Síntese da estrutura metalorgânica ZIF-zni para aplicação no tratamento de efluentes oleosos - Tomaz, Patrícia Fernandes (2020)
Os descartes inadequados das águas oleosas residuais impactam o ambiente de forma drástica. Os óleos e graxas configuram-se como foco de estudos e pesquisas para minimizar as ações decorrentes deste descarte quando realizado no ambiente sem qualquer tipo de tratamento prévio. As emulsões óleo/água são misturas altamente estáveis de óleo em água e apresentando estabilidade, as mesmas permanecem por mais tempo no ambiente, impedindo a passagem de raios solares para os ambientes aquáticos diminuindo o nível de Oxigênio das águas. As estruturas metalorgânicas configuram-se como compostos híbridos que apresentam alto potencial em adsorção de óleo. Dentro deste contexto, este trabalho teve como objetivos sintetizar a Estrutura Zeolítica Imidazolada de fase densa ZIF-zni e propor um mecanismo de síntese. Além disso, avaliar o potencial da ZIF-zni como adsorvente no processo de separação emulsão óleo/água. A ZIF-zni, polimorfa à ZIF-4, foi preparada utilizando método solvotérmico, em temperatura de 25 °C por 1 hora, com tempo de síntese de 30 minutos. O produto da síntese foi lavado com Álcool Metílico e seco a 60 °C por 24 horas. A ZIF-zni foi caracterizada por Difração de raios X (DRX), Microscopia eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia na região do Infravermelho (IR), Termogravimetria (TG) e Ângulo de Contato (AC). Foram realizados 19 experimentos em sistema de banho finito, a partir de um planejamento fatorial 2³ com triplicata no ponto central e duplicata nos demais pontos. As variáveis em estudo foram a concentração inicial da emulsão óleo/água (100, 200 e 300 mg.L-1), o tempo de contato entre o adsorvente e a emulsão (2, 4 e 6 horas) e a temperatura (30, 45 e 60 ºC). Por meio de curva de calibração previamente realizada e utilização de um espectrofotômetro, foi possível a análise das concentrações das emulsões e dos ensaios realizados. A partir desses resultados foram calculados a percentagem de remoção %Rem e a capacidade de remoção qeq em relação à emulsão óleo/água. A estrutura Zeolítica Imidazolada foi obtida com sucesso, apresentando picos bem definidos, configurando o material como cristalino. Por meio da Microscopia Eletrônica de Varredura percebeu-se que a ZIF-zni obtida apresenta morfologia heterogênea em formato de bastonetes. A análise termogravimétrica possibilitou a comprovação da estabilidade térmica da ZIF-zni de 500 ºC. Por meio do Teste de Ângulo de contato foi possível a identificação que a ZIF-zni se configura como um material hidrofílico, tendo ângulo de contato igual a 82,51 º. Por meio da Análise de variância, foi possível a detecção dos principais fatores que influenciam nos resultados de percentagem de remoção e capacidade de adsorção, elaborando modelos que correspondem aos resultados obtidos em 98,90 % e 99,96 % respectivamente. Foi proposto um mecanismo de síntese da ZIF-zni. A presente pesquisa apresenta relevância no âmbito acadêmico por apresentar a primeira aplicação da ZIF-zni como adsorvente no processo de separação emulsão óleo/água.