|
||
| A. Ciências Exatas e da Terra - 4. Química - 6. Química Inorgânica | ||
| SÍNTESE DE ZEÓLITA 4A A PARTIR DE UM CAULIM NATURAL | ||
| Francisca Evilene de Freitas 1, Paulo Marcos de Sousa Pinheiro 1, José Hélio Saraiva Girão 1, Lindomar Roberto Damasceno da Silva 2 e José Marcos Sasaki 3 | ||
| (1. Faculdade de Filosofia Dom Aureliano Matos/UECE; 2. Departamento de Química Orgânica e Inorgânica/UFC; 3. Departamento de Física/UFC) | ||
| INTRODUÇÃO:
As zeólitas são aluminosilicatos cristalinos constituídos por uma rede tridimensional de tetraedros TO4 em que T representa Si e Al ligados entre si por átomos de oxigênios comuns a dois tetraedros vizinhos. Como o Al é trivalente a carga residual negativa é equilibrada por cátions de compensação como os dos metais alcalinos. A estrutura da zeólita A é descrita como sistemas de canais tridimensionais, um formada pelas cavidades α que se ligam por aberturas circulares de 4,1Å(anéis de oito membros) e outro de cavidade α e β alternadas separadas por aberturas de 2,2Å( anéis de seis membros). Estes materiais podem ser sintetizados a partir de argilas do tipo caulim que são aluminossilicatos de composição similar a de algumas zeólitas. Em termos de estrutura cristalina, os caulins são constituídos por folhas tetraédricas de silício SiO4, e folhas octaédricas de alumínio Al(OH) 6 organizadas de forma hexagonal. Para que a síntese de zeólitas partindo de caulins seja eficaz, é necessário modificar a estrutura do caulim antes da preparação do gel, o que é feito por meio um tratamento térmico até 925oC, obtendo-se por uma reação de desidroxilação, a metacaulinita. Quando esta é submetida a um tratamento hidrotérmico em solução aquosa de hidróxido de sódio, o produto obtido é uma zeólita A. Este trabalho tem como objetivo apresentar os resultados da obtenção da zeólita 4A a partir de um caulim branco beneficiado sob condições hidrotérmicas em solução alcalina. |
||
| METODOLOGIA:
Foi utilizado um caulim branco gentilmente cedido pela Caulisa Comércio e Beneficiamento de Minérios LTDA em Campina Grande – PB. Uma amostra deste mineral foi inicialmente submetida a um tratamento térmico a 900oC por duas horas a partir do qual foi obtida a metacaulinita tendo sido colocada em reator juntamente com solução aquosa fortemente alcalina de hidróxido de sódio. O gel assim formado, foi inicialmente submetido a agitação por duas horas e deixado para envelhecer seguido da cristalização em forno a 80oC. O material assim obtido foi submetido a sucessivas lavagens e seco em estufa. O pó branco obtido foi submetido à caracterização por difração de raios-X(DRX), análise termogravimétrica(TG) e espectroscopia na região do infravermelho(FTIR). Os difratogramas foram obtidos em um difratômetro de raios-X RIGAKU DMAXB com radiação de Cu(Kµ);40KV e 25mA, velocidade de varredura de 1o/minuto, e passo de 0,01o. As análises térmicas foram obtidas em um aparelho TG/DTA 50 Shimadzu em fluxo de ar numa razão de aquecimento de 10o/minuto na faixa de temperatura de 25 a 1000oC, e as análises espectroscópicas foram obtidas em pastilhas de KBr em um espectrofotômetro Perkin Elmer, modelo Espectrum 1000 numa faixa de número de onda de 400 a 4000cm-1. |
||
| RESULTADOS:
A literatura tem citado que caulins submetidos a condições hidrotérmicas podem vir a sofrer transformações que resultam na obtenção de zeólitas. Tem sido observado também, que tais transformações dependem do pH bem como das concentrações das espécies químicas presentes no caulim. O difratograma obtido da reação do caulim com hidróxido de sódio em condições hidrotérmicas, indicou se tratar da Zeólita 4A (Power Diffraction Files). A partir das curvas termogravimétricas foram identificadas as águas intrazeolíticas que correspondem a cerca de 4,44 mmol H2O/g zeólita, e que são eliminadas a uma temperatura acima de 215oC, num único evento. Trata-se presumivelmente de águas em cavidades b. A análise espectroscópica na região do infravermelho apresentou uma banda larga e de grande intensidade em 985cm-1, típica de estiramento assimétrico de vibrações internas de SiO4 de unidades primárias da zeólita 4A. Outras importantes bandas que ocorrem em 720, 625 e 460cm-1 correspondem, respectivamente, a estiramento simétrico de vibrações tetraédricas internas de unidades primárias, vibrações entre tetraedros das unidades secundárias e deformação angular O-T-O típicas de vibrações tetraédricas internas de unidades primárias da respectiva zeólita. |
||
| CONCLUSÕES:
A síntese hidrotérmica do caulim branco em solução fortemente alcalina de hidróxido de sódio produziu a zeólita 4A como demonstrado pelas análises por difração de raios-X. Outras análises, como a espectroscopia no infravermelho, indicaram a existência de estruturas simétricas compatíveis com as de zeólitas do grupo LTA. Além destas, foram obtidos dados termogravimétricos relativos às águas intrazeolíticas em cavidades específicas confirmadas pelo aparecimento de um único evento térmico. A metodologia utilizada foi eficaz para a obtenção da respectiva zeólita, o que é indicativo de que se mudanças metodológicas forem realizadas outros produtos zeolíticos poderão ser obtidos. |
||
| Instituição de fomento: FUNCAP | ||
| Trabalho de Iniciação Científica | ||
| Palavras-chave: Caulim; Zeólita 4A; Método hidrotérmico. | ||
| Anais da 57ª Reunião Anual da SBPC - Fortaleza, CE - Julho/2005 |