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Title: Magnetic amphiphilic composites based on carbon nanotubes and nanofibers grown on an inorganic matrix : effect on water-oil interfaces.
Authors: Oliveira, Aline A. S.
Teixeira, Ivo Freitas
Ribeiro, Leandro Passos
Tristão, Juliana Cristina
Dias, Anderson
Lago, Rochel Montero
Keywords: Red mud
Demulsification
Amphiphilic composites
Emulsification
Lama vermelha
Issue Date: 2010
Citation: OLIVEIRA, A. A. S. et al. Magnetic amphiphilic composites based on carbon nanotubes and nanofibers grown on an inorganic matrix : effect on water-oil interfaces. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 21, n.12, p.2184-2188, 2010. Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/jbchs/v21n12/a04v2112.pdf>. Acesso em: 21 jun. 2012.
Abstract: Novos compósitos magnéticos anfifílicos foram preparados pelo crescimento de nanotubos e nanofibras de carbono contendo partículas magnéticas através de deposição química de vapor (CVD), utilizando etanol como fonte de carbono e lama vermelha (RM, subproduto do processo Bayer de produção de alumina) como suporte e catalisador. Monitoramento da reação CVD à temperatura programada (TPCVD), difração de raios X (XRD), espectroscopia Mössbauer, espectroscopia de energia dispersiva (EDS), espectroscopia Raman, termogravimetria (TG/DTA), análise elementar (CHN), determinação de área superficial (BET), microscopia eletrônica de varredura (SEM) e de transmissão (TEM) e medidas magnéticas mostraram que etanol reduz íons de ferro na RM para formar fases magnéticas, por exemplo Fe3O4 e Fe0, e depósitos de carbono (5-42 wt.%) na forma de nanotubos e nanofibras. A combinação de nanoestruturas hidrofóbicas de carbono com óxidos hidrofílicos de Al, Si e Ti presentes na lama vermelha produziu materiais anfifílicos com excelente interação com a interface água-óleo. Misturas de óleo de soja ou de decalina com água (completamente imiscíveis) foram emulsificadas facilmente na presença dos compósitos anfifílicos. Quando os compósitos foram adicionados a uma emulsão água-biodiesel estável, as partículas anfifílicas difundiram-se para a interface água- óleo. As partículas do compósito foram atraídas por ímãs e carregaram com elas as gotas de óleo, levando à completa desemulsificação e separação entre biodiesel e água.
metadata.dc.description.abstracten: New magnetic amphiphilic composites were prepared by the catalytic carbon vapor deposition (CVD) growth of carbon nanotubes and nanofibers using ethanol as carbon source and red mud waste (RM, a by-product of the Bayer process of alumina production) as catalyst and support. Temperature-programmed CVD (TPCVD), analyses by X-ray diffractometry (XRD), Mössbauer spectroscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), Raman spectroscopy, thermogravimetry (TG/DTA), elemental analysis (CHN), superficial area determination (BET), scanning (SEM) and transmission (TEM) electron microscopies and magnetic measurements showed that ethanol reduces the iron ions in the red mud to form magnetic phases, e.g., Fe3O4 and Fe0, and carbon deposits (5-42 wt.%), particularly nanotubes and nanofibers. The combination of the hydrophobic carbon nanostructures with the hydrophilic Al, Si and Ti oxides present in the RM produced amphiphilic materials with excellent interaction with the water-oil interface. Soybean oil or decalin mixtures with water (completely immiscible) were easily emulsified in the presence of the amphiphilic composites. When the composites were added to stable biodiesel-water emulsions, the amphiphilic particles diffused to the interface oil-water. These composite particles were attracted by a magnet, carrying the oil droplets with them and leading to the complete demulsification and separation of the biodiesel from the water.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/922
ISSN: 01035053
metadata.dc.rights.license: Journal of the Brazilian Chemical Society permite que a UFOP deposite uma cópia em formato eletrônico dos artigos de seus alunos e professores publicados neste periódico no Repositório Institucional. Contato via email em 13 set. 2013.
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