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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.59.2009.tde-10052009-232115
Documento
Autor
Nome completo
José Francisco Naime Filho
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Ribeirão Preto, 2009
Orientador
Banca examinadora
Valim, Joao Barros (Presidente)
Oliveira, Herenilton Paulino
Simoni, José de Alencar
Título em português
Adsorção de colato em hidróxidos duplos lamelares de magnésio e alumínio: efeito da temperatura, pH e força iônica do meio
Palavras-chave em português
adsorção
colato
hidróxidos duplos lamelares
Resumo em português
Hidróxidos Duplos Lamelares (HDL) são materiais lamelares constituídos de camadas positivamente carregadas de um hidróxido misto de dois metais (um di e um trivalente), com ânions hidratados no domínio interlamelar. Apesar de serem potenciais adsorventes, o estudo da adsorção de colato de sódio sobre estes sólidos foi pouco explorado até hoje. Este estudo é importante, pois abre caminho para uma potencial aplicação farmacêutica de HDL na remoção de colato produzido em excesso pelo corpo humano, e diminuindo o risco de doenças conseqüentes desse excesso. Este trabalho teve por objetivo estudar a adsorção e a sorção de colato de sódio a partir de soluções aquosas, em hidróxido duplo lamelar de magnésio e alumínio intercalado com carbonato, Mg-Al-CO3-HDL, verificando o efeito de variáveis como temperatura, pH e força iônica do meio. O adsorvente foi preparado pelo método de coprecipitação a pH variável e caracterizado quanto à composição, organização estrutural, textura e morfologia, sendo utilizado na forma original ou após calcinação. A adsorção de colato de sódio no HDL não calcinado indicou que não ocorre a substituição do ânion interlamelar (CO32-), mas sim a adsorção por interação do ânion orgânico com as cargas residuais na superfície do HDL. O processo mostrou uma grande dependência das variáveis estudadas. A análise multivariacional confirmou e quantificou a importância de cada variável. Em todos os casos, o aumento da temperatura resultou em uma diminuição na quantidade máxima adsorvida. O aumento da força iônica do meio, por meio da adição de um sal neutro, resulta em uma melhoria na capacidade de remoção de ânions. Na faixa avaliada, quanto maior o valor do pH das soluções de colato, menor a quantidade máxima adsorvida. Os resultados obtidos para a sorção no HDL calcinado mostraram que inicialmente o HDL é reconstituído com a intercalação de ânions OH-. Em casos onde a concentração do composto orgânico era alta, o colato foi intercalado formando uma nova fase. Neste caso, a sorção de colato apresentou curvas com perfil semelhante às da adsorção: as isotermas atingem um patamar onde a sorção torna-se constante e o aumento da temperatura diminui a quantidade sorvida. Pelos resultados obtidos, foi proposto um modelo de intercalação de colato em bicamada. Os resultados indicam também que a remoção do colato pelo HDL calcinado se mostra mais eficiente do que aquela obtida com o HDL não calcinado.
Título em inglês
Adsorption of Cholate in layered double hydroxides of magnesium and aluminium: temperature, pH and ionic strength of the media effects.
Palavras-chave em inglês
adsorption
cholate
layered double hydroxides
Resumo em inglês
Layered Double Hydroxides (LDH), are lamellar materials constituted of positively charged layers of two mixed cations hydroxide (a bi and a trivalent one), with hydrated anions in the interlayer domain. In spite of being potential adsorbents, the study of the sodium cholate adsorption on these solids has not been well explored yet. This study is important, because it opens the perspective for the application of LDH in the pharmaceutical field in the removal of cholate produced in excess by the human organism and decreasing the risk of consequent diseases from this excess. The aim of this work was to study the adsorption and the sorption of sodium cholate from aqueous solutions, in Mg-Al-CO3-LDH, verifying the effect of the variables: temperature, pH and ionic strength of the media. The adsorbent was prepared by the coprecipitation at variable pH method and characterized with respect to their composition, structural organization, texture and morphology, being utilized in the pristine form or after calcination. The adsorption of sodium cholate in pristine LDH indicated that the exchange of the interlayer anion (CO32-) doesn't occur, but the adsorption process occurs by the interaction of the anion with the residual charges on the LDH surface. The process showed great dependence on the parameters studied. The multivariational analysis confirmed and quantified the influence of each variable. In all the experiments, increasing the temperature resulted in a decrease in the maximum adsorbed quantity. Increasing the ionic strength of the media, by the addition of a neutral salt, results in a better anions removal capacity. In the evaluated interval, the bigger the initial pH value of the cholate solutions, the lower the maximum adsorbed quantity. The results obtained for the sorption in calcined LDH showed that initially the LDH are reconstituted with the OH- anions intercalated. In the experiments at high concentration, the cholate is intercalated forming a new phase. The profile of cholate sorption are similar to that of the adsorption: the isotherms reach a plateau where the sorption becomes constant and the raise in the temperature decreases the sorbed quantity. By the obtained results, it was proposed a cholate intercalation model forming a bilayered structure. The results indicate that the cholate removal by the calcined LDH is more efficient than that presented by the uncalcined one.
 
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adsorption.pdf (5.52 Mbytes)
Data de Publicação
2009-05-18
 
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