Síntese e caracterização de óxido hidróxido de manganês do tipo manganita (γ -MnOOH)

Abstract

IntroduçãoÓxidos de manganês com estruturas em túnel e camada constituem uma larga família de materiais porosos, com as estruturas construídas através de unidades octaédricas MnO 6 compartilhadas pelos vértices e/ou arestas. Devido às características de multivalência do estado de oxidação do Mn (2+, 3+, 4+) e diversidade estrutural, estes materiais apresentam propriedades importantes que há algum tempo vem sendo estudadas por pesquisadores da área de ciências de materiais interessados em novas estruturas e propriedades. Dentre essas propriedades merecem destaque: alto poder de adsorção, troca catiônica, peneira molecular, peneira iônica e catálise [1,2].Apesar de existirem abundantemente na natureza, um dos obstáculos da utilização de óxidos de Mn advindos de ocorrências naturais é que, além de conter impurezas, sua composição estrutural e elementar pode apresentar variações de acordo com a localidade de origem. Como resultado desta diversidade, temos a obtenção de propriedades pouco uniformes e irreprodutíveis, logo, à obtenção desses materiais pela via sintética se mostra mais importante e viável [3,4].Das várias estruturas em túnel de óxidos de manganês existentes, destaca-se neste trabalho a estrutura em túnel tipo manganita, um óxido hidróxido de manganês. Na manganita (γ-MnOOH), cadeias simples de octaedros de Mn 3+ (O,OH) 6 compartilhados pelos vértices se interligam para formar uma estrutura em túnel (1x1), isomorfa a pirolusita (β-MnO 2 ), normalmente com estado de oxidação do manganês 3+ e substituição parcial do oxigênio por hidroxilas gerando uma distorção na estrutura (efeito de Jahn-Teller), como ilustrado na Fig. 1 [1, 2, 5, 6]. Diferentemente, a pirolusita não tem substituição do oxigênio e o estado de oxidação do manganês é 4+. De acordo com a literatura, não há presença de cátions além de hidrogênio nos túneis [1,6]. A manganita cristaliza no sistema monoclínico, com grupo espacial P2 1 /c [6]. Na natureza, a manganita ocorre preferencialmente em veios de depósitos hidrotermais como cristais aciculares e prismáticos ou produtos de alteração de outros minerais de manganês [1]. O interesse na obtenção de manganita está na sua aplicação em adsorção/co-adsorção de metais de transição como zinco, cobalto, cromo e cádmio; são também amplamente utilizados em baterias, materiais magnéticos e catalíticos [7][8][9][10][11][12][13][14][15].Há várias rotas de obtenção de manganita, dentre as quais podem ser citadas: síntese pela oxidação de Mn 2+ (MnSO 4 ) com 30% de H 2 O 2 e precipitação forçada na presença de 0,2 NH 3 [16]; método hidrotermal de KMnO 4 e hidróxido resumo Óxido hidróxido de manganês (γ -MnOOH) do tipo da manganita foi sintetizado por uma rota simples, em que a chave precursora Kbirnessita foi preparada pelo método sol-gel. O tratamento hidrotermal da estrutura lamelar do tipo da birnessita favorece a obtenção de estruturas em túnel, sendo que o tamanho destes túneis depende das condições empregadas na síntese (pH, temperatura e tempo). A comprovação da formação de manganita sob as condiç...

Removal of Orange G Dye by Manganese Oxide Nanostructures

“…All the peaks were broad and of low intensity, indicative of the presence of very small and/or poorly crystallized particles. 8,21 These results were similar to those reported for lamellar phases of natural birnessite 7,24 and synthetic black or brown forms. 3,9,12 Peaks at 2θ smaller than 20° were related to the distance between lamellae (also termed basal spacing).…”

“…The hydroxyl radicals generated are able to oxidize the toxic organic dye and produce nontoxic inorganic products, with the formation of several intermediates, as follows: 42,43 OH· + toxic organic dye → organic intermediates → CO 2 + H 2 O + nontoxic degraded inorganic (8) In order to verify the contribution of the ·OH radicals in the decoloration of the OG solution, an experiment with the presence of tert-butyl alcohol was carried out. According to Ismail et al, 44 the tert-butyl alcohol acts as an ·OH trap and can be used to confirm its involvement in the removal of the organic pollutant.…”

“…[5][6][7] Although the ores are naturally abundant, the MOs derived from them present little uniformity and low reproducibility, which hinders their practical application. 7,8 For this reason, the production of synthetic birnessites has attracted attention due to their easy preparation and functionalization, as well their inherent homogeneity. 9,10 The most common methods employed for birnessite synthesis involve the oxidation of manganese(II) hydroxide or the reduction of potassium permanganate, using a variety of oxidizing or reducing agents.…”

Análise Do Desempenho Do Tratamento De Águas Residuais Industriais Em Lagoas De Estabilização – Estudo De Caso De Uma Agroindústria

“…Além de ser uma solução interessante para a proteção do meio ambiente (Xiao et al, 2009, Ribeiro, 2011, Bitencourt et al, 2012. Os picos característicos de óxido de Mn com estrutura em camada foram identifi cados em ambas as amostras e estão em 12,5 e 25 º (2 theta) (Kuma et al, 1994;Figueira, 2008;Feng, 1998 agregados bem defi nidos de folhas em média de 5 a 10 mm. Esta morfologia em folhas já é bem conhecida destes materiais obtidos de reagentes comerciais (Figueira et.…”

“…Os picos característicos de óxido de Mn com estrutura em camada foram identifi cados em ambas as amostras e estão em 12,5 e 25 º (2 theta) (Kuma et al, 1994;Figueira, 2008;Feng, 1998 agregados bem defi nidos de folhas em média de 5 a 10 mm. Esta morfologia em folhas já é bem conhecida destes materiais obtidos de reagentes comerciais (Figueira et. al, 2008;Zhang et al, 2014;CUI et al, 2009 O biocarvão produzido a partir de resíduos de culturas agrícolas vem sendo utilizado em larga escala para melhoria da qualidade física e química dos solos (LEHMANN et al, 2011) e diversos estudos tem avaliado as contribuições deste material para biota edáfi ca (CHINTALA et al, 2016;ANDRÉS et al, 2019;HARDY et al, 2019;HERRMANN et al, 2019;PALANSOORIYA et al, 2019).…”