ÁREA: Química Analítica
TÍTULO: CARECTERIZAÇÃO ESPECTROSCÓPICA DA PERLITA MODIFICADA COM QUITOSANA
AUTORES: SANTOS. V.E. (UFRN) ; Martinez-Huitle, C. A. (UFRN) ; FERNANDES. N.S. (UFRN)
RESUMO: Neste trabalho as amostras de perlita expandida e perlita expandida modificada com quitosana foram caracterizadas através da espectroscopia de absorção na região do infravermelho, na qual foi comprovado os principais grupos funcionais desse material e seus principais sítios ativos. Além disso, foi realizada a difratometria de Raios X, na qual os difratogramas mostram a característica não cristalina da perlita pura e da perlita modificada com quitosana.
PALAVRAS CHAVES: perlita, quitosana e caracterização.
INTRODUÇÃO: A perlita apresenta a seguinte composição molar [9,4 SiO2: Al2O3: 0,5 Na2O: 0,39 K2O: 0,12 CaO: 1,2 H2O + (MgO 0,016: 0,035 Fe2O3: 0,013 TiO2)]. Quase toda a perlita é consumida na forma expandida, apesar de uma pequena quantidade da perlita não expandida ter algumas aplicações.O argilomineral é utilizado como catalisador em reações químicas e como abrasivo. Atualmente as partículas da perlita são utilizadas no processamento de alimentos, e produtos farmacêuticos manufaturados. A quitosana, que é obtido pela desacetilação da quitina, é facilmente solúvel em ácidos orgânicos e é facilmente fabricada em grânulos, géis e filmes. Os principais parâmetros que influenciam as propriedades físicas e químicas da quitosana são o seu peso molecular e grau de acetilação. Geralmente, hidroxila (OH) e amina (NH2) grupos de quitosana estão disponíveis para a ligação característica de coordenação com íons metálicos como Cu (II), Cd (II), Cr (III), Cr (VI), e U (VI). Para a realização deste trabalho, foram selecionadas duas amostras de perlita expandida pura e perlita expandida modificada com quitosana que foram caracterizadas pela espectroscopia de absorção na região do infravermelho e Difração de Raios-X.
MATERIAL E MÉTODOS: As amostras utilizadas neste trabalho foram fornecidas pela Schumacher Insumos localizada no Rio Grande do Sul e proveniente da Argentina. A perlita foi peneirada na mesa vibratória PRODUTESTE modelo T, granulometria correspondente a 32 mesh e tratada com ácido cítrico por 4 h para remover qualquer componente solúvel da perlita. Em seguida a perlita tratada foi lavada com água deionizada e seca em estufa com circulação forçada de ar a 60°C por 4 h. Em seguida 1 g de quitosana foi dissolvida na solução de ácido cítrico 0,2 mol/L para a preparação do gel. Ao gel formado foi adicionado 2g de perlita tratada com ácido. A mistura foi agitada por 4h e aquecida a (40-50°C) para a obtenção de uma mistura homogênea. Os granulos esféricos de quitosana para revestir a perlita foi preparado com adição de uma solução de 0,70 mol/L NaOH para a precipitação.Os grânulos foram lavados com água deionizada para a obtenção de um pH neutro e secas em estufa a 60°C por 24°C.Para analisar os grupos funcionais da perlita expandida pura e modificada foi utilizado a espectroscopia de absorção na região do infravermelho com objetivo de identificar os grupos funcionais nos compostos existentes . Os Difratogramas de Raios–X apresentam uma banda larga entre 15° e 35°, indicando característica não cristalina do material.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os resultados dos grupos funcionais da perlita expandida pura (Fig. 1a) e da perlita expandida modificada com quitosana (Fig. 1b) indicam a presença predominante dos picos em 3425 cm-1, correspondente a estiramento vibracional dos grupos OH e NH, em 2978 cm-1 e 2900 cm-1 ocorre o estiramento vibracional –CH em –CH e CH2, 1587 cm-1 vibração dos grupos - NH em NH2, 1390 cm-1 deformação vibracional de - NH em NH2 e 1070 cm-1 estiramento vibracional de - CO em COOH. As várias bandas apresentadas em (b) evidenciam o revestimento da quitosana na perlita. As amostras foram caracterizadas por difração de raios X a fim de obter informações sobre a estrutura cristalina. A Figura 2(a) apresenta o Difratograma de Raios X da perlita expandida pura e a figura 2(b) da perlita modificada com quitosana, mostrando uma banda larga entre 15° e 35° caracterizando a não cristalinidade do material.
CONCLUSÕES: A caracterização da perlita expandida pura e modificada com quitosana pode ser comprovada pela espectroscopia de absorção na região do infravermelho através da incorporação dos grupos funcionais da quitosana ao argilomineral. Os grupos funcionais NH2 e OH são os principais grupos ativos desse material tornando uma maior possibilidade para a utilização nos experimento envolvendo adsorção. Em relação ao difratograma de Raios X é verificada à ausência de picos indicativos de características cristalinas, indicando que tanto a perlita expandida pura quanto a perlita modificada com quitosana não apresenta cristalinidade.
AGRADECIMENTOS: Coordenação e Aperfeiçoamento de pessoal de nível Superior – CAPES e PETROBRAS.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ALKAN, M. et al. Adsorption of CTAB onto perlite samples fron aqueous solutions. Journal of Colloid and Interface Science, v. 291, p. 309-318, 2005.
PICHOR, Q. JANIEC, A. Thermal stability of expanded perlite modified by mullite. Ceramics International, p. 1-4, 2008
TEKIN, N. et al. Surface properties of poly(vinylimidazole)-adsorbed expanded perlite. Microporous and Mesoporous Materials, v. 93, p. 125-133, 2006.
SHAMEEM H., TUSHAR K. G.,DABIR S. V., VEERA M. B. Dispersion of chitosan on perlite for enhancement of copper(II) adsorption capacity. Journal of Hazardous Materials, 152 (2008) 826–837.
Swayampakula, K. et al. Competitive adsorption of Cu (II), Co (II) and Ni (II) from their binary and tertiaryaqueous solutions using chitosan-coated perlite beads as biosorbent. Journal of Hazardous Materials .2009.
