Síntese, caracterização de hidroxissais de Zn e hidroxissais duplos lamelares de Zn/Ni e aplicação na remoção de íons cromato de águas

Abstract

Resumo: Hidroxissais lamelares de Zn e hidroxissais duplos lamelares de Zn/Ni foram sintetizados, onde os íons intercalados (nitrato e acetato) foram substituídos por íons cromato, em pH = 8,0. Os materiais após as sínteses e após reações de troca iônica com íons cromato foram caracterizados por várias técnicas instrumentais. Observou que o hidroxinitrato de zinco se decompõe após a reação enquanto que os outros materiais preservam a sua estrutura após a reação de troca iônica topotática. Embora as capacidades de retenção de íons cromato sejam menores do que as capacidades de troca iônica teórica (CTA) dos compostos avaliados (Ex.: hidroxinitrato de Zn/Ni - CTA teórica = 194,3 mg CrO4(^-2)/g, experimental = 144,8; hidroxiacetato de Zn/Ni - CTA teórica = 192,4 mg CrO4(^-2)/g, experimental = 170,1), as capacidades de retenção são superiores a muitos materiais descritos na literatura. Além da alta capacidade de retenção, o processo de remoção ocorre em tempos curtos, como avaliado em experimentos cinéticos. Para facilitar o processo de remoção dos sólidos após reações de troca iônica, fases magnéticas foram obtidas para todos os materiais, onde a síntese dos materiais foi conduzida na presença de uma dispersão de magnetita. Esses materiais magnéticos foram também caracterizados por várias técnicas instrumentais e investigados na remoção de íons cromato de soluções aquosas. Palavras-chave: Cromato, Hidroxissais Lamelares, Hidroxissais Duplos Lamelares, Zinco, Níquel, Capacidade de remoção, Magnético, Cinética.

Abstract: Layered zinc hydroxide salts and zinc-nickel layered double hydroxide salts were prepared, where the material's counter-ion (nitrate and acetate) were replaced by chromate ions, at pH 8,0. The materials after synthesis and chromate exchange reaction were characterized by many instrumental techniques. We observed that zinc hydroxide nitrate decomposes after reaction, while the other materials keep their structure after the topotatic ion-exchange reaction. Although the chromate retention capacities (CRC) are smaller than the compounds chromate exchange capacity (CEC) (Ex.: Zn/Ni hydroxide nitrate (ZNHN) CEC: theoretical = 194.3 mg CrO4(^-2)/g, experimental = 144.8; Zn/Ni hydroxide acetate (ZNHA) CEC: theoretical = 192.4 mg CrO4(^-2)/g, experimental = 170.1), the retention capacities are higher than other materials reported in the literature. Beyond high retention capacity, the removal process can occur in short periods of time, as evaluated by kinetic experiments. Layered double hydroxide salts were also synthesized as magnetic phases to facility the solid/liquid separation process, where the syntheses were performed in the presence of magnetite. These magnetic materials were caracterizated by many instrumental techniques and investigated in the chromate removal from aqueous solutions. Keywords: Chromate, Layered Hydroxide Salts, Layered Double Hydroxide Salts, Zinc, Nickel, Removal Capacities, Magnetic, Kinetic.