Síntese e caracterização de zeólitas obtidas a partir de cinzas volantes de carvão

Abstract

Usinas termoelétricas a carvão geram aproximadamente 3 milhões de toneladas de cinzas ao ano. Estas cinzas podem receber uma aplicação nobre como, por exemplo, fotocatalisadores aplicados à descontaminação de águas poluídas por corantes da indústria têxtil. Isso é possível através de utilização das cinzas como fonte de silício para a síntese de zeólitas. Desta forma, neste trabalho foram sintetizadas zeólitas do tipo sodalita, utilizando-se cinzas volantes de carvão da região de Candiota-RS, com diferentes teores de alumínio, e na presença de NaOH como alcalinizante, variando-se o tempo de envelhecimento. Os produtos formados foram caracterizados por DRX. A área superficial foi determinada por isotermas de adsorção de N2 (BET) e sua morfologia foi analisada por MEV e MET. A atividade fotocatalítica foi medida através do acompanhamento da degradação de solução contendo o corante azul de metileno. Os resultados indicaram que a razão Si:Al e o tempo de envelhecimento influenciam significativamente as propriedades da zeólita sintetizada. A zeólita obtida é do tipo sodalita, formada por aglomerados com partículas primárias de 100 nm, com área superficial de aproximadamente 6 m2/g. A atividade fotocatalítica foi bastante significativa e foram observados indicativos de propriedades adsorventes.

Coal power plants generate about 3 million tons of ash per year. This ash can receive a noble application, for example, as photocatalyst applied to the decontamination of waters polluted with textile industry dyes. This is possible through use of the ash as a silicon source for zeolite synthesis. Thus, this work investigated the synthesis of sodalite type zeolite using coal fly ash in the presence of different aluminum contents, NaOH as an alkalizing agent and as function of aging time. The products were characterized by XRD, N2 adsorption isotherms (BET) and their morphologies were examined by SEM and TEM. The photocatalytic activity was measured by monitoring the degradation of a methylene blue solution. The results shown that Si:Al ratio and the aging time significantly influences the properties of the synthesized zeolite. The zeolite type sodalite was constituted of agglomerated with primary particles size of 100 nm, with a specific surface area of ca. 6 m2/g. The photocatalytic activity was significant and indicatives of adsorbent properties were observed.