Laboratório Nacional
de Luz Síncrotron

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Ciência

Aprimorando o Tratamento de Efluentes Industriais

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Pesquisa desvenda o mecanismo do efeito de memória de hidróxidos duplos lamelares (LDH)


Corantes sintéticos são utilizados constantemente nas mais diversas industrias, da têxtil à cosmética. Tanto a produção quanto 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.

Figura 1: Esquema da estrutura dos hidróxidos duplos lamelares (LDH).

R. M. M. Santos e colaboradores [1] utilizaram as instalações do LNLS para investigar propriedades 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 $ZnAl-CO_3-LDH$, 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 para avaliar a modificação da estrutura dos materiais.

No estudo da decomposição térmica, a técnica de WAXS mostrou 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 contribuíram para o entendimento dos efeitos da adsorção de ânions volumosos durante a regeneração e na discussão dos mecanismos relacionados com o efeito memória.

Segundo os pesquisadores, esses resultados, juntamente com os obtidos por microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e espectroscopia de absorção de raios X (XAS, realizada na Fonte de Luz Síncrotron francesa SOLEIL), 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.

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.