Argilas pilarizadas - uma introdução

The synthesis, characterization and some applications in catalysis of pillared clays are described at an introductory level. The use of x-ray diffraction, surface area measurements, thermal analysis, IR spectrophotometry and solid-state NMR in the characterization of pillared clays is briefly discussed. Pillarization followed by doping or introduction of metal clusters into clays could lead to the development of selective heterogeneous catalysts.

Oxidação de ciclohexano em fase gasosa catalisada por argilas pilarizadas com ferro e cromo

Argilas pilarizadas formadas pela intercalação de óxidos de metais de transição, capazes de prevenir o colapso da estrutura, constituem materiais micro- e mesoporosos com diferentes atividades catalíticas e estabilidades. Argilas pilarizadas com cromo e com ferro foram utilizadas como catalisadores em reações de oxidação do cicloexano em fase gasosa. Os resultados indicam que os catalisadores são ativos e seletivos na produção de cicloexanona e cicloexanol. Entretanto, especial atenção deve ser dada à acidez superficial dos sólidos, responsável pela formação de cicloexeno no meio reacional, com conseqüente redução dos produtos de interesse.

Influência de argilas pilarizadas na decomposição catalítica do óleo de andiroba

Amostras de esmectitas oriundas do estado do Pará, região amazônica, Brasil, foram usadas em processo de pilarização no presente estudo. As matrizes pilarizadas e natural foram caracterizadas usando DRX e analise textural usando isotermas de adsorção-desorção de nitrogênio. Os íons de intercalação (Al13, Ti, Zr) foram obtidos através de reações químicas com soluções de AlCl(3)6H2O/ NaOH, etoxido de titânio/HCl, acetato de zircônio / HCl. Os resultados obtidos com o processo de pilarização apresentaram aumento do espaçamento basal de 15,6 para 20, 64 Å e área superficial de 44 para 358 m²/g (Zr-PILC). A estabilidade térmica da argila natural foi melhorada com o processo de pilarização. O material resultante foi submetido a um processo catalítico de decomposição do óleo de andiroba em um reator de leito fixo a 673 ± 1 K. A atividade catalítica foi determinada pelo produto de decomposição resultante da reação química. Os parâmetros físico-químicos foram obtidos usando DRX, FTIR e análise textural. As argilas pilarizadas apresentaram alta acidez de Brønsted, com alta concentração de hidrocarbonetos aromáticos e baixa concentração de hidrocarbonetos alifáticos.

Influência da temperatura de formação do íon de Keggin no processo de pilarização de esmectitas

As amostras de esmectita do estado do Pará, Amazônia, Brasil foram caracterizados utilizando XRD, FTIR e análise textural por curvas isotérmicas adsorpition-desorption nitrogênio. Na produção das argilas pilarizadas foi usado o íon Al13 (o íon de keggin), este íon foi obtido pela reação das soluções AlC(l3)6H2O / NaOH, com razão molar OH/Al=2, com intercalação em temperatura ambiente, durante as 3 horas e calcinada em 450ºC (temperatura adequada da calcinação). O material foi preparado utilizando soluções produzidas na faixa de temperatura de 25, 45, 65, 85, 105ºC, o Resultado mostrou que o processo de pilarização aumenta o espaçamento basal da argila natural de 14,02 para 19,74 Å e a área superficial de 44,30 para 198,03m²/g. a estabilidade térmica da argila natural foi melhorada pelo procedimento de pilarização.

A determinação da capacidade de troca de cátions do solo e de argilas por meio da troca isotópica com cálcio radioativo

O presente trabalho descreve a determinação da capacidade de troca de cátions (CTC) do solo e de argilas, através da troca isotópica com cálcio radioativo, 20Ca45. Foi determinada a CTC de oito amostras de solo e de quatro de argilas, tendo sido feitas 5 pesagens de cada amostra de cada um dos materiais, a fim de se avaliar a precisão do método. O cálculo da CTC foi feito mediante a expressão: X = a1/a2 c - c a1 = atividade específica do cálcio da solução de equilíbrio antes de entrar em contato com o solo. a2 = atividade específica do cálcio da solução de equilíbrio após o contato com o solo. c = número de e.mg de cálcio da solução de equilíbrio e calculado para 100g de solo. X = capacidade de troca de cations em e.mg por 100g de solo.

Fixação de fósforo em solos que receberam quantidades variáveis das argilas vermiculita e caulinita: I - efeitos da argila vermiculítica

Utilizando-se um minério vermiculítico, determinou-se a influência da argila vermiculita na capacidade de fixação de fósforo de um solo Podzólico e de um Latossol, ambos de textura arenosa, proveniente do Município de Piracicaba, S.P. E experimento foi conduzido em laboratório, amostras de terra coletadas no horizonte Ap dos solos misturadas com quantidades crescentes da argila, que variaram entre 1,25 e 25,0 por cento em peso, e incubadas durante períodos de 10 e 20 dias com doses de 50 e 100 ppm de P no solo. Foi feita preliminarmente, a análise mineralógica do minério e dos solos, e das características químicas e granulométricas de todas as amostras. Os resultados da porcentagem de fósforo fixado pelos tratamentos analisaram-se estatisticamente e fizeram-se correlações lineares simples com algumas das características edáficas das amostras. As seguintes conclusões foram obtidas: a) o minério vermiculítico e o solo Podzólico apresentaram as maiores capacidades de fixação do fósforo; b) a porcentagem de fósforo fixada pelos solos aumentou com o acréscimo do porcentual do minério ver miculítico, até adquirir valores próximos a porcentagem fixadas pelo minério puro. Atribui-se este aumento da fixação de fósforo à natureza da argila adicionada (vermiculita) e à alta concentração de magnésio numa faixa de pH favorável à precipitação de compostos fosfatados magnesianos; c) em todos os tratamentos, a quantidade e a porcentagem de fósforo fixada aumentou com o tempo de contato amostra-fósforo. Cerca de 90% ou mais da fixação ocorreu em 10 dias da incubação, sendo que dentro de um mesmo tempo de incubação, a quantidade, em ppm, de fósforo, aumentou com a dose de fósforo aplicado, mas o porcentual fixado diminuiu, indicando a saturação das amostras com o íon fosfato.

Interações entre corantes e argilas em suspensão aquosa

Adsorption of cationic dyes on clays can be used as a model for the interactions between organic compounds and these minerals. Cationic dyes like methylene blue are used to study these interactions because of the spectroscopic changes observed when their molecules are adsorbed on clay surfaces. Depending on the structure and layer charge of the clay particles several processes may occur, like adsorption of dye monomers and aggregates on the external and internal surfaces of the clay tactoids, migration towards internal surfaces, protonation, etc. Under certain conditions the deaggregation-aggregation of the clay particles are accelerated trapping dye species during these processes. A general scheme is proposed for the processes occurring between clays and dyes in aqueous suspensions, which can be used to explain the behaviour of specific systems.

Análise de suspensões de argilas por espectrometria de emissão óptica com plasma induzido com configuração axial

The goal of this study was to evaluate the feasibility of direct introduction of clay slurries in an inductively coupled plasma optical emission spectrometer with axial view configuration. Calibration was performed using a certified reference material with a mean particle size of 13 µm (IPT-42) and the analytical curve was applied for quantification of two others reference materials (IPT-28 and IPT-32) and four samples. It was demonstrated that the analytical curve thus obtained was not completely suitable for IPT-28 and samples due to different mineralogical phases determined by X-ray diffraction. After considering this effect, it was possible for most elements to obtain results in agreement with certified values or with values obtained by a conventional technique at a 95% confidence level. It was demonstrated that the ICP-OES with axial view configuration did not present any incompatibility with the direct introduction of a complex inorganic suspension.

Decomposição de argilas em forno de microondas e determinação simultânea dos seus constituintes principais por espectrometria de emissão óptica em plasma indutivamente acoplado

In this work a closed-vessel microwave-assisted acid decomposition procedure for clays was developed. Aluminum, Ca, Fe, K, Mg, Na, Si, and Ti were determined in clay digestates by inductively coupled plasma optical emission spectrometry. The most critical parameter for total decomposition of clays was the composition of the reagent mixture. The applied power and the heating time exerted a less critical influence. Best decomposition conditions were attained using a reagent mixture containing 4 mL aqua regia plus 3 mL HF and the heating program was implemented in 12 min. The accuracy of the results was demonstrated using two standard reference materials and a paired t-test showed a good agreement between determined and certified values at a 95% confidence level.

Adaptação de forno de microondas doméstico para realização de reações de transesterificação sob refluxo e catálise por argilas

The microwave oven became an important source of heating for many laboratory procedures including accelerating organic reactions. Reactions that require long reflux times can sometimes be carried out in a few hours or minutes in a conventional microwave oven. However, longer reflux times can be troublesome since domestic microwave ovens are not prepared for these harsh conditions. This technical note presents our finding on heterogeneous catalysis transesterification reactions between b-keto-esters and carbohydrate derivatives under heating or microwave irradiation using an adapted domestic microwave oven.

Estudo da síntese da zeólita ZSM-5 a partir de argilas naturais

The synthesis of ZSM-5 zeolite was studied by three synthesis methods: standard synthesis, three day synthesis and synthesis employing clays (kaolin and montmorillonite). The raw materials and prepared materials were characterized by Chemical Analysis by X-Ray Fluorescence (XRF) and X-Ray Diffraction (XRD). The results show that it is possible to synthesized ZSM-5 zeolite using clays as raw materials. Kaolin gives phases of higher crystalinity than montmorillonite.

Argilas especiais: o que são, caracterização e propriedades

Special clays are a group of clays different from the large volume of clay mineral products named "Industrial Clays": kaolins, ball clays, refractory clays, bentonites, fuller's earths, common clays. Two groups of special clays exist: rare, as in the case of hectorite and sepiolite and restricted areas, as in the case of white bentonite, halloysite and palygorskite (attapulgite). A review is given of the most important producers of the special clays and their properties in the Western World, as well as a discussion of the occurrence of these types of clays in Brazil.

Argilas especiais: argilas quimicamente modificadas - uma revisão

The simultaneous use of the specific values of some structural and chemical properties of clay minerals, such as kaolinite, montmorillonite and talc, allows the development of new properties for these materials, especially in relation to the external and internal microcrystal surfaces. These developments are very diversified for montmorillonite, due to the high specific surface area, expansible basal spacings, easy intercalation inside the 2:1 structural layers and a reversible and high cation exchance capacity. The review presents examples of chemical modifications on kaolins, montmorillonites (bentonites) and talcs.

Efeito de microondas na estrutura cristalina e na atividade catalítica de argilas

The effect of microwave (MW) irradiation on the crystalline structure of two natural clays and one commercial clay, Montmorillonite K10, was analyzed comparing the X-ray diffraction, N2 isotherms, NMR-MAS of 27Al and 29Si spectra of the clays before and after MW irradiation. The preparation of dioxolane ketals of isatin was used to analyze the MW effect on the catalyst activation. The yields achieved using catalysts activated by MW irradiation were lower (2 to 5%) than the yields achieved using catalysts activated by heat in a conventional oven.

Um novo procedimento de síntese da zeólita A empregando argilas naturais

This work proposes the synthesis of zeolite A by IZA standard proceedures starting from a natural clay. The clay was used in its natural form and after calcination at 900ºC. The resulting materials were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and porosity analysis by nitrogen adsorption. Results showed low surface area for Na-A zeolite in sodium form, but a higher one in CaA based on the nitrogen accessibility. The presence of cubic crystals for the A phase was observed in the SEM micrographies. The new procedure starting from natural clay favors the formation of sodalite while that using the calcinated clay gives A.