HIBRIDO LIGNOCELULÓSICO-IONENO COMO ADSORVENTES DE DERIVADOS DO PETRÓLEO EM MEIO AQUOSO

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Materiais

Autores

Dias, M.S. (UFMA) ; Santana, S.A.A. (UFMA) ; Costa Filho, A.P. (UFMA)

Resumo

O pó de madeira Cumarú Cinza (Dipteryx odorata), modificada termicamente e com polímero 2,12-Bromoioneno, foi utilizada para adsorver petróleo em meio aquoso. Os espectros obtidos por FT-IR para a serragem in natura e modificada, comprovaram a inserção do polímero na mesma. Os resultados do MEV indicaram a diferença entre a serragem in natura e os compósitos, que as superfícies não são uniformes e têm tamanhos variados. Em paralelo, foi feito o EDX-EDS, que quantificou os elementos químicos predominantes nos materiais, onde se observou a presença de bromo nas amostras dos compósitos, comprovando a inserção do polímero na serragem. O teste de adsorção demonstrou capacidade média de 82% de remoção, o tornando potencialmente aplicável na remoção de petróleo em meio aquoso.

Palavras chaves

Compósito; Petróleo; Adsorção

Introdução

A preocupação com remoção de poluentes derivados de petróleo tem intensificado o estudo de técnicas com o uso de resíduos agrícolas, pois é uma abundante e barata fonte renovável, e o Maranhão é grande produtor de biomassa, entre os quais podemos destacar bagaços, casca/palha de vegetais e serragens de madeira (SANTANA, 2010). Esses resíduos são materiais lignocelulósicos, que vêm sendo estudados para diminuir problemas ambientais e econômicos, causados pelo acúmulo desses subprodutos(CORSON, 1993). A modificação química destes materiais com ionenos aumenta a capacidade adsortiva, tornando assim o material promissor para remoção de contaminantes orgânicos(COSTA FILHO, 2005). Com isso, busca-se obter os poliquaternários a partir da reação entre N,N,N’,N’- tetrametilenodiamina e o monômero 1-12-dibromododecano e com ele modificar o material lignocelulósico com poliquaternário, caracterizando esses materiais obtidos, por Microscopia Eletrônica de Varredura, Infravermelho, espectroscopia de fluorescência de raios X e verificar os parâmetros que influenciam no processo de adsorção. É nesse contexto que o pó da Serragem da Madeira Cumarú (Dipteryx odorata), um material barato e de fácil aquisição, está sendo utilizado após modificação, para remoção de hidrocarbonetos em meio aquoso. Portanto, esse trabalho tem por objetivo, avaliar a capacidade de adsorção de materiais lignocelulósicos a partir de tratamento térmico e posterior modificação com poliquaternário de amônio frente à petróleo e derivados em meio aquoso.

Material e métodos

Para a síntese do polímero, usou-se o monômero 1-12–Dibromododecano, o Dimetilformamida e o N,N,N',N'-Tetrametiletilenodiamina, em vidrarias adequadas e lavadas com acetona. A serragem usada foi do Cumarú Cinza e o Petróleo foi obtido da Bacia de Campos – RJ. O ioneno foi sintetizado pela reação de policondensação entre uma Diamina Diterciária e um α,ω- Dibromoalcano com 12 átomos de carbono, de acordo com a reação de Menschutkin (COSTA FILHO, 2005). O término da reação é determinado pelo aumento da viscosidade do meio, ocasionando uma desaceleração da agitação magnética do sistema. O polímero foi filtrado à vácuo em funil sinterizado e seco em estufa à vácuo a uma temperatura de 50ºC. Em paralelo realizou-se o processo de preparo do pó de serragem, ela foi pulverizada, lavada e seca em 60°C e tamisada na faixa de 0,088-0,177 µm. A serragem teve um Tratamento Térmico em temperaturas previamente escolhidas de 170ºC e 180ºC, a fim de aumentar a sua hidrofobicidade, assim fornecendo resultados satisfatórios frente a in natura. O compósito foi preparado na proporção 2:1 de polímero em serragem. Na preparação da emulsão, para o teste de adsorção, a solução salina foi feita a fim reproduzir o ambiente aquático e injetou-se petróleo, para ter uma água oleosa. Os testes de adsorção foram realizados variando a massa do adsorvente, mantendo fixos o tempo de contato, o volume da solução oleosa e a concentração do petróleo na água. Após o contato, a solução foi centrifugada e na parte líquida foi colocado n-hexano, para extrair a maior quantidade da fase oleosa para o meio, e com a curva de calibração previamente feita, a parte líquida é transferida para a cubeta e lido diretamente no espectrofotômetro, para obter as concentrações usadas no cálculo de percentagem de adsorção.

Resultado e discussão

Com a síntese do polímero 2,12 – Ioneno concluída, obtive-se um polímero com caráter parafínico, mas depois da secagem á vácuo, tornou-se pastoso e com coloração alaranjada. Conforme se depreendeu a análise do FT-IR, a inserção do polímero na serragem pode ser comprovada através da observação dos espectros, e confirmou um padrão de absorção, ou seja, uma semelhança das bandas verificadas entre esse polímero e a serragem na estrutura do compósito. Quando o compósito foi submetido ao MEV, se observou a presença de pontos mais claros e lacunas preenchidas com polímero, o que indica que ele está na estrutura fibrilar do pó de serragem e, assim, a diferença observada entre a serragem in natura e os compósitos é nítida. Na caracterização de EDS-EDX foram pontuadas e submetidas a uma caracterização microscópica o qual quantificou os elementos químicos predominantes nas amostras de serragem e nos compósitos. Com a curva de calibração feita previamente, foi possível obter o gráfico com as capacidades de adsorção do compósito em água oleosa, através do cálculo do teor de óleos e graxas (TOG). Com os cálculos feitos, constatou- se que com o aumento da massa do adsorvente, aumentou o teor de remoção, tornando o material de ótima aplicabilidade, como é visto nas figuras anexas.

Capacidade de adsorção de petróleo em águas salinas oleosas, utilizando massas distintas de compósitos (0,1, 0,3, 0,7 e 1,0g) em temperatura ambiente.


Percentual de adsorção de petróleo, após 4 horas de contato, entre compósito adsorvente e água oleosa.

Conclusões

Os resultados que se obteve nas caracterizações do FT-IR, MEV, EDS-EDX, comprovaram a inserção do polímero na estrutura da serragem, e o TOG contatou, que os materiais em estudo apresentam capacidades maiores de remoção, quando comparado com a serragem in natura, com remoção em torno de 82% para as amostras. A serragem in natura mesmo com menor capacidade de remoção, apresentou uma adsorção alta, o que indica que o estudo é viável. Portanto, um material de fácil aquisição e baixo custo, tem alta capacidade de remoção de petróleo em meio aquoso, quando modificado com o polímero.

Agradecimentos

UFMA; LIM-Lab. de Interfaces e Materiais; FAPEMA; LSC- Lab. de Sistemas Coloidais; Central Analítica da UFMA; NCCA-Núcleo de Combustíveis, Catálise e Ambiental.

Referências

CORSON, W.H. Manual Global de Ecologia 1ª ed. São Paulo, 1993.
COSTA FILHO, Arão Pereira da. Síntese e Caracterização de Nanocompósitos Bentonita-Ionenos Alifáticos com Diferentes Tamanhos de Espaçadores na cadeia Polimérica. Tese (Doutorado em Ciência e Tecnologia de Polímeros) – Universidade Federal do Rio de Janeiro – UFRJ, Instituto de Macromoléculas Professora Eloisa Mano – IMA. Rio de Janeiro, 2005.
SANTANA, Sirlane A. A.; VIEIRA, Adriana P.; BEZERRA, Cícero W.B.; SILVA, Hildo A.S.; DE MELO, Júlio C.P.; DA SILVA FILHO, Edson C. ; AIROLDI, Claudio. Processo de preparação de mesocarpo do coco de babaçu quimicamente modificado. patente, natureza: invenção. 2010.