Resumo: O presente trabalho trata da síntese e caracterização de zeólitas magnéticas obtidas por impregnação de nanopartículas de magnetita a zeólitas A e P, sintetizadas por método hidrotérmico utilizando caulim branco do Nordeste brasileiro como fonte de silício e alumínio. Por meio da técnica de difração de raios-X foi possível identificar como fases cristalinas majoritárias a zeólita LTA e P1 para cada síntese, com picos de baixa intensidade referentes a quartzo, resistente ao processo térmico de tratamento prévio do caulim, bem como nos espectros de infravermelho; as nanopartículas foram identificadas como magnetita, havendo ainda indícios da presença de goethita em pequena quantidade. Nas análises de microscopia eletrônica de varredura, entretanto, não foi possível identificar esses componentes minoritários morfologicamente; enquanto que a morfologia das zeólitas mostrou-se bem definida, sem alterações após a formação dos compósitos, apenas com nanopartículas espalhadas em sua superfície, como desejado. A partir da microscopia eletrônica de transmissão, pôde-se observar melhor a variação de tamanho das nanopartículas, em média de 50 nm. Medidas magnéticas das amostras com essa propriedade indicaram a presença de magnetita com diâmetro superior ao diâmetro crítico para partículas super paramagnéticas e magnetização remanente. As análises termo gravimétricas mostraram que a adição das nanopartículas às zeólitas diminuiu sua perda de massa diante do aumento de temperatura e as análises de distribuição granulométrica indicaram a aglomeração das nanopartículas em tamanhos variáveis, enquanto que as zeólitas formaram aglomerados de aproximadamente 10 µm. Os ensaios de abrandamento de águas mostraram alta eficiência das zeólitas em remover Ca2+, com comportamento similar entre a zeólita e o seu respectivo compósito, encontrando para a zeólita A o maior percentual de remoção, de 97,95 %, atingindo equilíbrio nos primeiros minutos de aplicação. Os estudos de massa também mostraram a eficiência da zeólita A e de seu compósito, tendo a zeólita P se aproximado dos mesmos níveis de remoção em massas referentes a 45 mg de zeólita. Assim, o método proposto para síntese das zeólitas magnéticas mostrou-se eficiente, de modo que a utilização de um ímã é capaz de atraí-las facilitando a separação do meio após a aplicação em meio aquoso e sua capacidade de troca iônica não foi afetada.
Introdução: As transformações tecnológicas experimentadas ao longo das últimas décadas demonstram o quanto a vida contemporânea tem se tornado cada vez mais dependente de materiais avançados. Por material entende-se algo, no estado sólido, que apresente composição definida e possa ser utilizado, quer como componente ou como o todo, a fim de desempenhar uma função que atenda a determinadas demandas da sociedade. Dentre os materiais, os sólidos inorgânicos desempenham um papel de destaque em diferentes áreas da ciência; em química, dadas as infinitas possibilidades de síntese, modificação e usos, são objetos de importantes estudos. Neste contexto, tem-se ainda os sólidos inorgânicos porosos, os quais apresentam interesse científico e tecnológico devido as aplicações tais como adsorção, processos de separação e catálise decorrentes de suas capacidades de interagir com átomos, moléculas e íons não somente junto à superfície, mas ao longo de toda a estrutura do material. É esperado que todo material sólido apresente porosidade, em algum nível, como resultado da presença de cavidades, canais ou interstícios. Esses podem ser detectáveis ou não. As propriedades de um material são fortemente influenciadas pela porosidade que o mesmo apresenta. Qualquer material é constituído de átomos unidos por ligações químicas e espaços entre esses átomos. Os materiais porosos são classificados em três grandes classes de acordo com o diâmetro de abertura dos poros. Sólidos que apresentam poros com o diâmetro livre de até 2 nm são classificados como materiais microporosos; mesoporosos se o diâmetro for entre 2 e 50 nm. Poros com aberturas maiores que 50 nm são classificados como macroporosos. Alguns desses materiais porosos podem ser aplicados eficientemente como adsorventes, incluindo carvão e argilas ativadas, géis inorgânicos e as zeólitas.
Autora: Raquel de Andrade Bessa.
Leia o estudo completo: Síntese e caracterização de compósitos de zeólitas magnéticas utilizando caulim para abrandamento de águas
