Modificação química da fibra natural de algodão com ZrO2 e propriedades

• Main Author: Alfredo Alberto Muxel
• Other Authors: Antonio Alberto da Silva Alfaya .
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Estadual de Londrina. Centro de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em Química dos Recursos Naturais. 2007
• Online Access: http://www.bibliotecadigital.uel.br/document/?code=vtls000129515

Este trabalho descreve um método de modificação química das fibras naturais de algodão com ZrO2 e em seguida estuda algumas propriedades deste compósito. As fibras de algodão foram submetidas a um tratamento térmico com solução de hidróxido de sódio para a remoção da lignina e das gorduras naturais. Em seguida, as fibras tratadas foram dispersas em uma solução aquosa de oxicloreto de zircônio e por fim tratadas com gás amônia para a obtenção do compósito fibra natural de algodão/ZrO2. Este material foi disperso em uma solução de ácido fosfórico para a obtenção do compósito fibra natural de algodão/ZrO2/Fosfato, um novo material contendo fosfato imobilizado em sua superfície. Para que a máxima adsorção de grupos fosfato na superfície do compósito fibra natural de algodão/ZrO2 fosse obtida estudos de isotermas de adsorção foram realizados. O teor de ZrO2 incorporado no compósito fibra natural de algodão/ZrO2 foi de 7,48% e o teor de fosfato adsorvido no compósito fibra natural de algodão/ZrO2/Fosfato foi de 0,78 x 10-3 mol g-1. Os compósitos fibra natural de algodão/ZrO2 e fibra natural de algodão/ZrO2/Fosfato foram caracterizados pelas técnicas de espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X, difração de raios-X, termogravimetria, espectroscopia na região do infravermelho e ressonância magnética nuclear de 31P de sólido. Pelas análises realizadas identificou-se que a espécie fosfato adsorvida na superfície do compósito fibra natural de algodão/ZrO2/Fosfato foi o HPO42-. O mapeamento por EDS e as imagens de microscopia eletrônica de varredura mostraram que os átomos de zircônio e fósforo estão dispersos de forma homogênea na superfície da fibra. Estudos de adsorção de íons Cr(VI) em solução aquosa pelo compósito fibra natural de algodão/ZrO2 e da adsorção de amônia gasosa pelo compósito fibra natural de algodão/ZrO2/Fosfato foram realizados com o intuito de verificar a potencialidade destes novos compósitos como materiais adsorventes de interesse ambiental e/ou tecnológico. A capacidade máxima de adsorção de Cr(VI) pelo compósito fibra natural de algodão/ZrO2 foi de 1,29 x 10-3 mol g-1 e a capacidade máxima de adsorção de amônia gasosa pelo compósito fibra natural de algodão/ZrO2/Fosfato foi de 0,76 x 10-3 mol g-1. === The present work describes a method of chemical modification of cotton natural fibers with ZrO2 and then studies some properties of this composite. The cotton fibers were submitted to a thermal treatment with a sodium hydroxide solution for lignin and natural fat removal. Following that, the treated fibers were dispersed in an aqueous solution of zirconium oxichloride and finally treated with ammonium gas for the obtainment of the cotton natural fiber⁄ZrO2 composite. This material was dispersed in a phosphoric acid solution for the obtainment of the cotton natural fiber⁄ZrO2⁄Phosphate composite, a new material containing immobilized phosphate on its surface. To achieve the maximum adsorption of phosphate groups on the surface of the cotton natural fiber⁄ZrO2 composite, isothermal adsorption studies were carried out. The amount of ZrO2 incorporated on the cotton natural fiber⁄ZrO2 composite was 7.48% and the amount of phosphate adsorbed on the cotton natural fiber⁄ZrO2⁄Phosphate composite was 0.78 x 10-3 mol g-1. The cotton natural fiber⁄ZrO2 composite and cotton natural fiber⁄ZrO2⁄Phosphate were characterized by X-ray-excited photoelectron spectroscopy, X-ray diffraction, thermogravimetry, infrared spectroscopy and 31P solid magnetic nuclear resonance. With the analysis made it was identified that the phosphate species adsorbed on the cotton natural fiber⁄ZrO2⁄Phosphate composite surface was HPO42-. The EDS mapping and the scanning electron microscopy images revealed that the zirconium and phosphorus atoms were homogeneously dispersed throughout the surface of the fiber. Studies on the adsorption of Cr(VI) ions in aqueous solution by the cotton natural fiber⁄ZrO2 composite and on the adsorption of gaseous ammonium the cotton natural fiber⁄ZrO2⁄Phosphate composite were conducted aiming on the verification of the potential of these new composites as adsorbing materials of environmental and/or technological interest. The maximum Cr(VI) adsorption capacity by the cotton natural fiber⁄ZrO2 composite was of 1.29 x 10-3 mol g-1 and the maximum gaseous ammonium adsorption capacity by the cotton natural fiber⁄ZrO2⁄Phosphate composite was 0.76 x 10-3 mol g-1.