Desenvolvimento de materiais para armazenamento de CO2 através da transformação mecanoquímica de Caulim em zeólita LTA
Zeólita, Adsorção de CO2, Efeito Estufa, Síntese à verde, Caulim.
A necessidade de proteção e restauração do meio ambiente é uma preocupação universal enfrentada pela humanidade. A redução de gases de efeito estufa (GEE), como o dióxido de carbono (CO₂), tem gerado um grande alerta entre empresas, indústrias e países, como forma de combate ativo à poluição ambiental. Nessa vertente, o desenvolvimento de materiais capazes de capturar CO₂ vem ganhando cada vez mais destaque, de modo que materiais adsorventes têm expandido seu espaço nos últimos anos. Desta forma, materiais zeolíticos surgem como uma oportunidade para auxiliar nessa problemática.
Atrelado ao desenvolvimento de zeólitas, diferentes rotas de síntese vêm sendo estudadas com o objetivo de alcançar melhores desempenhos, sobretudo por meio da aplicação de rotas que utilizem materiais naturais ou que possam ser consideradas ambientalmente mais sustentáveis. Neste trabalho, foram desenvolvidos materiais zeolíticos a partir de 4 (quatro) métodos de sínteses, em que a rota mecanoquímica e o caulim como fonte de Si e Al foram os diferenciais.
No método 1, o caulim foi inicialmente ativado por moagem em moinho de bolas planetário e, posteriormente, utilizado em uma rota convencional de síntese hidrotérmica da zeólita LTA. No método 2, o caulim in natura e os demais reagentes foram submetidos simultaneamente à moagem em moinho de bolas planetário, seguida de tratamento hidrotérmico, caracterizando uma rota híbrida mecanoquímica-hidrotérmica. No método 3, a síntese foi realizada exclusivamente por ativação mecanoquímica em moinho de bolas planetário, seguida apenas por uma etapa de envelhecimento térmico em estufa, sem tratamento hidrotérmico. Por fim, no método 4, a mistura reacional foi submetida a uma autoclave giratória sob temperatura controlada, promovendo simultaneamente agitação e cristalização durante o processo de síntese. Todos os materiais foram caracterizados por meio de análises de difração de raios X (DRX), fluorescência de raios X (FRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e testes de adsorção de N₂ e de CO₂ em leito fixo, com o objetivo de calcular a capacidade de adsorção de CO₂. Algumas amostras também foram submetidas à análise de tamanho de partícula por meio da técnica Particle Size Analyzer – Analisador de Tamanho de Partículas.
Os resultados apontam que o processo de moagem promoveu a amorfização do caulim em valores superiores a 80% quando aplicadas condições mais intensas de moagem, como maiores tempos e velocidades. As zeólitas foram obtidas conforme os resultados apresentados, entretanto, observou-se a formação de uma mistura de zeólita LTA e sodalita, sendo a fase LTA predominante na maioria das amostras. A aplicação desses materiais na captura de CO₂ foi avaliada e, até o momento, os resultados têm se mostrado promissores para essa finalidade.