Determinação da área superficial específica e da porosidade de duas amostras de argilas provenientes da bacia de Taubaté- São Paulo / Determination of specific surface area and porosity of two clays originated from Taubaté- Basin – São Paulo

Nancy Isabel Alvarez Acevedo, Marisa Cristina Guimarães Rocha, Luiz Carlos Bertolino

Resumo


A área superficial específica é uma das propriedades que exercem efeito significativo nas características adsortivas de argilas e consequentemente sobre seu potencial de aplicação industrial. Neste trabalho, a área superficial específica e a porosidade de duas amostras de argilas provenientes da Bacia de Taubaté, São Paulo, denominadas AA e SF, foram determinadas utilizando-se o equipamento Area Surface and Porosity Analyser (ASAP 2020) da Micromeritics, a partir das isotermas de adsorção e dessorção de N2 obtidas. A área superficial específica foi calculada através da aplicação da equação derivada por Brunauer, Emmett e Teller (BET). O diâmetro médio e o volume de poros nas etapas de adsorção e dessorção foram calculados com base no método de Barrett, Joyner e Halenda (BJH). A área e o volume de microporos foram calculados pelo método t-plot. Nenhuma diferença significativa entre as argilas foi observada a partir dos dados coletados. Ambas as amostras apresentaram isotermas do tipo IV(a) com laço de histerese tipo H3, características de  materiais mesoporosos  com poros tipo fenda de tamanho não uniforme. Os valores de área superficial obtidos para a amostra AA, 128,5 m2/g e para a amostra SF, 112,6 m2/g, são comparáveis com os valores observados em bentonitas adsorventes. A análise da distribuição de tamanho de poros revela uma amplia distribuição de tamanhos de poros com predominancia de mesoporos na faixa de 150-350 Å. Os resultados obtidos sugerem que as argilas estudadas podem ser uma alternativa de adsorvente de baixo custo.


Palavras-chave


argilas, equação de BET, porosidade.

Texto completo:

PDF

Referências


. Duarte-Neto, J.F.; Cartaxo, J.M.; Neves, G.A.; Menezes, R.R. Processos de adsorção de corantes em argilas esmectíticas: Uma revisão. REMAP, 9(1): 51–59, 2014. ISSN 1809-8797.

. Dos Reis, M.T.M.C.A. Argilas/lamas portuguesas utilizadas em peloterapia: Propriedades físicas e químicas relevantes. Dissertação (Mestrado em Minerais e Rochas Industriais), Universidade de Aveiro, Departamento de Geociências, Aveiro, Portugal, 2005.

. De Lima, A.E.A.; Sales, H.B.; De Lima, L.C.; Santos, J.C.O.; Dos Santos, I.M.G. De Souza, A.G.; Rosenhaim, R. Argila natural aplicada à clarificação de óleo lubrificante automotivo usado. Cerâmica, 63(368): 517-523, 2017. https://doi.org/10.1590/0366 -69132017633672126.

. Mangoni, A.P.; Dias, P.M.; Constantino, V.R.L. A versatilidade das argilas e as propriedades dos sítios superficiais de interação. Eclét. Quím. J. 40(1): 192-203, 2015. ISSN: 0100-4670. DOI: https://doi.org/10.26850/1678-4618eqj.v40.1.2015.p192-203.

. Patrício, J.S; Hotza, D.; De Noni Junior, A. Argilas adsorventes aplicadas à clarificação de óleos vegetais. Cerâmica, 60(354):171-178, 2014.

. Dos Santos, C.P.F.; Melo, D.M.A.; Melo, M.A.F.; Sobrinho, E.V. Caracterização e usos de argilas bentonitas e vermiculitas para adsorção de cobre (II) em solução. Cerâmica, 48(308): 178-182, 2002. ISSN 0366-6913. DOI: https://doi.org/10.1590/S0366-69132002000400002

. Ugochukwu, U.C. Measurement of surface area of modified clays by ethylene glycol monoethyl ether method. Chem. Asian J., 29(9):1891-1896, 2017. DOI: https://doi.org/10.14233/ajchem.2017.20538.

. Macht, F.; Eusterhues, K.; Pronk, G.J.; Totsche, K.U. Specific surface area of clay minerals: Comparison between atomic force microscopy measurements and bulk-gas (N2) and –liquid (EGME) adsorption methods. Appl. Clay Sci., 53(1): 20-26, 2011.

. Carter, D.L; Mortland, M.M; Kemper, W.D. Specific Surface. In: Kluthe A.(ed.), Methods of Soil Analysis. Part 1: Physical and mineralogical methods. 2ª ed. Madison, Wiconsin: American Society of Agronomy, Inc, - Soil Science Society of America, Inc. 1986. cap. 16, p. 413-423. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-06832009000500009.

. Thommes, M.; Kaneko, K; Neimark, A.V.; Olivier, J.P.; Rodriguez-Reinoso, F.; Rouquerol, J.; Sing, K.S.W. Physisorption of gases, with special reference to the evaluation of surface area and pore size distribution (IUPAC Technical report). Pure Appl. Chem. 87(9-10):1051-1069), 2015. https://doi.org/10.1515/pac-2014-1117.

. Cessa, R.M.A.; Celi, L.; Vitorino, A.C.T.; Novelino, J.O.; Barbeis, E. Área superficial específica, porosidade da fração argila e adsorção de fósforo em dois latossolos vermelhos. Rev. Bras. Ciênc. Solo, 33(5):1153-1162, 2009.

. Bergaya, F; Lagaly, G. Clays, clay minerals, and clay science. In: F. Bergaya, B.K.G. Theng and G. Lagaly (editores), Handbook of Clay Science, Developments in Clay Science, 1, Cap. 1, 1-18. Elsevier Ltd. 2006. DOI: 10.1016/S1572-4352(05)01001-9.

. Aylmore, L.A.G.; Sills, I.D.; Quirk, J.P. Surface area of homoionic illite and montmorillonite clay minerals as measured by the sorption of nitrogen and carbon dioxide. Clays and Clay Minerals, 18: 91-96, 1970.

. Kuila, U.; Prasad, M. Specific surface area and pore-size distribution in clays and shales. Geophysic. Prospec., 61, 341–362, 2013. DOI: 10.1111/1365-2478.12028

. Teixeira, V.G.; Coutinho, F.M.B.; Gomes, A.S. Principais métodos de caracterização da porosidade de resinas à base de divinilbenzeno. Quím. Nova, 24(6):808-818, 2001.

. Novikova, L.; Belchinskaya, L. Adsorption of industrial pollutants by natural and modified aluminosilicates. In: G.M. do Nascimento (editor), Clays, Clays Minerals and Ceramic Materials Based on Clay Minerals, Cap. 4. London: IntechOpen Ltda., 2016. DOI: 10.5772/61678.

. Ismadji, S.; Soetaredjo, F.E.; Ayucitra, A. Clay Materials for Environmental Remediation. 1ª ed., Cap 5. 93 - SpringerBriefs in Green Chemistry for Sustainability, 2015. DOI: 10.1007/978-3-319-16712-1

. Brunauer, S.; Emmett, P.H.; Teller, E. Adsorption of gases in multimolecular layers. J. Am. Chem. Soc., 60(2):309 – 319, 1938.

. Silva, I.A.; Costa, J.M.R.; Ferreira, H.S.; Menezes, R.R.; Neves, G.A.; Ferreira, H.C. Organofilização de argilas bentoníticas com tensoativos não iônicos visando seu uso em fluídos de perfuração de óleo. Cerâmica, 58(347): 317-327, 2012. http://dx.doi.org/10.1590/S0366-69132012000300007.

. Coelho, A.C.V.; Santos, P. de S.; Santos, H. de S. Argilas especiais: Argilas quimicamente modificadas – Uma revisão. Quim. Nova, 30(5): 1282-1294, 2007.

. De Oliveira, D.M. Aplicação da técnica de solidificação/estabilização

para resíduos oleosos da indústria petrolífera, utilizando solo argiloso e bentonita. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental), Universidade Federal de Santa Catarina, S.C, 2003.

. Barrett, E.P.; Joyner, L.G.; Halenda, P.P. The determination of pore volume and area distributions in porous substances. I. Computations from nitrogen isotherms. J. Am. Chem. Soc., 73(1):373 – 380, 1951. DOI: https://doi.org/10.1021/ja01145a126.

. De Boer, J.H.; Lippens, B.C.; Linsen, B.G., Broekhoff, J.C.P. The t-curve of multimolecular N2-adsorption. J. Colloid Interface Sci., 21(4):405-414, 1966. https://doi.org/10.1016/0095-8522(66)90006-7.

. Council of Europe - Method of analysis: Pharmaceutical technical procedures: Specific surface area by gas adsorption. In: European Pharmacopoeia, 7ª. ed., v.1, cap 2, Strasborg: European Directorate for the Quality of Medicines & Health Care (EDQM) -Council of Europe, Cap, 2, 291-293, 2010.

. Micromeritics, ASAP2020 Operator’s manual V4.01 (2011).

. Rehman, M.S.U.; Munir, M.; Ashfaq, M.; Rashid, N.; Nazar, M.F.; Danish, M.; Han, J-I. Adsorption of Brilliant Green dye from aqueous solution onto red clay. Chem. Eng. J. 228:54–62, 2013.

. Hajjaji, W.; Pullar, R.C.; Labrincha, J.A.; Rocha, F. Aqueous Acid Orange 7 dye removal by clay and red mud mixes. Appl. Clay Sci., 126:197-206, 2016.

. Torres, M.M.; Christofoletti, S.R.; Sardinha, D. de S.; Godoy, L.H. Análise geoquímica de rochas sedimentares argilosas a partir do conteúdo dos elementos maiores, perda ao fogo e difração de raios X. Geociências, 31(1): 39-53, 2018.

. Rouquerol, J.; Rouquerol, F.; Sing, K. S.W.; Llewellyn, P.; Maurin G. Adsorption by Powders and Porous Solids. Principles, Methodology and Applications. 2ª ed. London: Elsevier Ltda, 2012.

. Sotomayor, F. J.; Cychosz, K.A.; Thommes, M. Characterization of micro/mesoporous materials by physisorption: Concepts and case studies. Acc. Mater. Surf. Res. 3(2): 34-50, 2018.

. Proença, M.S.F. Preparação de carvões activados a partir de biomassa e de matrizes zeolíticas. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química e Bioquímica), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Nova de Lisboa, Portugal, 2011.

. Patrício, J.S. Caracterização de argilas naturais e ativadas aplicadas na clarificação do óleo de soja. Dissertação (Mestrado), Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. Santa Catarina, 2013.

. Abidi, N.; Errais, E.; Duplay, J.; Berez, A.; Jrad, A.; SchÄfer, G.; Ghazi, M.; Semhi, K.; Trabelsi-Ayadi, M. Treatment of dye-containing effluent by natural clay. J. Clean. Prod., 86(1): 432-440, 2015.

. Rossetto, E.; Beraldin, R.; Penha, F.G.; Pergher, S.B.C. Caracterização de argilas bentonitas e diatomitas e sua aplicação como adsorventes. Quím. Nova, 32(8): 2064-2067,

. Carriazo, J; Molina, R.; Moreno S. Caracterizaçión estrutural y textural de uma bentonita colombiana. Rev. Colomb. Quím. , 36(2):213-225, 2007. ISSN 23573791

. Tomasella, R.C.; De Oliveira, E.G.; De Angelis, D. de F.; Garcia, M.L. Avaliação do potencial de compostos naturais (argila, turfa e carvão) na remoção de chumbo e toxicidade de um efluente industrial. Eng. Sanit. Ambient., 20(2):251-258, 2015. DOI: 10.1590/S1413-41522015020000125291.




DOI: https://doi.org/10.34115/basrv5n1-004

Apontamentos

  • Não há apontamentos.