Synthesis and characterization of catalysts based in vermiculite modified with iron: application in type photo-fenton processes

Clays are materials with specific properties that make them promising for various studies. In this work we used the vermiculite clay as support for iron compounds, in order to obtain promising materials for application in the heterogeneous type photo-Fenton process. In all, the study included six solid, starting from the vermiculite (V0) was obtained calcined vermiculite (V0-C), the mixed material (V0/β-FeOOH) formed by vermiculite more akaganeite, exchanged vermiculite (v0t-C), vermiculite impregnated Wet (V0u-C) and V0u-CL that is the solid obtained by impregnating with a back washing. The solids of the study had their physical and chemical characteristics investigated by the following characterization techniques: X-Ray Diffraction (XRD), Infrared Spectroscopy (IR), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), X-Ray Fluorescence Spectroscopy (XRF), UV-Vis by Diffuse Reflectance (DR UV-Vis), Thermogravimetric Analysis (TGA) and Scanning Electron Microscopy (SEM). The V0 material showed three distinct phases, which are the very vermiculite, hidrobiotite and biotite, the last two phases are part of the geological of formation process vermiculite. The solids obtained after the modification showed an increase in the amount of iron present in the clay, these being quantities important for application in photocatalysis. The micrographs and EDS data, show that after treatment of addition of the metal , the iron was intercalary in structure of vermiculite for solid V0t-C and V0u-C, however, this did not occur with mixed material. In the photoFenton process, was observed a maximum removal of 88.8% of the dye methylene blue coloring for the catalyst V0/β-FeOOH, while for the other solids was obtained values between 76.8 and 62.6%, compared to 37.8% of discoloration without the presence of catalyst. Therefore, it is concluded that the vermiculite clay presents as a good catalyst and iron support for the, beyond of presenting a low cost because of its high abundance.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESAs argilas são materiais com propriedades particulares que as tornam promissoras para diversos estudos. Neste trabalho foi utilizada a argila vermiculita como suporte para compostos de ferro, com intuito de obter materiais promissores para aplicações no processo do tipo foto-Fenton heterogêneo. Ao todo, o estudo contou com seis sólidos, partindo da vermiculita (V0) obteve-se a vermiculita calcinada (V0-C), o material misto (V0/β-FeOOH) formado por vermiculita mais akaganeita, vermiculita trocada (V0t-C), vermiculita impregnada por via úmida (V0u-C) e a V0u-CL que representa o sólido obtido por impregnação com uma posterior lavagem. Os sólidos do estudo tiveram suas características físico-químicas investigadas pelas seguintes técnicas de caracterização: Difratometria de Raios-X (DRX), Espectroscopia de Infravermelho (IV), Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS), Fluorescência de Raios-X (FRX), UV-Vis por Reflectância Difusa (UV-Vis RD), Análise Termogravimétrica (TGA) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). O material V0 apresentou três fases distintas, sendo estas, a própria vermiculita, hidrobiotita e biotita, as duas últimas fases fazem parte do processo geológico de formação da vermiculita. Os sólidos obtidos após as modificações apresentaram aumento na quantidade de ferro presente na argila, sendo estas quantidades, importantes para aplicação em reações do tipo foto-Fenton. As micrografias e os dados de EDS, demonstram que após os tratamentos de adição do metal, o ferro foi intercalado na estrutura da vermiculita para os sólidos V0t-C e V0u-C, no entanto, o mesmo não ocorreu com material misto. No processo foto-Fenton, observou-se uma remoção máxima de 88,8% da coloração do corante azul de metileno para o catalisador V0/β-FeOOH, enquanto que para os outros sólidos obteve-se valores entre 76,8 e 62,6%, contra apenas 37,8% de descoloração sem presença de catalisador. Portanto, conclui-se que a argila vermiculita apresenta-se como um bom catalisador e suporte para o ferro, além de apresentar um baixo custo devido sua elevada abundância