Gomes, Jaine Fernandes

Schwanke, Anderson Joel

Lume 5.8

Evento Salão UFRGS 2018: FEIRA DE INOVAÇÃO TECNOLÓGICA DAUFRGS - FINOVAAno 2018Local Campus do Vale - UFRGSTítulo Obtenção da zeólita MCM-22 empregando fontes alternativasde sílica e sua aplicaçãoAutores JAINE FERNANDES GOMESANDERSON JOEL SCHWANKEOrientador KATIA BERNARDO GUSMAO  TÍTULO DO PROJETO:  Obtenção da zeólita MCM-22 empregando fontes alternativas de sílica e sua aplicação. Aluno: Jaíne Fernandes Gomes  Orientador: Katia Bernardo Gusmão  RESUMO DAS ATIVIDADES 1. Introdução: As zeólitas são materiais cristalinos microporosos amplamente utilizados como adsorventes, catalisadores, trocadores iônicos e peneiras moleculares. Para sua síntese, fontes comerciais de sílica são utilizadas, as quais são caras, necessitam de vários tratamentos de purificação e geram muitos resíduos. Assim, diversos esforços vêm sendo realizados para obter zeólitas empregando fontes baratas e consideradas resíduos de outros processos. A casca de arroz é um resíduo agrícola abundante que pode ser utilizado como combustível em usinas termoelétricas, o qual gera um outro resíduo: a cinza da casca de arroz. Sabe-se que a produção mundial de arroz correspondeu a 759.9 milhões de toneladas em 2017. O Brasil é um grande produtor de arroz, com uma produção de quase 12 mil toneladas, e o Rio Grande do Sul corresponde a 71,1% dessa produção. Sabe-se que 20% da massa da casca de arroz corresponde a cinza gerada nas usinas termoelétricas, e esta cinza possui cerca de 65 a 97% de sílica. Esta sílica possui elevado potencial de uso para a síntese de zeólitas. Este trabalho teve como o objetivo a síntese da zeólita MCM-22 empregando a sílica da casca de arroz e a aplicação como adsorvente de contaminantes, neste caso, o corante têxtil azul de metileno.  2. Atividades realizadas: - Obtenção da sílica da cinza da casca de arroz: A cinza da casca de arroz foi calcinada a 600 °C em mufla, de modo a retirar todos os seus componentes orgânicos.  - Síntese da zeólita MCM-22 utilizando a cinza da casca de arroz como fonte de silício: A síntese foi realizada com uma composição molar de 1 SiO2: 0,024 NaAlO2: 0,521 HMI: 0,097 NaOH: 46,707 H2O. Primeiramente, o hidróxido de sódio é adicionado em água em agitação mecânica. Posteriormente, o aluminato de sódio é adicionado até a dissolução completa. Após a dissolução, a hexametilenoimina é adicionada, permanecendo em agitação por 30 minutos. Posteriormente, a sílica é adicionada e o gel permanece em agitação por 2 horas. O gel formado é dividido em autoclaves de aço com revestimento interno de Teflon e mantido a 135ºC em uma estufa com sistema de agitação durante 7 dias.  Passados os 7 dias, a zeólita é retirada da estufa e filtrada com água até pH neutro. Em seguida, é feita a secagem a 80°C.  - Adsorção do azul de metileno pela MCM-22: A adsorção do corante foi realizada adicionando 0,02 g de zeólita MCM-22 em 200 mL de uma solução 4 ppm de azul de metileno, sob agitação magnética. Alíquotas da solução foram retiradas após 1, 3 e 5 minutos e centrifugadas a fim de separar a zeólita do restante da solução. A adsorção do azul de metileno foi monitorada por espectroscopia de UV visível em 665 nm. A eficiência de remoção foi calculada utilizando a equação abaixo na qual, C0 corresponde a concentração inicial da solução e Ct a concentração após o tempo, A absorção Ao corresponde a absorbância inicial e At a absorbância medida após o tempo: Eficiência de remoção do azul de metileno (%) : 𝐶0−𝐶𝑡𝐶0𝑥100 =  𝐴0−𝐴𝑡𝐴0𝑥100    3. Objetivos atingidos: Utilizar um resíduo abundante e de baixo custo da agroindústria a nível mundial, nacional e regional como fonte de silício na zeólita MCM-22, sendo essa uma síntese inédita, e aplicando essa zeólita na adsorção de contaminantes têxteis, como o azul de metileno.   4. Resultados obtidos: A síntese da zeólita MCM-22 utilizando a cinza da casca de arroz calcinada como fonte de sílica apresentou uma cristalinidade característica de zeólitas do tipo MWW, do mesmo modo que a MCM-22 proveniente da sílica comercial. Ambas zeólitas (da sílica da casca de arroz e comercial) possuem propriedades adsortivas para a remoção de azul de metileno. No entanto, a zeólita sintetizada com a cinza da casca de arroz obteve melhor eficiência (40,9%) nos menores tempos analisados (1 minuto) quando comparada com a zeólita sintetizada com a sílica comercial (30,4%).  5. Conclusão:  É possível obter sílica amorfa da cinza da casca de arroz com um tratamento térmico simples. A síntese da zeólita MCM-22 empregando essa sílica é bem sucedida, apresentando uma cristalinidade tão característica quanto a zeólita proveniente da sílica comercial. Esse tipo de zeólita pode servir para adsorção do azul de metileno em águas contaminadas, obtendo uma eficiência em torno de 40%.     

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Obtenção da zeólita MCM-22 empregando fontes alternativas de sílica e sua aplicação

Universidade Federal do Rio Grande do Sul

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