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Tipo: TCC
Título: Zeólita 4A crescida sobre fibra cerâmica para o abrandamento de águas
Autor(es): Ramos, Lara Rocha
Orientador: Loiola, Adonay Rodrigues
Coorientador: Alves, Conceição Regina Fernandes
Palavras-chave: Zeólita;Fibra cerâmica;Hierarquização;Abrandamento de água
Data do documento: 2022
Citação: RAMOS, Lara Rocha. Zeólita 4A crescida sobre fibra cerâmica para o abrandamento de águas. 2022. 41 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022.
Resumo: As zeólitas constituem uma classe especial de materiais microporosos com uma estrutura composta por sistemas de poros bem definidos que apresenta elevada estabilidade química e alta capacidade de troca catiônica. Essas propriedades as tornam materiais com elevado potencial para processos de abrandamento de água, nos quais é feita a remoção de íons Ca²⁺ e Mg²⁺. Contudo, devido à natureza policristalina desses materiais, isto é, sua forma em pó, a maioria de suas aplicações demanda compactação na forma de, por exemplo, pellets, o que acarreta em restrições de transferências de massa que comprometem seu desempenho. Dentre as estratégias que despontam como alternativas para vencer essas barreiras, merece destaque a hierarquização de estruturas zeolíticas, que pode ocorrer a partir do crescimento destas sobre estruturas pré-formadas. Neste trabalho, foi realizada a cristalização da zeólita 4A sobre a superfície da fibra de rocha, um tipo de fibra cerâmica, gerando um material microporoso com características hierárquicas. A caracterização foi conduzida por meio das técnicas de espectroscopia de absorção na região do infravermelho (IV) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A avaliação do desempenho do material quanto a sua capacidade de abrandamento foi realizada por meio de ensaios em coluna utilizando soluções de Ca²⁺ e/ou Mg²⁺. Os resultados obtidos indicaram que a síntese do material foi bem-sucedida, com as características da zeólita 4A preservadas e com cristais bem distribuídos sobre a estrutura da fibra. A zeólita hierárquica foi eficiente nos processos de abrandamento e apresentou capacidade de regeneração significativa.
Abstract: Zeolites constitute a special class of microporous materials with a structure composed of well-defined pore systems, which have high chemical stability and high cation exchange capacity. These properties make them materials with high potential for water softening processes, in which Ca²⁺ and Mg²⁺ ions are removed. However, due to the polycrystalline nature of these materials, i.e., their powdered form, most of their applications demand compaction in the form of, for example, pellets, which leads to restrictions on mass transfers that compromise their performance. Among the strategies that emerge as alternatives to overcome these barriers, it is worth mentioning the hierarchy of zeolitic structures, which can occur from their growth on preformed structures. In this work, 4A zeolite was crystallized on the rock fiber surface, generating a microporous material with hierarchical characteristics. The characterization was carried out using Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM) techniques. The evaluation of the performance of the material in terms of its softening capacity was carried out through column tests using Ca²⁺ and/or Mg²⁺ solutions. The results obtained indicated that the synthesis of the material was successful, with the characteristics of zeolite 4A preserved and crystals well distributed over the fiber structure. The hierarchical zeolite was efficient in the softening processes and showed significant regeneration capacity.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/68177
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