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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.3.2012.tde-14062013-145252
Document
Author
Full name
Edemarino Araujo Hildebrando
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2012
Supervisor
Committee
Valenzuela Díaz, Francisco Rolando (President)
Martín Cortés, Guillermo Ruperto
Munhoz Júnior, Antônio Hortêncio
Neves, Roberto de Freitas
Toffoli, Samuel Márcio
Title in Portuguese
Síntese de zeólita do tipo faujasita utilizando rejeito de caulim da Amazônia como fonte de silício e alumínio: aplicação como adsorvente.
Keywords in Portuguese
Adsorção
Caulim
Faujasita
Síntese hidrotérmica
Zeólita
Abstract in Portuguese
Os depósitos de caulim apresentam-se amplamente distribuídos no planeta, e das reservas brasileiras classificadas como medidas e indicadas, 97% encontram-se na região norte do país onde estão localizadas as principais empresas produtoras de caulim destinado à indústria de papéis. Ocorre que durante as etapas de processamento do minério são gerados grandes volumes de rejeito constituído predominantemente por caulinita, um dos argilominerais mais utilizados como matéria-prima em síntese de zeólitas. Neste trabalho, materiais zeolíticos foram sintetizados utilizando como fonte principal de silício e alumínio um rejeito industrial gerado durante o beneficiamento do caulim para cobertura de papel; o material de partida e as fases formadas como produtos de reação foram caracterizados por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de refletância difusa no infravermelho com transformada de Fourier, análise térmica e área superficial específica pelo método BET; sendo posteriormente avaliados quanto à capacidade de adsorção por azul de metileno em sistema descontínuo. O processo de síntese ocorreu em condições hidrotermais através de autoclavagem estática e os efeitos tempo-temperatura, assim como também as relações Si/Al e Na/Al foram considerados. Os resultados mostram que na metodologia desenvolvida com o rejeito de caulim, inicialmente calcinado a 700°C por 2 horas, submetido em seguida à reação em meio alcalino a 90ºC por 48 horas na presença de uma fonte adicional de sílica foi obtida zeólita do tipo faujasita com boa cristalinidade como fase predominante no produto de síntese. Os dados dos ensaios de adsorção determinados por espectrofotometria UV-visível e ajustados pelos modelos de Langmuir e Freundlich sugerem que o material faujasítico apresenta boa capacidade adsortiva atingindo eficiências entre 85 e 92% para concentrações na faixa de 10 a 30 mg/L, demonstrando assim, ser o referido material uma alternativa eficiente e de baixo custo quando utilizado para a remoção de corantes de solução aquosa no tratamento de efluentes industriais.
Title in English
Synthesis of faujasite-type zeolite using kaolin waste from Amazon as source of silicon and aluminum: application as adsorbent.
Keywords in English
Adsorption
Faujasite
Hydrothermal synthesis
Kaolin
Zeolite
Abstract in English
Kaolin deposits have become widely distributed on the planet, Brazilian's reserves classified as measured and indicated, 97% are in the northern region where are located the main producers of kaolin for the paper industry. During the processing steps of the ore are generated large amount of waste constituted predominantly by kaolinite, one of the most widely used clayminerals as a raw material in synthesis of zeolites. In the present work, zeolitic materials were synthesized using as main source of silicon and aluminum an industrial waste generated during the processing of kaolin for paper coating, the starting material and formed phases as reaction products were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, diffuse reflectance spectroscopy in the infrared Fourier transform, thermal analysis and specific surface area by BET method; and subsequently evaluated for adsorption capacity for methylene blue in a batch system. The synthesis process occurred in hydrothermal conditions and the effects, time-temperature, as well as the relations Si/Al and Na/Al were considered. The results show that in the methodology developed from kaolin waste, initially calcined at 700°C for 2 h, subjected then reaction in alkaline medium at 90°C for 48 h in presence of additional silica was obtained faujasite-type zeolite with good crystallinity as phase predominant in the synthesis product. Adsorption data determined by UV-visible spectrophotometry were fitted using Langmuir and Freundlich isotherms models and suggest that the zeolitic material has good adsorptive capacity, achieving efficiencies between 85 and 92% at concentrations in the range 10 30 mg/L, thus becoming, this material, an effective and low-cost alternative when used for the removal of dyes from aqueous solution in the treatment of industrial effluents.
 
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Publishing Date
2013-06-20
 
WARNING: The material described below relates to works resulting from this thesis or dissertation. The contents of these works are the author's responsibility.
  • HILDEBRANDO, E. A., et al. Síntese de zeólita do tipo Faujasita a partir de um rejeito de caulim. Cerâmica (São Paulo. Impresso), 2012, vol. 58, p. 453-458.
  • HILDEBRANDO, EDEMARINO A., et al. Synthesis of Zeolitic Materials Using as a Source of SiO2 and Al2O3 Calcined Kaolin Waste [doi:10.4028/www.scientific.net/msf.727-728.1349]. Materials Science Forum [online], 2012, vol. 727-728, p. 1349-1354.
  • Anadão, Priscila, et al. Montmorillonite/carbon nanocomposites prepared from sucrose for catalytic applications [doi:10.1016/j.clay.2011.04.022]. Applied Clay Science [online], 2011, vol. 53, p. 288-296.
  • HILDEBRANDO, E. A., et al. Obtenção e caracterização de argila sintética do tipo esmectita. In 57 Congresso Brasileiro de Cerâmica & 5 Congresso Iberoamericano de Cerâmica, Natal, 2013. CD 57 Congresso Brasileiro de Cerâmica e 5 Congresso Iberoamericano de Cerâmica.São Paulo : Associação Brasileira de Cerâmica, 2013. Resumo.
  • MARTIN-CORTÉS, G. R., et al. Bentonitas brasileiras, caracterizações e aplicações. Alguns dos resultados obtidos na EPUSP. In Primeiro Encontro Luso Brasileiro de Engenharia de Compósitos, Porto, 2013. Primeiro Encontro Luso Brasileiro de Engenharia do Compósitos., 2013.
  • VALENZUELA-DIAZ, F. R., et al. Analysis of Brazilian clays as adsorbent for surfactants. In 102nd AOCS Annual Meeting and Expo, Cincinnati, OH, USA, 2011. 102nd AOCS Annual Meeting and Expo Abstracts., 2011. Abstract.
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