Estudo da absorção do ácido tânico sobre argila modificada com polietilenimina - Henriques, Ruan Roberto (UFRJ, 2019)
[PT]A produção de materiais alternativos para o processo de adsorção é de grande interesse tecnológico, pois podem ser empregados nos processos de tratamento de efluentes industriais. Dentre as possibilidades de adsorventes têm-se os argilominerais, entretanto, estes adsorventes apresentam limitações para adsorção de espécies neutras ou carregadas negativamente. Portanto, o objetivo desse trabalho foi modificar a argila montmorilonita (MMT) com diferentes quantidades de polietilenoimina (PEI), 0,1 e 0,4% (m/m), e estudar o processo de adsorção do ácido tânico (AT) sobre estes novos materiais. A argila MMT e a argila modificada com o PEI foram caracterizadas por espectroscopia no infravermelho (FTIR), difratometria de raios X, análise termogravimétrica (TGA), potencial zeta e espalhamento de luz dinâmico. O processo de adsorção do ácido tânico foi investigado através da avaliação do efeito do pH, e determinação dos parâmetros cinéticos e de equilíbrio. A formação do material híbrido foi indicada pela espectroscopia FTIR, pois as argilas preparadas com 0,1 e 0,4% (m/m), nomeadas como MMTPEI1 e MMTPEI4, apresentaram bandas em 2931, 2839 e 1312 cm-1 que são atribuídas aos grupos CH3, CH2 e CN do PEI incorporadas na MMT. Além disso, os difratogramas de MMTPEI1 e MMTPEI4 mostraram que o PEI está revestindo a MMT. As curvas TGA mostraram que houve uma maior incorporação de PEI na argila MMTPEI4, e por fim os materiais obtidos apresentaram valores de carga superficial e tamanho de partículas alterados após a modificação com o polímero. As argilas modificadas foram capazes de adsorver o ácido tânico e a maior quantidade de AT adsorvido ocorreu para a argila MMTPEI4, alcançando um patamar máximo de adsorção em 562 mg.g-1 a 25°C. O processo de adsorção utilizando ambas argilas se adequou ao modelo de pseudo segunda ordem no estudo cinético, e ao modelo de Sips no estudo de equilíbrio.Além disso, foi proposto através da análise dos fenômenos de transporte envolvidos, que esse sistema é controlado pela difusão da partícula. Os resultados experimentais mostram que a MMT modificada com o PEI tem um grande potencial na adsorção de ácido tânico.[EN]The production of alternative substrates for the adsorption process is of great technological interest, since they can be used in the processes of treatment of industrial effluents. Among the possibilities of adsorbents are the clay minerals, however, these adsorbents have limitations for adsorption of neutral or negatively charged species. Therefore, the aim of this work was to modify a montmorillonite clay (MMT) with different amounts of polyethyleneimine (PEI), 0.1 and 0.4% (w / w), and study the tannic acid (TA) adsorption process onto these new materials. MMT clay and PEI-modified clay were characterized by infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffractometry, thermogravimetric analysis (TGA), zeta potential and dynamic light scattering. The adsorption study of tanic acid was carried out through the evaluation of the pH effect, and definition of kinects and equilibrium parameters. The formation of the hybrid material was performed by FTIR spectroscopy, since the preparations in mixture with 0.1 and 0.4% (m / m), named as MMTPEI1 and MMTPEI4, showed bands in 2931, 2839 and 1312 cm -1 which are assigned to the CH3, CH2 and CN groups of the PEI incorporated into the MMT. In addition, the DRX of MMTPEI1 and MMTPEI4 indicated that PEI is coating MMT. The TGA curves showed a greater incorporation of PEI in the clay MMTPEI4, and finally their surface charge and size was modified with the polymer inserption. The modified clays were able to adsorb the tannic acid and the highest amount of AT was adsorbed by the MMTPEI4, reaching a maximum adsorption level of 562 mg.g-1 at 25 ° C. The adsorption process using the both particles can be described for the pseudo second order model for kinetic study, and the Sips model in the equilibrium study. In addition, it was proposed through the analysis of the transport phenomena involved, that this system is controlled by the diffusion of the particle.The experimental results show that a modified MMT with the PEI has a great potential in the adsorption of tannic acid.