Recebido em 6/4/04; aceito em 20/12/04; publicado na web em 25/5/05 MAGNETIC ZEOLITES FOR REMOVAL OF METALS IN WATER: In this work the adsorption features of zeolites (NaY, Beta, Mordenite and ZSM-5) have been combined with the magnetic properties of iron oxides in a composite to produce a magnetic adsorbent. These magnetic composites can be used as adsorbents for contaminants in water and subsequently removed from the medium by a simple magnetic process. The magnetic zeolites were characterized by XRD, magnetization measurements, chemical analyses, N 2 adsorption isotherms and Mössbauer spectroscopy. These magnetic adsorbents show remarkable adsorption capacity for metal ion contaminants in water.Keywords: zeolite/iron oxide composite; magnetic adsorbents; metallic contaminants.
INTRODUÇÃOA aplicação de compósitos magnéticos para resolver problemas ambientais tem recebido considerável atenção nos últimos anos. Compósitos magnéticos podem ser usados para adsorver contaminantes de efluentes industriais e, após a adsorção, podem ser separados por um simples processo magnético. Alguns exemplos desta tecnologia são a utilização de partículas magnéticas para acelerar a coagulação em esgoto 1 , magnetita recoberta com polímeros para remoção de radionuclídeos do leite 2 e poli(oxi-2,6-dimetil-1,4-fenileno) para a remoção de corantes orgânicos 3 . Entretanto, estes materiais possuem baixa área superficial ou baixa capacidade de adsorção, o que limita sua aplicação. Além disso, a preparação destes materiais magnéticos demanda várias etapas, reagentes quí-micos especiais e procedimentos sofisticados. Nosso grupo vem desenvolvendo compósitos magnéticos, tais como argilas/óxido de ferro e carvão ativado/óxido de ferro com elevada área superficial e alta capacidade de adsorção 4 e, mais recentemente, adsorventes magnéticos de contaminantes metálicos baseados em diferentes zeólitas naturais impregnadas com óxido de ferro magnético.As zeólitas naturais são materiais acessíveis, de baixo custo e excelentes trocadores iônicos, razão pela qual são empregadas para a adsorção de contaminantes metálicos. A capacidade de adsorção das zeólitas é resultante da sua alta área superficial e de sua carga líquida negativa nos canais de sua estrutura que atraem cátions tais como metais pesados 5 . Por estas razões, diferentes zeólitas têm sido estudadas como adsorventes de contaminantes metálicos 6-11 , as zeólitas empregadas neste trabalho possuem as seguintes estruturas 12,13 :
Zeólita YPossui a mesma estrutura da zeólita X, a diferença está na relação Si/Al. A zeólita X tem uma relação Si/Al compreendida entre 1 e 1,5; enquanto que a zeólita Y tem relação Si/Al maior que 1,5. A estrutura está esquematizada na Figura 1 e apresenta dois sistemas de canais interconectados entre si:• um sistema formado pela união de supercaixas α (diâmetro interno de 12,4 Å), às quais se ingressa por aberturas formadas por 12MR (anéis de 12 membros) de diâmetro igual a 7,8 Å e • um sistema de canais formado pela conexão alternada de caixas sodalitas (diâmetro...