Pesquisadores do IQ-UNESP e da França aprimoram materiais para tratamento de efluentes industriais

Pesquisadores do IQ-UNESP e da França aprimoram materiais para tratamento de efluentes industriais
Colaboração internacional desvenda o mecanismo do efeito memória de hidróxidos duplos lamelares (LDH)

21OUT2017|  6:28 - José Angelo Santilli

Corantes sintéticos são utilizados constantemente nas mais diversas indústrias, da têxtil à cosmética. Tanto a produção quanto a utilização dessas substâncias podem levar a problemas ambientais caso não sejam devidamente degradados ou removidos dos efluentes industriais. Para isso, vários processos físicos, químicos ou biológicos podem ser utilizados. Dentre eles, os processos de adsorção combinam baixo custo e altas taxas de remoção.

Colaboração internacional no âmbito do programa CNPq/Ciência Sem Fronteiras entre pesquisadores do Instituto de Química da UNESP, campus de Araraquara (SP), e do Centro Nacional de Pesquisa Científica (CNRS) da França, tem entre seus objetos de investigação o aprimoramento de materiais para tratamento de efluentes industriais. Intitulado “Materiais multifuncionais com porosidade hierárquica: avaliação in operando a partir do monitoramento simultâneo com diferentes técnicas espectroscópicas”, o trabalho é coordenado no Brasil pela Profa. Dra. Sandra Helena Pulcinelli, do IQ/UNESP. Na França, a pesquisadora responsável é a Prof. Dra. Valerie Briois, CNRS, UR1-Soleil.

Numa das linhas de pesquisa dessa parceria, o pesquisador Rodrigo Santos (IQ/Unesp – bolsista da FAPESP), sob a orientação do Prof. Dr. Celso Santilli, do Departamento de Físico Química do IQ/Unesp, e Prof. Jairo Tronto, do Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas, da Universidade Federal de Viçosa- MG, utilizou as instalações do Laboratório Nacional e Luz Síncroton (LNLS), em Campinas (SP), e do Laboratório Síncroton Soleil, em Paris (Fr) para investigar propriedades estruturais de hidróxidos duplos lamelares (LDH, na sigla em inglês), uma família de argilas aniônicas com alta capacidade de adsorção, para a remoção de corantes sintéticos.

Primeiramente, o grupo investigou a decomposição térmica do hidróxido duplo lamelar ZnAl−CO₃−LDHZnAl−CO₃−LDH, formando um óxido misto. Em seguida, foi estudada a regeneração da estrutura do LDH, após contato do óxido misto com água ou uma solução contendo o corante têxtil Acid Blue 113 (AB). Essa propriedade de regeneração dos LDH é conhecida como efeito memória.

Os pesquisadores realizaram experimentos de espalhamento de raios X a altos ângulos (WAXS, na sigla em inglês) na linha de luz SAXS1 do LNLS e de absorção de raios X (EXAFS, na sigla em inglês) no Síncroton Soleil, para avaliar a modificação da estrutura dos materiais.

No estudo da decomposição térmica, as técnicas de WAXS e EXAFS mostram a desestabilização estrutural do LDH com o aumento da temperatura, pelos eventos de perda de água, desidroxilação e decomposição do ânion, até o colapso da estrutura lamelar e formação de um óxido misto amorfo.

Já no estudo da regeneração da estrutura lamelar do LDH, os resultados obtidos por WAXS e EXAFS contribuíram para o entendimento dos efeitos da adsorção de ânions volumosos durante a regeneração e para a discussão dos mecanismos relacionados com o efeito memória.

Segundo os pesquisadores, esses resultados, juntamente com os obtidos por microscopia eletrônica de transmissão (TEM) foram decisivos no entendimento do efeito memória dos LDH. Ainda, os resultados contribuem para explicar diversos trabalhos da literatura, que em sua maioria negligenciam esse efeito ou invocam certos mecanismos sem evidências experimentais apropriadas.

Legenda: Esquema da estrutura dos hidróxidos duplos lamelares (LDH).

Fonte: [1] R. M. M. Santos, J. Tronto, V. Briois and C. V. Santilli, Thermal decomposition and recovery properties of ZnAl-CO3 layered double hydroxide for anionic dye adsorption: Insight of the aggregative nucleation and growth mechanism of LDH memory effect, J. Mater. Chem. A, 2017, DOI: 10.1039/C7TA00834A.