Influência do agente precipitante na preparação do óxido de nióbio (V) hidratado pelo método da precipitação em solução homogênea

Abstract

. 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 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 m 2 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.Keywords: hydrous niobium oxide; inorganic ion exchanger; homogeneous precipitation method. INTRODUÇÃOVárias aplicações têm sido estudadas para os trocadores iônicos inorgânicos nas áreas como química analítica; radioquímica; quími-ca e bioquímica ambiental; separações cromatográficas de diversos íons e tratamento de resíduos industriais contendo cátions de metais pesados [1][2][3][4] . O interesse em estudar esses materiais é devido à variedade química, grande expansão das propriedades de troca iônica e diversidade da estrutura dos sorbentes com sítios trocadores, que apresentam enorme seletividade 4-8 .Os óxidos hidratados são importantes trocadores iônicos inorgânicos. O interesse por estes materiais tem-se mantido, pois apresentam os requisitos de seletividade e estabilidade necessários à troca iônica, bem como são de fácil preparação e, em geral, com menores custos quando comparados às resinas orgânicas. Os óxidos metálicos hidratados são praticamente insolúveis em água e na maioria dos áci-dos apresentam estruturas rígidas, sofrendo pouca dilatação ou compressão quando imersos em solução aquosa, características estas necessárias para um bom desempenho como trocador iônico 2 .Quanto à estrutura, os óxidos de metais hidratados podem ser classificados em dois grupos: a) a troca iônica ocorre apenas nos sítios da superfície do trocador e b) óxidos que possuem cavidades, túneis e lamelas onde os sítios ativos de troca estão localizados. No último grupo apenas uma pequena quantidade de sítios está localizada na superfície, a quase totalidade dos mesmos está localizada nas lamelas, que são unidas uma às outras essencialmente através de ligações de hidrogênio 9 (Figura 1).A capacidade de troca iônica (CTI) dos óxidos hidratados está diretamente relacionada com o tamanho e a forma dos cristais, com a técnica de precipitação, com o tipo de agente precipitante utilizado e sua concentração, pois esses parâmetros definem a morfologia dos cristais, dos óxidos hidratados e, conseqüentemente, o comportamento de troca iônica. Portanto, a característica físico-química de um trocador está diretamente r...

Adsorção de chumbo, cádmio e prata em óxido de nióbio (V) hidratado preparado pelo método da precipitação em solução homogênea

“…Desta forma, a área superficial também influencia na capacidade de troca iônica do material, pois quanto maior a área superficial específica, maior a quantidade de sítios na superfície do material e, consequentemente, maior a capacidade de troca iônica do mesmo. Embora a área superficial específica do material preparado seja cerca de 10 vezes menor que a encontrada por Tagliaferro et al, 15 a capacidade de troca iônica é maior. É válido salientar que a técnica de adsorção gasosa apenas detecta a presença de microporos e mesoporos.…”

“…13,15 Tagliaferro et al 15 observaram que o precursor do agente precipitante na obtenção do óxido de nióbio hidratado influencia nas propriedades físico-químicas, formando um material com maior ou menor grau de cristalinidade.…”

Estudo da adsorção de surfactante catiônico em uma matriz inorgânica preparada via óxido de nióbio

“…O óxido de nióbio V tem sido muito utilizado em lentes oftálmicas diminuindo a espessura e o peso. Estudos sobre seu comportamento catalítico e em troca iônica vêm sendo realizados [4][5][6].…”

“…Entre esses materiais, destaca-se o óxido de nióbio hidratado que pode ser facilmente obtido pela fusão do pentóxido de nióbio com carbonato de potássio, formando niobato de potássio e posterior precipitação em solução de ácido nítrico de concentração adequada [9,10]. Outra alternativa viável para obtenção do óxido de nióbio hidratado é por precipitação em solução homogênea usando como agente precipitante a uréia e o carbonato de amônio [5,11]. Observou-se que o precursor do agente precipitante na obtenção do óxido de nióbio hidratado influencia nas propriedades físico-químicas gerando material com maior ou menor grau de hidratação e cristalinidade [5].…”

“…Outra alternativa viável para obtenção do óxido de nióbio hidratado é por precipitação em solução homogênea usando como agente precipitante a uréia e o carbonato de amônio [5,11]. Observou-se que o precursor do agente precipitante na obtenção do óxido de nióbio hidratado influencia nas propriedades físico-químicas gerando material com maior ou menor grau de hidratação e cristalinidade [5]. Recentemente foi estudada a utilização do óxido de nióbio hidratado como suporte para imobilização Estudo da adsorção de surfactante catiônico em uma matriz inorgânica preparada via óxido de nióbio (Adsorption study of the cationic surfactant in inorganic matrices prepared from niobium oxides) da enzima lipase e sua posterior aplicação em reações de biotransformação de óleos vegetais com o objetivo de agregar valor as matérias-primas da agroindústria nacional visando a obtenção de biodiesel [12].…”