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Título: Estudo da intercalação de água e das transições dos estados de hidratação de nanossilicatos sintéticos
Autor(es): Fonseca, Cyntia Larisse Silva da
Orientador(es): Silva, Geraldo José da
Coorientador(es): Miranda, Leander Michels Brito de
Assunto: Argila
Íons
Fluorohectorita
Data de publicação: 28-Set-2018
Referência: FONSECA, Cyntia Larisse Silva da. Estudo da intercalação de água e das transições dos estados de hidratação de nanossilicatos sintéticos. 2018. 119 f., il. Tese (Doutorado em Física)—Universidade de Brasília, Brasília, 2018.
Resumo: As argilas estão presentes em quase toda a terra e são matérias-primas para muitas tecnologias feitas pela humanidade. O pequeno tamanho das partículas e a estrutura microporosa da argila conferem a essas a capacidade de absorver água, causando sua expansão. Como a água intercala entre as camadas, o número de moléculas de água intercaladas e seus arranjos moleculares dependem da umidade relativa, da temperatura e da forma como esses processos são realizados. Para aplicações relacionadas com o processo de expansão das argilas, é de suma importância entender as interações entre suas placas, os íons, as moléculas de água intercaladas e o efeito resultante dessas interações, por exemplo, a histerese. Nesse contexto, o presente trabalho estuda a hidratação de íons intercalados na argila sintética Fluorohectorita e o efeito do seu histórico de preparo: amostra pré-aquecida e não-pré-aquecida. A estrutura da Fluorohectorita é composta por camadas negativamente carregadas de ~ 0,7 nm de espessura que são feitas de duas folhas tetraédricas de SiO4 ligadas por uma folha octaédrica de Mg6-xLix. Devido à substituição de ions com cargas diferentes nas suas placas, essas camadas podem ter uma carga líquida, que é compensada por cátions na intercamada de diferentes tipos, no nosso caso de Na+ e Li+. Através da combinação de difração de raios X de síncrotron, difração de raios X a baixos ângulos e análise termogravimétrica a adsorção de água na Fluorohectorita foi estudada e a quantidade de moléculas de água por cátion foi obtida. Os resultados concordam com outros estudos experimentais e de simulação.
Abstract: Clays are present in almost any land and are raw materials for many technologies made by mankind. The small particle size and microporous structure of clay gives it the ability to absorb water causing swelling. As water interleaves between the layers the number of intercalated packaging water molecules and their molecular arrangements are dependent on relative humidity, temperature and the way this processes is done. For clay swelling applications, it is of paramount importance to understand the interactions among the clay sheets, the intercalated water-ions and the resultant effect of those interactions, for example, the hysteresis. In that context, the present work study the hydration of intercalated ions in the synthetic clay Fluorohectorite and the effect of its preparation history: preheated sample and non-preheated ones. The structure of Fluorohectorite is composed of negatively charged layers of ≈ 0.67 nm thick that are made of two SiO4 tetrahedral sheets connected by a Mg6-xLix octahedral sheet. Due to the substitution of ions with different charges on their plates, these layers may have a net charge, which is compensated by interlayer cations of different types, in our case of Na+ and Li+. By combining synchrotron X-ray diffraction, small angle X-ray diffraction and thermo-gravimetric analysis the water adsorption in Fluorohectorite was studied and the amount of water molecules per cation was obtained. The results agree with other experimental and simulation studies.
Informações adicionais: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2018.
Licença: A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
Agência financiadora: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).
Aparece nas coleções:IF- Doutorado em Física (Teses)

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