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Título: Diagênese acelerada de caulim à zeólita NaA para uso no abrandamento de Águas
Título em inglês: Diagênese sped up of kaolinm to the zeolite NaA (LTA)for use in the water softener.
Autor(es): Loiola, Adonay
Orientador(es): Silva, Lindomar
Palavras-chave: Zeólita A
Caulim
metacaulim
abrandamento de água
Data do documento: 31-Mar-2006
Citação: LOIOLA, A.R.
Resumo: A zeólita NaA (LTA) foi eficientemente obtida através de síntese hidrotérmica, onde o caulim foi usado como fonte de silício e alumínio. A zeólita obtida foi caracterizada pelas técnicas de difração de raios-X, absorção de raios-X, termogravimetria (TG), calorimetria diferencial exploratória (DSC), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de absorção na região do infravermelho (IV), luminescência e granulometria. O refinamento dos dados obtidos nas análises de difração de raios-X, através do método de Rietveld e do uso do software DBWS9807, possibilitou a confirmação de uma única fase cristalográfica obtida no processo de síntese, e o cálculo do tamanho das partículas, as quais variam de 48 nm a 74 nm. As características morfológicas desta zeólita foram evidenciadas através da microscopia eletrônica de varredura, onde cristais de diferentes tamanhos apresentaram forma cúbica. Os íons Na+ foram substituídos por íons NH4 +, em processo de troca iônica simples, fazendo com que a zeólita adquirisse assim a forma amoniacal. A eficiência deste processo foi confirmada pelas análises de infravermelho, com o aparecimento de bandas em 1402 cm-1 e 1450 cm-1 após a troca iônica, e por titulação de neutralização. A estabilidade térmica da zeólita nas duas formas iônicas foi analisada através de termogravimetria. As energias de ativação para os processos termodegradativos relacionados ás perdas de massa por volatilização, as quais se referem basicamente à eliminação de água e amônia presentes na estrutura zeolítica, variaram de 71,7 kJ.mol-1 a 205,7 kJ.mol-1. As análises de luminescência mostraram que o íon Eu3+, usado como sonda, não está localizado em um centro simétrico e que os sítios onde o referido íon se encontra não são homogêneos. O tamanho de partícula obtido através da granulometria foi em torno de 10 m , mostrando que os cristais da zeólita formam aglomerados. A zeólita NaA mostrou-se extremamente eficiente no abrandamento de águas duras e, desta forma, apresentase como um substituinte em potencial dos polifosfatos, comumente usados em detergentes.
Abstract: Zeolite NaA (LTA) has been successfully synthesized by hydrothermal route, in which kaolim was used as silicon and aluminum source. The obtained zeolite was characterized by X-ray diffraction, X-ray absorption, thermogravimetry (TG), differential scanning calorimetry (DSC), scanning electron microscopy (SEM), infrared absorption spectroscopy (IR), luminescence and granulometry. The X-ray diffraction data refinement by Rietveld method and software DBWS9807 has made possible the confirmation of only one crystallographic phase on the synthesis process and the particle size measurements. Particle sizes vary from 48 nm to 74 nm. Zeolite A morphologic properties were observed by scanning electron microscopy analysis, in which one could observe crystals with different sizes but with the same cubic shape. Na+ ions have been replaced for NH4 +, in a simple ion exchange process. This way, zeolite A has acquired its ammoniac state. The efficiency of this process has been confirmed by infrared analysis, with the appearance of bands in 1402 cm-1 and 1450 cm-1 after ion exchange, and by acid titillation. Zeolite thermal stability, either on Na+ or NH4 + states, has been determined by thermogravimetry. Activation energies for the thermogravimetric process related to weigh loss through volatilization caused basically by water and ammonia liberation from zeolite surface, were from 71,7 kJ.mol-1 to 205,7 kJ.mol-1. Luminescence analysis has indicated that Eu3+, used as probe, is not located in a symmetric center and the sites in which the abovementioned ion is located is not homogeneous. The particle size obtained from granulometric analysis was around 10 m, what indicates agglomerations formed by zeolite crystals. According to calcium removal analyses by zeolite A, it appears as na excellent water softener and as a potential substitute for polyphosphates, frequently used in detergents
Descrição: LOIOLA,A.R.Diagênese acelerada de caulim à zeólita NaA para uso no abrandamento de Águas. 2006, 95 f. Dissertação (Mestrado em Química)- Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2006.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/943
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