Estudos de adsorção sobre materiais porosos e preparação de carvões mesoporosos usando como matriz argilas porosas heteroestruturadas

Este trabalho foi desenvolvido, tendo como base dois objectivos principais; a montagem e calibração de uma instalação volumétrica para estudos de adsorção e a preparação de carvões mesoporosos com base em matrizes constituídas por materiais inorgânicos mesoestruturados. Foi estudada a utilização de uma argila porosa heteroestruturada (PCH) como matriz, recorrendo ao álcool furfurílico como precursor de carvão. Alguns carvões foram preparados usando SBA-15 como matriz com o mesmo precursor de carvão ou com a sacarose. A preparação destes carvões envolveu a infiltração de um precursor de carvão nos poros da matriz, polimerização do precursor, carbonização do compósito formado, remoção da matriz com ácido fluorídrico e lavagem dos carvões obtidos. Este trabalho incidiu ainda no estudo da utilização do ácido p-toluenosulfónico como catalisador da polimerização do precursor de carvão e estudar o modo como o tipo de matriz e o número de ciclos de infiltração-polimerização afectam as características dos carvões obtidos. Os métodos de preparação dos carvões CMK-3 e CMK-5, foram seguidos conforme descritos na literatura, com o objectivo de reproduzir estas estruturas. As matrizes e os carvões foram caracterizados recorrendo à realização de isotérmicas de adsorção de azoto. Técnicas de difracção de raios X e microscopia electrónica de varrimento. A eficiência da remoção da matriz foi avaliada através da determinação do teor de cinza e a eficiência da lavagem dos carvões foi verificada através da determinação do ponto de carga zero e do teor em fluoreto. Foi verificada a eficiência dos métodos de remoção e lavagem dos carvões, bem como a reprodutibilidade do seu processo de preparação. Foi possível a preparação de carvões mesoporosos sem ser necessário o uso do catalisador, independentemente do tipo de matriz. O catalisador apenas teve impacto nos carvões preparados com dois ciclos de impregnação-polimerização, ocorrendo um aumento da mesoporosidade da amostra. Variando a amina usada na preparação da PCH (octilamina, decilamina, dodecilamina), foi possível obter carvões com propriedades textuais distintas, demonstrando a versatilidade das argilas porosas heteroestruturais como matrizes inorgânicas. Não foi possível reproduzir todas as características das amostras apresentadas na literatura, tendo-se contudo verificado a influência do método de carbonização.

Despolimerização do polimetacrilato de metilo utilizando como catalisadores argilas pilarizadas

O crescente consumo de materiais plásticos, a maioria produzidos a partir de matérias-primas derivadas do petróleo, um recurso não renovável, e a deposição dos seus resíduos não biodegradáveis na natureza, colocam problemas ambientais de solução premente. Este trabalho teve como objectivo o estudo de um processo de reciclagem química de resíduos plásticos, a despolimerização catalítica de polimetacrilato de metilo (PMMA), vulgarmente designado por vidro acrílico, com vista à obtenção do seu monómero puro, metacrilato de metilo (MMA), para posterior produção de PMMA. A utilização de catalisadores permite diminuir a temperatura do processo de despolimerização térmica, pirólise, e modificar a selectividade relativamente aos produtos desejados. A pirólise de PMMA tem sido estudada a temperaturas de 450-590 ºC. Neste caso foi realizado, a 320 ºC, num reactor de leito fluidizado, um estudo prévio do efeito de diversos metais, cobre, níquel, cério, césio e lantânio suportados numa argila pilarizada calcinada a três temperaturas diferentes, 300 ºC, 500 ºC e 700 ºC. Foram testados polímero puro e resíduo de polímero, proveniente da reciclagem automóvel (vidros e partes ópticas). Em todas as reacções realizadas, que atingiram conversões elevadas, foi obtido maioritariamente MMA, com selectividades que variaram entre 97% e 99%, sendo formadas quantidades vestigiárias de ácido acrílico e ácido metacrílico. Foi verificado que quase todos os materiais testados promovem um efeito catalítico considerável à temperatura de 320 ºC. As argilas pilarizadas não impregnadas, que serviram como suporte, apresentaram uma actividade catalítica muito significativa. Relativamente às temperaturas de calcinação observou-se que a argila calcinada a 300 ºC é a que apresenta melhores resultados, quer em termos de conversão final, como de velocidade inicial e selectividade para o monómero. Os aditivos contidos no resíduo de PMMA não apresentaram um efeito de inibição significativo na actividade dos catalisadores testados. Em consequência, conclui-se que a utilização de argilas pilarizadas à temperatura de 320 ºC(mais baixa que as aplicadas na pirólise térmica de PMMA, iguais ou superiores a 450 ºC) constitui um processo, que associado a uma considerável poupança de energia, se torna uma alternativa bastante viável à despolimerização térmica de resíduos de polimetacrilato de metilo.

Análise polínica de argilas de Lagoa Negra

Palynological analysis of black shales from Lagoa Negra (Cantanhede) shows the presence of Cathaya and Keteleeria. Myrica and Engelhardtia being scarce. Comparison with other localities suggest an Upper Pliocene or Lower Pleistocene age for this association.

Análise polinica de argilas de Lagoa Negra

Palynological analysis of black shales from Lagoa Negra (Cantanhede) shows the presence of Cathaya and Keteleeria, Myrica and Engelhardtia being scarce. Comparison with other localities suggest an Upper Pliocene or Lower Pleistocene age for this association.

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.

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.

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.