Desenvolvimento de nanoadsorventes (ZIF-8 E ZIF-67) para remoção de óleo em emulsão o/a: regeneração e reutilização. - BARBOSA, Thianne Silva Batista. (2021)
Este trabalho teve por objetivo avaliar nanoadsorventes ZIF-8 e ZIF-67 na separação óleo/água emulsionado. Além disso, regenerar os nanoadsorventes utilizados na separação óleo/água, buscando determinar também o número de bateladas consecutivas suportadas. Para tal finalidade, os nanomateriais foram obtidos pelo método de síntese solvotérmico, sendo utilizados os metais zinco e cobalto, respectivamente, com o ligante orgânico 2-metilimidazol (IM) na presença de metanol. Os ZIFs foram caracterizados por uma combinação de técnicas, tais como, Difração de Raios-X (DRX), Espectroscopia na Região do Infravermelho (IV), Adsorção Física de N2, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Análise Térmica (TG). Foram realizados testes de estabilidades química na presença da água, com temperatura de 25 °C, variando o tempo de 1 a 7 dias e estabilidade térmica em forno mufla na faixa de temperatura de 200 a 500 °C por 1 hora, com a finalidade de avaliar a resistência estrutural dos nanomateriais. Após esses testes foram realizadas análises de DRX. Em estudos batelada foram avaliadas a influência do pH, a evolução cinética e isotermas de equilíbrio. A regeneração foi realizada com etanol e os ZIFs foram reutilizados em três ciclos de adsorção. Diante dos resultados de DRX obtidos, as estruturas do ZIF-8 e ZIF-67 foram confirmadas. Pela análise textural das estruturas metalorgânicas ZIF-8 e ZIF-67 sintetizadas foram verificadas elevadas áreas superficiais específicas, 1033 e 1143 m²/g, respectivamente. As análises de MEV confirmaram a morfologia dos nanocristais corroborando com as demais análises de caracterização. Os testes de estabilidade química, utilizando água, confirmaram que apesar da dissolução da estrutura cristalina, não foi observada a obtenção da fase amorfa dos ZIFs, pois todos os picos característicos que formam a estrutura dos nanomateriais foram mantidos. As resistências térmicas dos nanomateriais encontradas foram 400 °C para o ZIF-8 e 300 °C, o ZIF-67, respectivamente. Os ensaios de remoção do óleo mostraram maior capacidade de adsorção em pH 7 (neutro) de 1064,4 mg/g para o ZIF-8 e de 1292,07 mg/g para o ZIF-67. O modelo cinético de pseudo-segunda ordem e a isoterma de Langmuir se ajustaram aos dados experimentais. O processo de adsorção ocorreu espontaneamente e de natureza endotérmica com alta desordem da interface sólido-líquido. Os ZIFs regenerados adsorveram o óleo emulsionado no terceiro ciclo de remoção. Os espectros de IV dos ZIFs pós adsorção revelaram picos referentes ao óleo mineral, evidenciando a incorporação das moléculas de óleo nas superfícies dos ZIFs.