Síntese, caracterização e aplicação de hidróxidos duplos lamelares.

Abstract

Os Hidróxidos Duplos Lamelares (HDLs) são materiais formados pelo empilhamento de camadas de hidróxidos mistos de cátions divalentes e trivalente contendo ânions hidratados entre as camadas. De acordo com suas propriedades, os HDLs possuem uma variedade de aplicações como trocadores aniônicos e adsorventes. O objetivo desse trabalho foi a síntese, caracterização e aplicação dos HDLs com diferentes combinações de cátions M+2 e M+3 contendo cloreto como ânion interlamelar, investigando a influência da temperatura e pH. Além da aplicação desses materiais na remoção de íons presentes em soluções resultantes de processos industriais. HDLs substituídos quimicamente foram produzidos em diferentes condições experimentais, cristalinos e monofásicos, sendo analisados por diferentes técnicas. A descrição da estrutura de todos os compostos produzidos foi realizada através da correlação de todas as técnicas utilizadas. Os resultados de DRX e análise térmica mostraram que os compostos produzidos são diferentes no que diz respeito à cristalinidade, ordenação estrutural e quantidade de moléculas de água dentro da estrutura dos compostos. A temperatura e o pH foram considerados fatores importantes na determinação dos defeitos de empilhamento dos compostos, sendo que o aumento da temperatura pode favorecer a produção de amostras mais cristalinas e ordenadas. Os resultados obtidos por microscopia eletrônica de varredura e de transmissão mostraram que os compostos apresentaram forte tendência a aglomeração, além de grande homogeneidade química. Observou-se uma forte influência das substituições químicas dos HDLs nos modos de vibração das medidas de espectroscopia infravermelho e Raman. Os melhores resultados para as medidas de infravermelho foram obtidas sob vácuo por exibirem medidas sem a influência da adsorção de carbonatos e moléculas de água, considerando somente os ânions presentes nas camadas interlamelares dos compostos produzidos. O conjunto de bandas produzidas evidenciou uma estrutura fortemente correlacionada com o raio iônico dos cátions divalentes presentes nas camadas lamelares. Os ensaios de remoção de íons de efluentes industriais por síntese direta apresentaram bons níveis de remoção (80%) para os efluentes ricos em cloreto. Os testes indicaram a necessidade do controle rigoroso do pH ao longo de todo o processo de precipitação a fim de otimizar a reação e assim, obter maiores níveis de remoção de íons. Do ponto de vista processual, tanto a precipitação direta quanto a indireta podem levar a bons resultados com vantagens e desvantagens em ambos os casos.