Avaliação das propriedades de argilas montmorillonitas natural e sintética pilarizadas com polihidroxicátions de alumínio

Argilas são matérias naturais, terrosos e amplamente disponíveis na natureza. Têm em sua composição os argilominerais e diversas impurezas. Essas impurezas podem interferir em suas aplicações e o uso de argilomineral sintético surge como uma solução. A fim de estudar as diferenças entre os materiais...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2018
Main Author: Nascimento, Joe Vítor Alves do
Orientador/a: Pergher, Sibele Berenice Castella
Format: Dissertação
Language:por
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA
Assuntos em Portugês:
Áreas de Conhecimento:
Online Access:https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/24825
Citação:NASCIMENTO, Joe Vítor Alves do. Avaliação das propriedades de argilas montmorillonitas natural e sintética pilarizadas com polihidroxicátions de alumínio. 2018. 71f. Dissertação (Mestrado em Química) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2018.
Resumo Português:Argilas são matérias naturais, terrosos e amplamente disponíveis na natureza. Têm em sua composição os argilominerais e diversas impurezas. Essas impurezas podem interferir em suas aplicações e o uso de argilomineral sintético surge como uma solução. A fim de estudar as diferenças entre os materiais sintéticos e naturais, o argilomineral montmorillonita foi sintetizado em condições hidrotérmicas, pressão autogênica, meio ácido e fluorídrico. Tanto a argila sintética quanto argila natural foram caracterizados por meio de difração de raios X (DRX), análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), ressonância magnética nuclear de 27Al (27Al RMN), adsorção e dessorção de N2, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e energia dispersiva de raios X (EDS). A argila sintética apresentou um difratograma de raios X com reflexões características da montmorillonita, tal como a argila natural, com exceção da presença de quartzo na composição mineralógica desta última. Por meio das análises realizadas, uma maior quantidade de alumínio foi identificada para a argila sintética, assim como um caráter mais meso-macroporoso e pureza composicional, ao comparar com a argila natural. A pilarização das argilas foi realizada partindo de duas fontes distintas de íons de Keggin (preparada em laboratório e solução de clorohidróxido de alumínio), uma comercial e outra produzida em laboratório. Os materiais resultantes foram caracterizados por DRX, TGA, FTIR, 27Al RMN e adsorção e dessorção de N2. Os materiais pilarizados sintéticos apresentaram uma estrutura desorganizada, porém pilarizada, tal como constatado por meio dos difratogramas de raios e análise textural. A argila natural pilarizou, também, com ambas as fontes, e apresentou características típicas dos materiais pilarizados. O uso de clorohidróxido de alumínio (ACH) como fonte de íons de Keggin gerou materiais com maior quantidade de espécies de alumínio no espaço interlamelar, resultando em materiais com menor volume de microporos. As áreas específicas dos materiais naturais pilarizados foram superiores as calculadas para os análogos oriundos da argila sintética, devido a uma maior contribuição da microporosidade criada com o processo de pilarização.
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.