de montmorillonita-KSF sódica (KSF-Na+) e em seguida adicionou-se 50 mL de água
deionizada, ficando em contato por 24 h. Após o tempo determinado, acrescentou-se 100,0 mL da
solução de dodecilamina protonada com ácido clorídrico a 0,2 mol dm -3. A mistura foi colocada em
uma mesa agitadora (TE-420) por 48 h a temperatura de 298 K. Em seguida o sólido foi filtrado e
lavado com álcool e água deionizada para retirar o excesso do reagente e seco sob vácuo por 48 h a
333 K. O material foi denominado de KSF-C12N+.
No estudo de adsorção dos corantes têxtis vermelho de remazol (VR) e amarelo de remazol
(AR), variou-se os pHs utilizando as soluções de HCl e NaOH a 0,1 mol L -1 para ajustar a solução a
1000 mg L-1, nas quais foram colocadas 20,0 mg do adsorvente em 20 mL das soluções aquosas do
corante e mantidas sob agitação a 303 K no tempo de 3 h. No ensaio do tempo, 12 soluções do
corante a 1000 mg L-1 no tempo de 10 a 140 min foram adicionadas a 20,0 mg da KSF-C12N+ e
mantida sob agitação. Para as isotermas de adsorção, utilizou-se 20,0 mL das soluções dos corantes
VR e AR com concentrações que variam de 100 a 1000 mg L-1, onde as mesmas foram ajustadas ao
melhor pH, encontrado no estudo de influência do pH, e melhor tempo, encontrado no estudo
cinético. As amostras foram colocadas em erlenmeyers contendo aproximadamente 20 mg da KSFC12N+, e logo após, os mesmos foram colocados em banho termostatizado com agitação de 130 rpm
a temperaturas de 303, 313 e 323 K. As amostras foram centrifugadas por 10 min a 3500 rpm e
retirado o sobrenadante para análise da concentração final em Espectrofotômetro de UV/Visível no
comprimento de onda respectivos aos corantes. As quantidades adsorvidas q (mg g-1) foram
calculadas aplicando a equação: q=(Ci-Ce)*V/m onde Ci e Ce (mg L-1) são as concentrações do
corante no início e no equilíbrio em solução, V (L) o volume utilizado e m é a massa do adsorvente
em (mg).6
Resultados e Discussão
Os resultados de análise CHN foram 15,5 % de C; 3,09 % de H e 1,44 % de N. Partindo
destes percentuais foi possível determinar o teor de grupos orgânicos ancorados na KSF-Na+. Nos
difratogramas da KSF-Na+ e da KSF-C12N+ foram observadas mudanças na intensidade dos picos
sugerindo que houve um aumento na cristalinidade do sólido após a reação de incorporação. Os
difratogramas mostraram a distância do primeiro pico passando para os valores de 2θ para 6,05° e
4,65° indicando espaçamentos basais de 1450 e 1890 pm para os sólidos KSF-Na+ e KSF-C12N+,
respectivamente. Sugerindo a entrada dos grupos orgânicos na distância interlamelar da matriz
precursora.
No estudo de pH para os dois corantes, o pH ótimo foi de 1, devido a superfície da KSFC12N+
está protonada confirmando que a interação eletrostática. O efeito do tempo na temperatura
de 303 K para a adsorção, a saturação foi alcançada em 60 min para o VR e 80 min para o AR, na
concentração do corante de 1000 mg L-1. Portanto, o tempo de 60 min foi adotado para o experimento
VR e 80 min para AR, com valor máximo de retenção de 268,00 e 296,00 mg g-1, respectivamente.
Na isoterma de adsorção, quantidade de corantes VR e AR adsorvidos na KSF-C12N+, aumentaram
com a temperatura, mostrando os valores de 229, 244 e 243 mg g-1 para o corante VR, enquanto para
o corante AR foram de 295, 296 e 303 mg g-1 nas temperaturas de 303, 313 e 323 K,
respectivamente.
Conclusões
O resultado apresentado pela análise elementar confirmou a incoporação do grupo orgânico
na KSF-Na+. Pelo difratograma da KSF-C12N+ mostrou um aumento na organização estrutural e um
aumento na distância interlamelar comparado a KSF-Na+ sugerindo a efetividade da reação. A KSFC12N+ foi aplicada na adsorção do corante aniônico VR e AR em que analisou-se o pH ótimo, melhor
tempo de retenção e variação de temperatura. O estudo do pH foi um fator determinante na remoção
do corante, o pH em meio ácido foi quem mais adsorveu os corantes VR e AR. O equilíbrio dos
corantes aniônicos foram alcançados em 60 min e 80 min na concentração de 1000 mg L-1, na qual
produziu excelente resultado de remoção de 268,00 e 296,00 mg g-1 para o VR e AR,
respectivamente. A interação dos corantes com KSF-C12N+ seguiu o processo do modelo de pseudo
segunda ordem. As capacidades máximas de retenção obtidas (q) foram 229, 244 e 243 mg g -1 e 295,
296 e 303 mg g-1 nas temperaturas de 303, 313 e 323 K para os corantes VR e AR respectivamente.
Portando, afirma-se que é viável a utilização da argila KSF-C12N+ para remoção dos corantes
Vermelho Remazol e Amarelo Remazol, sendo a mesma uma ferramenta viável para a diminuição da
poluição aquática.
Referências
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Apoio: PIBIC – UFPI
Palavras-chave: Montmorillonita-KSF. vermelho de remazol. amarelo de remazol.