Síntese e caracterização de zeólitas nanoestruturadas para adsorção de íons Mn2+ em meio aquoso

Cada vez mais se tem dado atenção ao que diz respeito à poluição dos recursos hídricos por metais pesados. Uma das principais questões ambientais envolvidas na indústria e na mineração é o tratamento dos efluentes gerados por essas atividades. Na atividade mineradora, a drenagem ácida das minas é outro problema comum. É nesse contexto que emerge um crescente interesse no desenvolvimento de metodologias de tratamento de ambientes aquáticos, que promovam eficientemente a remoção dessas substâncias, tal qual o processo de adsorção. Assim sendo, o presente trabalho teve como principal interesse a obtenção de nanopartículas de zeólitas e a avaliação da sua capacidade de adsorção, para íons Mn2+ dispersos em meio aquoso. As partículas de zeólita foram sintetizadas na forma de pó, pelo método sol-gel, seguido por envelhecimento hidrotérmico sob radiação micro-ondas e várias sínteses foram realizadas. Variou-se durante as sínteses a proporção de reagentes, a temperatura do meio reacional, o tempo de envelhecimento hidrotérmico e a fonte precursora de sílica, de modo a estabelecer a influência desses parâmetros nas características estruturais e morfológicas das partículas. Os primeiros testes de síntese visaram a obtenção de uma nova rota de formação de zeólitas, utilizando dióxido de silício cristalino como reagente e não se mostram eficientes quanto à formação da estrutura zeolítica. A maior parte da sílica cristalina permaneceu sem reagir e algumas partículas de zeólita se apresentaram como uma impureza minoritária. Os valores de área superficial e volume de poros encontrados no material sintetizado foram muito baixos em relação à zeólita comercial. Já nas sínteses seguintes, conduzidas com sílica pirogênica amorfa, houve a formação da estrutura GIS quando a temperatura adota foi de 140ºC, com uma hora de tratamento hidrotermal. Testes de adsorção foram conduzidos para avaliar a remoção de íons Mn2+ utilizando esta zeólita como adsorvente. A adsorção do íon apresentou-se como altamente favorável para a zeólita Na-P1, com o maior percentual de remoção obtido em pH 8, com uma concentração de partículas de 1g/L e sendo o processo controlado pelo modelo cinético de pseudosegunda ordem. A isoterma de adsorção teve um bom ajuste ao modelo de Langmuir, sendo a capacidade de adsorção máxima calculada pelo método de 44,05mg de Mn2+ por 1 grama de zeólita.