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Please use this identifier to cite or link to this item: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/1853

Title: Preparação de novos materiais a base de argila natural para aplicação como adsorventes na remediação ambiental
Other Titles: Preparation of new materials based on natural clay for application as adsorbents in environmental remediation
???metadata.dc.creator???: Tireli, Aline Auxiliadora
???metadata.dc.contributor.advisor1???: Guerreiro, Mário César
???metadata.dc.contributor.referee1???: Guimarães, Iara do Rosário
Magriotis, Zuy Maria
Anastácio, Alexandre dos Santos
???metadata.dc.description.concentration???: Agroquímica
Keywords: Descontaminação ambiental
Argila pilarizada
Metais pesados
Corantes orgânicos
Environmental decontamination
Pillared clay
Heavy metals
Organic dyes
???metadata.dc.date.submitted???: 21-Feb-2011
Issue Date: 30-Jul-2014
Citation: TIRELI, A. A. Preparação de novos materiais a base de argila natural para aplicação como adsorventes na remediação ambiental. 2011. 99 p. Dissertação (Mestrado em Agroquímica) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2011.
???metadata.dc.description.resumo???: O desenvolvimento de novos materiais baseados em argila naturais para aplicação como adsorventes tem aumentado significativamente nos últimos anos. Neste trabalho uma montimorilonita foi modificada por duas diferentes rotas: 1) método convencional de troca catiônica com oligômero de ferro seguida de calcinação com fluxo de ar sintético (FePILC), e 2) modificação no tratamento térmico após o processo de troca, sendo calcinada em forno aberto (FeMAG). Os materiais foram caracterizados por meio de: difratometria de raios-X (DRX), redução a temperatura programada (TPR), análise termogravimétrica (TG), área superficial BET, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia na região do infravermelho (IV) e para a argila natural a análise química e determinação da capacidade de troca catiônica (CTC) ainda para FeMAG a espectroscopia de absorção de raios-X (XANES). O potencial catalítico dos materiais foi avaliado por meio da decomposição de peróxido de hidrogênio em presença de água, e do corante azul de metileno, também foi realizado o teste de lixiviação. As argilas foram testadas quanto sua capacidade de remoção dos metais Cd2+, Zn2+, Pb2+ e Cr3+ e das moléculas modelo de corantes orgânicos, azul de metileno (AM) e vermelho reativo (VR). Um teste complementar de adsorção dos corantes foi realizado na presença de campo magnético, monitorado por UV-Vis e análise de carbono orgânico total (TOC). A argila FePILC apresentou espaçamento basal de 17,86 Å, um aumento em relação a argila natural, já FeMAG teve sua estrutura colapsada, e apresentou propriedades magnéticas comprovadas por atração com magneto permanente. O resultado do teste de decomposição de H2O2 mostrou que FeMAG e FePILC têm capacidade de decomposição maior que a argila natural. O teste de lixiviação confirma que não há saída da fase ativa e que a decomposição se processa em fase heterogênea. Na adsorção dos metais a argila natural e pilarizada apresentaram bons resultados de remoção destes contaminantes. A argila natural apresentou melhores resultados de adsorção para o cátion Pb2+, e FePILC para Cr3+, sendo que os valores de qmax para estes foram de 44,91 e 50,56 mgg-1, respectivamente. Os resultados de adsorção dos corantes tiveram aumento significativo na presença de campo magnético para FeMAG, sendo que seu qmax aumentou de 258,42 mgde corante/gde argila para o AM e 14,99 para o VR para 834,65 e 236,57 mgg-1, respectivamente. Os resultados de TOC mostraram que o processo de adsorção removeu quase todo corante AM do meio aquoso para as três primeiras concentrações. Os testes de adsorção conduzidos sem a presença do campo resultaram em maiores capacidades de adsorção de AM para a argila natural e FeMAG. Para o VR o melhor resultado foi para FePILC atingindo valores de qmax de 151,31 mgg-1. FePILC se mostrou como um promissor adsorvente de contaminantes metálicos, e FeMAG apresentou propriedade magnética e se sobressaiu nos testes de adsorção na presença de campo atingindo os maiores valores de remoção do corante AM em meio aquoso. Os materiais se mostraram como potenciais fontes de remoção, tanto de metais pesados quanto de corantes orgânicos.
The development of new materials based on natural clay for application as adsorbents has increased significantly in recent years. This work a montmorillonite was modified by two different routes: 1) conventional method with oligomer cation exchange followed by calcination of iron with a synthetic air flow (FePILC), and 2) modification in the heat treatment after the exchange process, being calcinated an open hearth furnace (FeMAG). The materials were characterized by: X-ray diffraction (XRD), temperature programmed reduction (TPR), thermogravimetric (TG), BET surface area, scanning electron microscopy (SEM) and infrared spectroscopy (IR) and for the natural clay the chemical analysis and determination of cation exchange capacity (CEC) also for FeMAG, X-ray absorption spectroscopy (XAS) was used. The catalytic potential of the materials was evaluated by the decomposition of hydrogen peroxide in the presence of water, and methylene blue dye. A leaching test was also performed. . The clays were tested for their ability to remove metals Cd2+, Zn2+, Pb2+ and Cr3+ and the model molecules of the organic dyes, methylene blue (MB) and reactive red (RV). A complementary test for dye adsorption was performed in the presence of a magnetic field, monitored by UV-Vis and analysis of total organic carbon (TOC). Clay FePILC showed basal spacing of 17.86 Å, an increase over the natural clay. The FeMAG presented a collapsed structure and presented magnetic properties proven by attraction with a permanent magnet. The H2O2 decomposition test result showed that FeMAG and FePILC are capable of greater decomposition than the natural clay. The leaching test confirms that there is no exit from the active phase and that the decomposition proceeds in heterogeneous phase. In the adsorption of metals, the natural and pillared clay showed successful removal of these contaminants. The natural clay showed a better adsorption for the cation Pb2 +, and FePILC for Cr3 +, and the qmax values for these were 44.91 and 50.56 mgg-1, respectively. The dye adsorption results shoewd a significant increase in the presence of magnetic field for FeMAG, and its qmax increased from 258.42 mg dye / gclay for MB and 14.99 for RV mgg -1 to 834.65 and 236.57, respectively. The results showed that the TOC adsorption process removed nearly all MB dye from the aqueous medium for the first three concentrations. The adsorption tests conducted without the presence of the field resulted in higher adsorption capacities of natural clay for MB and FeMAG. For the VR the best result was for FePILC, reaching values qmax of 151.31 mgg-1. FePILC was shown as a promising adsorbent for metal contaminants, and FeMAG presented magnetic properties and has excelled in adsorption tests in the presence of the field reaching the highest values of the MB dye removal in aqueous medium. The materials were shown as potential removal sources for both heavy metals and organic dyes.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/1853
Publisher: UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
???metadata.dc.language???: pt_BR
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