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Title: Síntese de zeólitas a partir de perlita e diatomita como fonte alternativa de silício e alumínio
Authors: Silva Filho, Severino Higino da
Keywords: Perlita;Diatomita;Zeólitas;Rodamina B
Issue Date: 21-Dec-2018
Citation: SILVA FILHO, Severino Higino da. Síntese de zeólitas a partir de perlita e diatomita como fonte alternativa de silício e alumínio. 2018. 90f. Tese (Doutorado em Química) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2018.
Portuguese Abstract: A síntese de zeólitas a partir de materiais naturais, como perlita e diatomitas, foi estudada. Os materiais obtidos e os de partidas foram caracterizados por diversas técnicas complementares, tais como difração de raios X, fluorescência de raios X, análises textural por adsorção de N2, análises térmicas, ressonância magnética nuclear de 27Al e 29Si, espectroscopia na região do infravermelho, microscopia eletrônica de varredura e porosimetria de mercúrio. Primeiramente foram estudadas as propriedades dos materiais naturais: perlita expandida e três diatomitas de diferentes origens. Os materiais possuem uma quantidade significativa de SiO2 (73 a 94%) e quantidades consideráveis de Al2O3 (3,4 a 15%), sendo adequados para serem empregados como fontes alternativas desses elementos. São materiais amorfos e possuem o Si e o Al na forma tetraédrica que são as adequadas para a síntese de zeólitas. Ambos materiais possuem propriedades adsortivas, comprovadas pela adsorção de corantes Azul de metileno (max de 96%) e Rodamina B (max 66% para diatomitas). Com o emprego da perlita, foram obtidas as fases zeolíticas de topologia OFF, GIS e ERI como mistura de fases e a zeólita LTA como fase pura. As misturas de fase foram utilizadas em processos adsortivos utilizando o corante Rodamina B, resultando melhores adsorbentes que a perlita expandida (93% contra 80%). Com a perlita e as três diatomitas de diferentes procedências, foi estudada a síntese da zeólita LTA, e a mesma foi obtida em fase pura. Diferenças de cristalinidade são observadas ao empregar os diversos materiais (12% a 52% comparados com uma LTA tradicional). Acredita-se que maior tempo de síntese levará a fases mais cristalinas com uma conversão maior dos materiais naturais em zeólitas. E finalmente, a zeólita lamelar Fu-1 foi obtida pela primeira vez empregando duas diatomitas do RN. Este material parece ser muito promissor para novas aplicações. Conclui-se que é possível empregar diferentes fontes alternativas de Si e Al, tais como perlita e diatomitas na obtenção de diferentes estruturas zeolíticas. Os materiais obtidos podem ser aplicados em diversos processos, neste trabalho foi comprovado a capacidade adsortiva. Uma boa caracterização dos materiais de partida é importante para direcionar a uma determinada estrutura zeolítica.
Abstract: The synthesis of zeolites from natural materials such as perlite and diatomite was studied. The obtained and starting materials were characterized by several complementary techniques, such as X-ray diffraction, X-ray fluorescence, textural analysis by N2 adsorption, thermal analysis, nuclear magnetic resonance of 27Al and 29Si, infrared spectroscopy, scanning electron microscopy and mercury porosimetry. Firstly the properties of natural materials were studied: expanded perlite and three diatomites from different origins. The materials have a significant amount of SiO2 (73 to 94%) and considerable amounts of Al2O3 (3.4 to 15%), and are suitable for use as alternative sources of these elements. They are amorphous materials and have Si and Al in the tetrahedral form that are suitable for the synthesis of zeolites. Both materials possess adsorptive properties, proven by the adsorption of dyes Methylene blue (max of 96%) and Rhodamine B (max 66% for diatomites). With the use of perlite, the topology zeolites OFF, GIS and ERI were obtained as phase mix and the LTA zeolite as pure phase. The phase mixtures were used in adsorptive processes using the Rhodamine B dye, resulting in better adsorbents than the expanded perlite (93% vs 80%). With the perlite and the three diatomites from different sources, the synthesis of the LTA zeolite was studied, and it was obtained in pure phase. Crystallinity differences are observed when using different materials (12% to 52% compared to traditional LTA). It is believed that longer synthesis time will lead to more crystalline phases with a greater conversion of the natural materials into zeolites. Finally, the lamellar zeolite Fu-1 was obtained for the first time using two diatomites of the RN. This material seems to be very promising for new applications. It is concluded that it is possible to employ different alternative sources of Si and Al, such as perlite and diatomite in obtaining different zeolitic structures. The obtained materials can be applied in several processes, in this work the adsorptive capacity was proved. A good characterization of starting materials is important to target a given zeolitic structure.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/26935
Appears in Collections:PPGQ - Doutorado em Química

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