Sample records for ion exchange materials
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1

Síntese e caracterização de precursores de cério de alta pureza/ Synthesis and characterization of high purity cerium precursors

Queiroz, C. A. S.; Ávila, D. M.; Abrão, A.; Muccillo, E. N. S.
2001-03-01

Resumo em português Neste trabalho são destacadas as técnicas de separação e de purificação de terras raras por precipitação fracionada e troca iônica, além das técnicas usualmente utilizadas no controle analítico destes materiais. A aplicação destas técnicas é mostrada neste trabalho para a obtenção de óxido ou nitrato de cério com pureza > 99%. O principal objetivo é a obtenção de precursores à base de cério para o processamento de cerâmicas de zircônia-céria ou (mais) céria contendo terras raras. A disponibilidade de cloretos mistos, matéria-prima para a preparação de terras raras individuais, e o conhecimento das técnicas de separação, purificação e controle analítico de terras raras no IPEN, permite sua obtenção local para uso em pesquisa e desenvolvimento. Resumo em inglês In this work techniques of fractioned precipitation and ion exchange for separating and purifying rare earth elements are outlined. Other techniques usually utilized in the analytical control of these elements are also briefly discussed. The application of these techniques for the preparation of cerium nitrate or cerium oxide of > 99% purity are demonstrated. The main purpose is to obtain cerium precursors for the processing of zirconia-ceria or ceria-rare earth ceramic m (mais) aterials. The raw material availability in the form of mixed chlorides, and the knowledge of these techniques at IPEN allows for obtaining these precursors in the local market for research and development purposes.

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Síntese de zeólita tipo NaA a partir de caulim para obtenção de zeólita 5A através de troca iônica/ Synthesis of NaA zeolites from kaolin for obtaining 5A zeolites through ion exchange

Melo, C. R.; Riella, H. G.
2010-12-01

Resumo em português A síntese de zeólitas com o intuito de utilizá-las posteriormente como materiais adsorventes exige rigoroso controle das variáveis de processamento. Para cada tipo diferente de zeólita, existem variáveis de processo distintas para obtenção do tipo específico desejado. Neste trabalho os objetivos foram obter zeólita NaA partindo de caulim, para posteriormente obter zeólita 5A por meio de troca iônica com esta zeólita anteriormente sintetizada. Estas zeólitas, (mais) por sua vez, podem ser usadas como adsorventes altamente seletivos para adsorver, por exemplo, metais pesados de efluentes industriais. Os resultados obtidos foram satisfatórios, a metodologia utilizada mostrou-se eficiente. A partir do metacaulim comercial utilizado, obteve-se com sucesso zeólita tipo NaA, e por meio de trocas iônicas obteve-se zeólita 5A. A porcentagem de sódio trocada na zeólita final foi 61,4%. Resumo em inglês Zeolites synthesis as adsorbing materials requires accurate control of the variables. There are distinct process variables for obtaining specific desired types depending on each different kind of zeolite to be synthesized. This paper was aimed at obtaining NaA zeolites from kaolin in order to obtain zeolites A afterwards through ionic exchange with the previously synthesized zeolite. These zeolites can then be used as highly selective adsorbents to adsorb, for instance, h (mais) eavy metals in industrial effluents. The results obtained were satisfactory, the methodology was efficient. From the commercial metakaolin used NaA zeolite was obtained successfully, and through ionic exchanges 5A zeolite was obtained. The exchangeable sodium percentage in the final zeolite was 61.4%.

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Caracterização estrutural de argilas bentoníticas nacional e importada: antes e após o processo de organofilização para utilização como nanocargas/ Structural characterization of Brazilian and imported bentonitic clays: before and after the process of organophilization for utilization as nanofiller

Leite, I. F.; Raposo, C. M. O.; Silva, S. M. L.
2008-09-01

Resumo em português Foi utilizada uma bentonita natural codificada como ASCN oriunda da Bentonit União Nordeste, PB sob forma de pó com granulometria inferior a 0,074 µm. A bentonita ASCN foi modificada organicamente através de troca iônica com o sal brometo de cetil trimetil amônio Cetremide e denominada ASCM. Para obter bentonitas organofílicas, inicialmente, dispersões aquosas de bentonita/sal Cetremide foram mantidas sob agitação mecânica constante a aproximadamente 80 °C por (mais) 30 min. Em seguida o sistema foi mantido em repouso por 24 h, sendo então lavado e filtrados os insumos. Por fim os materiais foram secos a 60 °C e então desagregados e passados em malha 200 para serem caracterizados. Como parâmetro de comparação foi utilizada uma bentonita importada organofílica Cloisite 30 B (Southern Clay Products, Texas, EUA). Ambas argilas foram caracterizadas estruturalmente por análise química, capacidade de troca de cátions, espectroscopia no infravermelho (FTIR), difração de raios X e análise termogravimétrica. A análise química mostrou a presença de óxidos característicos da estrutura do aluminossilicato e eventual redução na maioria dos óxidos metálicos quando as bentonitas foram organofilizadas, ASCM e Cloisite 30B, característico do processo de troca dos cátions metálicos por moléculas do sal orgânico. Mediante os espectros de FTIR verifica-se a presença de bandas características das moléculas do sal nas bentonitas e através da análise de difração de raios X observa-se um aumento no espaçamento basal pela inserção das cadeias do sal entre as lamelas da bentonita, confirmando assim a obtenção de bentonitas organofílicas. A curva termogravimétrica das bentonitas organofílicas indicou que a bentonita Cloisite 30 B apresentou-se mais estável termicamente que a bentonita ASCM. Resumo em inglês A natural bentonite coded as ASCN supplied by Bentonit União Nordeste from Paraíba, Brazil in powder form with particle size smaller than 74 µm was used. The ASCN bentonite was organically modified by ion exchange with the cetyl trimethyl ammonium bromide salt with the commercial name Cetremide and named ASCM. To obtain organobentonites initially aqueous dispersions of bentonites/Cetremide salt were kept under constant mechanic agitation for 30 min at 80 °C. Hereafter (mais) , the system was kept in repose for 24 h, being then washed with distilled water and filtered. These materials were placed for drying in an oven at 80 °C for 48 h and then ground and passed in a 200 mesh sieve. As parameter of comparison was utilized an organophilic bentonite named Cloisite 30B supplied by Southern Clay Products, Texas, USA. Both clays were structurally characterized by chemical analysis, cation exchange capacity, infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD) and thermogravimetric analysis. The chemical analysis showed the presence of oxides, such as SiO2 and Al2O3 characteristics of the structure of aluminosilicate, and eventually a decrease in the majority of the metallic oxides when the bentonites were organophilizated, ASCM and Cloisite 30B, characteristics of process of exchange of metallic cations by molecules of organic salt. Based on the infrared spectra the presence de bands associated with the molecules of salt in the bentonites was found and by X-ray diffraction an increase in basal spacing of the clay by insertion of the organic salt between the lamellae of bentonite was observed, confirming that the bentonites are organophilic bentonites. The thermogravimetric curve of the organobentonites indicated that the Cloisite 30B clay are more thermally stable that the ASCM bentonite.

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Utilização de zeólitas sintetizadas a partir de xisto retortado na remoção de arsênio em águas contaminadas/ Use of zeolites synthesized from oil shale ash for arsenic removal from polluted water

Fernandes-Machado, Nádia Regina Camargo; Miotto-Bigatão, Denise Maria Malachini
2007-10-01

Resumo em inglês The solid by-product of the oil shale processing (PETROBRAS - Brazil) was used as raw material to synthesize zeolites A and faujasite. Alkaline fusion followed by hydrothermal treatment was the synthesis procedure used, and five different starting material compositions were obtained. The more crystalline zeolite-type materials synthesized, the pretreated oil shale ash and commercial zeolites were used as adsorbents in the purification of pollutant solutions with arsenic. (mais) The zeolite-type material composed of a mixture of zeolite A (42.6%) and faujasite (52.9%) presented an ion exchange capacity comparable to the pure zeolites A and faujasite, much better than the pretreated ash.

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Transdutores potenciométricos a base de polímeros condutores: aplicações analíticas/ Potentiometric transducers based in conducting polymers: analytical applications

Rover Júnior, Laércio; Oliveira Neto, Graciliano de; Kubota, Lauro Tatsuo
1997-10-01

Resumo em inglês A review is given about the most relevant advances on the analytical applications of conducting polymers in potentiometric sensors. These organic polymers represent a new class of materials with conducting properties due to its doping by ions. Several polymers already were synthesized such as polypyrrole, polyaniline, polythiophene, among others. Particular attention is devoted to the main advantages supplied by ion selective electrodes and gas sensors using conducting po (mais) lymers, as well as the incorporation of bioactive elements in these polymers for the construction of biosensors. The correlation between structure, stability and ability to ion exchange of some conducting polymers applied as potentiometric transducers, is discussed.

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Modificação química de argilas: desafios científicos e tecnológicos para obtenção de novos produtos com maior valor agregado/ Chemical modification of clays: scientific and technological challenges for obtaining new value-added products

Teixeira-Neto, Érico; Teixeira-Neto, Ângela Albuquerque
2009-01-01

Resumo em inglês Chemical modification of clays is possible due to their ion-exchange and adsorption capacities, which allows the adjustment of the physicochemical properties of the surfaces of their layers. This modification makes possible the use of clays to produce a great number of new materials, which range from coarse applications such as oil based drilling fluids to refined applications such as pharmaceutical products. This article intends to expose where there is still space for research and investment aiming at the performance improvement of clay-based materials.

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Influência do agente precipitante na preparação do óxido de nióbio (V) hidratado pelo método da precipitação em solução homogênea/ Influence of precipitating agent in the preparation of hydrous niobium oxide by the method of homogeneous precipitation

Tagliaferro, Geronimo Virginio; Silva, Maria Lúcia C. P. da; Silva, Gilberto L. J. P. da
2005-03-01

Resumo em inglês This work reports the preparation, characterization and study of the ion exchange behavior of hydrous niobium oxide prepared by a homogeneous precipitation method. The precipitating agent was obtained in aqueous solution by thermal decomposition of urea or ammonium carbonate. The compounds were chemically and physically characterized by X-ray diffractometry, thermal analysis (TG/DTG), surface area measurements and ion exchange behavior with sodium. The materials prepared (mais) with ammonium carbonate presented a higher degree of crystallinity and better ion exchange capacity with sodium than materials prepared with urea. In the homogeneous precipitation method, materials were obtained with specific surface area of 123 - 224 m² g-1. A variation of the preparation process produced hydrous niobium oxide with a different degree of hydration and specific surface area. This provided materials with different physico-chemical properties.

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Caracterização e usos de argilas bentonitas e vermiculitas para adsorção de cobre (II) em solução/ Characterization and uses of bentonite and vermiculite clays for adsorption of copper (II) in solution

Santos, C. P. F. dos; Melo, D. M. A.; Melo, M. A. F.; V. Sobrinho, E.
2002-12-01

Resumo em português Vários trabalhos tratam da remoção de metais por argilas e argilominerais. O processo de remoção geralmente ocorre por precipitação, troca iônica e adsorção. Neste trabalho estudou-se a adsorção de solução de Cu (II) em vermiculita, bentonitas sódica e cálcica, proveniente de Campina Grande-PB , tendo-se como variáveis pH, tempo de contato e concentração do adsorvente. Os ensaios foram realizados à temperatura ambiente e as medidas de Absorção Atômi (mais) ca foram feitas no sobrenadante e no resíduo sólido. As argilas bentonitas cálcicas, provenientes de Campina-Grande (PB), sódica de Wyoming (Wyoming-USA) e sódicas (preparadas em laboratório) e as vermiculitas (provenientes do Piauí) foram caracterizadas antes e após o processo de adsorção de Cu (II) em solução através das técnicas, análise química, TG e DTA, área superficial (BET), espectroscopia na região de infravermelho, difração de raios X e medidas de pH. Os resultados mostram que as argilas estudadas adsorvem metais pesados através da troca iônica e que a vermiculita foi mais eficaz no processo, adsorvendo 40,9% de cobre da solução em estudo, em relação às outras argilas envolvidas no processo. Resumo em inglês Mineral clays have been extensively used for metal removal. The process involves precipitation, ion exchange and adsorption. The present investigation assessed the adsorption of Cu (II) solution by natural vermiculite and both natural and synthetic bentonite. Tests were carried out at ambient temperature for the main parameters of the process, i.e., pH, contact time, and adsorbent content. Atomic absorption was also carried out both for the floater and solid residue. All (mais) raw materials used herein, i.e., sodic bentonite from Campina Grande-PB, sodic bentonite from Wyoming-USA, synthetic sodic bentonite and vermiculite from Piaui, were characterized both before and after adsorption of Cu (II) solution by chemical analysis, TG, DTA, BET surface area, infrared spectroscopy, X-ray diffraction, and pH determination. The results showed that clay minerals adsorb heavy metals by ionic exchange. Vermiculite was the most efficient material studied adsorbing 40.9% of Cu solution.

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Avaliação de materiais orgânicos empregados como fertilizantes/ Evaluation of organic materials used as fertilizers

Rodella, A.A.; Alcarde, J.C.
1994-12-01

Resumo em português Discutiram-se os critérios de avaliação de materiais orgânicos empregados como fertilizantes adotados na legislação brasileira atual. Trabalhando com amostras de compostos, estéreos, resíduos industriais e turfa, discutiu-se a determinação de carbono orgânico através de oxidação pelo íon dicromato. Sugeriu-se que o atual método de determinação de matéria orgânica total por combustão tenha sua utilização restrita ou desaconselhada, devido aos erros g (mais) rosseiros que proporciona. Como forma de se avaliar a qualidade de materiais orgânicos, discutiu-se a determinação da capacidade de retenção de cátions (CTC) em fertilizantes e materiais orgânicos em geral. O grau de maturação ou estabilidade de compostos orgânicos pôde ser convenientemente expresso através da relação entre CTC (meq/l00g) e o teor de carbono orgânico expresso em porcentagem. Resumo em inglês The present paper aimed to study the determination of organic carbon and the cation exchange capacity (CEC) of organic materials which can be used as fertilizers. Analytical procedures recommended by Brazilian official methods of fertilizer analysis include the determination of total organic matter by incineration. The errors of this method are not taken into account in spite of the great variability of the organic materials. This paper suggests that the organic character (mais) istics of organic fertilizers must be expressed by the organic carbon content as determined by wet oxidation with dichromate ion and sulfuric acid. There is a great demand for practical indexes for determining the state of composting since the incorporation into the soil of immature organic material can cause severe damage to crops. In order to evaluate the maturity of organic products as manures, compost industrial wastes and peat, the determination of CEC was discussed. It seems possible to define the chemical stabilization of organic materials on the basis of the relationship between CEC and organic carbon content. The analytical procedures employed proved to be suitable for routine analysis.

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Aplicação da zeólita natural escolecita na remoção de metais pesados de efluentes industriais: competição entre os cátions e processo de dessorção/ Removal of heavy metals from industrial effluents by scolecite: competition and desorption processes

Dal Bosco, S. M.; Jimenez, R. S.; Carvalho, W. A.
2004-01-01

Resumo em português Efluentes aquosos industriais são a principal causa de contaminação das águas com metais pesados. Diante de uma legislação cada vez mais rígida para o descarte desses metais, o desenvolvimento de procedimentos eficientes e de baixo custo para o tratamento de efluentes contendo metais pesados torna-se de grande interesse. Um estudo sobre a capacidade de retenção de metais pesados pela zeólita natural escolecita foi realizado, de modo a se avaliar a viabilidade de (mais) sta aplicação. Os cátions utilizados foram Mn(II), Cd(II), Ni(II) e Cr(III). Nesta etapa do trabalho, foi avaliado o comportamento da zeólita na adsorção seletiva de cátions presentes nos pares Cd/Mn, Cr/Ni, Cr/Cd e Ni/Mn, bem como a possibilidade de dessorção dos cátions metálicos adsorvidos em sua estrutura. A escolecita apresentou uma seletividade que pode ser relacionada, na maioria dos casos, à valência e ao raio iônico das espécies hidratadas. Os cátions Cr(III) e Ni(II) foram fortemente adsorvidos, não podendo ser substancialmente removidos por troca com cátions sódio ou cálcio. Dos cátions testados, apenas o Cd(II) apresentou comportamento de adsorção e de dessorção atípicos, demonstrando uma elevada labilidade no processo de troca iônica. Resumo em inglês During recent years stringent regulations of wastewater discharge into aquatic bodies have been imposed. Removal of contaminants, as heavy metals, is one of the fundamental goal in waste treatment. In order to achieve efficient cost effective technology, natural materials as zeolites are generally been applied is wastewater treatment to remove pollutants. We investigated the ability of scolecite, a natural zeolite from the top of the basaltic flows of Serra Geral Formatio (mais) n in Paraná Basin, Brazil, to retain chromium(III), nickel(II), cadmium(II) and manganese(II) in synthetic aqueous effluents. We evaluated the ion selectivity by batch experiments in a binary combination solution. The scolecite showed high efficiency retaining the tested metals, even when they are in competition. The zeolite preference for one cation could be related to cations with high charge density (e.g., Cr(III)) and lower hydration energies (e.g., Cd(II)). The unusual Cd(II) exchange behavior observed can be related to its lability. Cr(III) and Ni(II) were efficiently adsorbed, so they could not be substantially removed from scolecite structure by sodium or calcium cations.

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