Functionalization of the bentonite clay for adsorption of organic compounds
DOI:
https://doi.org/10.22481/exon.v11i2.20600Keywords:
Organophilic, Hydrocarbons, Benzene, Environmental impact, BTEXAbstract
Environmental accidents involving the leakage of fuels and derivatives are highly toxic to local in which are transported. Fuels contain organic compounds such as benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes (BTEX), which are the main agents of contamination of soils and water resources. The objective of this work was the functionalization of bentonite clay by dissolving it in quaternary salts of tetramethylammonium bromide (MTA) and cetyltrimethylammonium bromide (BCTA) to retaining benzene. X-Ray Diffraction (XRD) technique and gas chromatography was performed. The XRD diffractograms showed widening of basal space in the organophilic clays, indicating that the salts were able to functionalize them, modifying the interlayer layers. In gas chromatography, a higher concentration of benzene adsorption was observed in organophilic clays when compared to untreated clay. The clay functionalized by MTA adsorbed approximately 90% of the organic compound. The results of this work show that both organophilic clays, modified by the two quaternary salts, were effective in the adsorption of benzene. Therefore, functionalized clays can be applied as a new alternative in the treatment of water and soils contaminated by benzene, resulting from environmental accidents.
Downloads
References
U.S. Department of Health and Human Services, Toxicological profile for benzene, Federal Register, Atlanta, Georgia, 2007. https://www.atsdr.cdc.gov/toxprofiles/tp3.pdf
H. Grigoryan, W.M.B. Edmands, Q. Lan, H. Carlsson, R. Vermeulen, L. Zhang, S.N. Yin, G.L. Li, M.T. Smith, N. Rothman, S.M. Rappaport, Adductomic signatures of benzene exposure provide insights into cancer induction, Carcinogenesis. 39 (2018) 661–668. doi:10.1093/carcin/bgy042.
J.H. Yoon, W.S. Kwak, Y.S. Ahn, A brief review of relationship between occupational benzene exposure and hematopoietic cancer, Ann. Occup. Environ. Med. 30 (2018) 5–9. doi:10.1186/s40557- 018-0245-9.
E. Sauer, B. Gauer, S. Nascimento, J. Nardi, G. Göethel, B. Costa, D. Correia, U. Matte, M. Charão, M. Arbo, A. Duschl, A. Moro, S.C. Garcia, The role of B7 costimulation in benzene immunotoxicity and its potential association with cancer risk, Environ. Res. 166 (2018) 91–99. doi:10.1016/j.envres.2018.05.029.
A. Thetkathuek, W. Jaidee, S. Saowakhontha, W. Ekburanawat, Neuropsychological Symptoms among Workers Exposed to Toluene and Xylene in Two Paint Manufacturing Factories in Eastern Thailand, Adv. Prev. Med. 2015 (2015) 1–10. doi:10.1155/2015/183728.
F. Santiago, S. Lima, T. Pinheiro, R.T. Silvestre, U.B. Otero, M.M. Tabalipa, N. Kosyakova, M.H. Ornellas, T. Liehr, G. Alves, Benzene poisoning, clinical and blood abnormalities in two Brazilian female gas station attendants: two case reports, BMC Res. Notes. 10 (2017) 1–5. doi:10.1186/s13104- 016-2369-8.
M.H. Dehghani, A. Norouzian, M. Fazlzadeh, H.R. Ghaffari, Exposure and risk assessment of BTEX in indoor air of gyms in Tehran, Iran, Microchem. J. 150 (2019) 104135. doi:10.1016/j.microc.2019.104135.
O.S. Mohammed, F. Kambouche, P. Amirthalingam, Chemical pneumonitis due to accidental inhalation of benzene: A case report, Respir. Med. Case Reports. 29 (2020) 100981. doi:10.1016/j.rmcr.2019.100981.
Petrobras, Gasolina - Informações Técnicas, Brazil, 2019. http://sites.petrobras.com.br/minisite/assistenciatecnica/default.asp.
A. Patel, S. Indulkar, V. Chavan, P. Maddheshiya, M. Asrani, S. Thakur, A.K. Singh, V. Gupta, Clay free invert emulsion drilling fluid system- An innovative rheology modifier which provides flat rheology for deep water drilling and viscosifier for clay free system, Soc. Pet. Eng. - Abu Dhabi Int. Pet. Exhib. Conf. 2018, ADIPEC 2018. (2019) 1–19. doi:10.2118/192618-ms.
N. do N. Varzacacou, Interação de gasolina, benzeno, tolueno e xilenos, Universidade de São Paulo, 2009.
H.X. Corseuil, M.D.M. Marins, Contaminação de águas subterrâneas por derramamentos de gasolina: o problema é grave, Rev. Eng. Sanitária e Ambient. 2 (1997) 50–54.
M. Alkan, Ö. Demirbaş, S. Çelikçapa, M. Doǧan, Sorption of acid red 57 from aqueous solution onto sepiolite, J. Hazard. Mater. 116 (2004) 135–145. doi:10.1016/j.jhazmat.2004.08.003.
A. Ben-Yahia, S. El Kazzouli, E.M. Essassi, M.M. Bousmina, Synthesis and characterization of new organophilic clay. Preparation of polystyrene/clay nanocomposite, Sci. Study Res. Chem. Chem. Eng. 19 (2018) 193–202.
E. Farsouni Eydi, A. Shariati, M.R. Khosravi-Nikou, Separation of BTEX compounds (benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes) from aqueous solutions using adsorption process, J. Dispers. Sci. Technol. 40 (2019) 453–463. doi:10.1080/01932691.2018.1472007.
J. Du, S. Chadalavada, R. Naidu, Synthesis of porous bentonite organoclay granule and its adsorption of tributyltin, Appl. Clay Sci. 148 (2017) 131–137. doi:10.1016/j.clay.2017.07.033.
A.R. V Silva, H.C. Ferreira, Esmectitas organofílicas: conceitos, estruturas, propriedades, síntese, usos industriais e produtores/fornecedores nacionais e internacionais, Rev. Eletrônica Mater. e Process. 33 (2008) 1–11.
L.B. De Paiva, A.R. Morales, F.R.V. Díaz, Argilas organofílicas: características, metodologias de preparação, compostos de intercalação e técnicas de caracterização, Cerâmica. 54 (2008) 213–226. doi:10.1590/S0366-69132008000200012.
C.C. Muniz, S.M.L. da Silva, C.M. Raposo, Optimization of the process of synthesis of hydrophobic clay, in: 53 Brazilian Congr. Ceram., Brasil, 2009. https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/42/105/42105299.pdf?r=1&r=1.
C. Bertagnolli; A.F. Almeida-Neto, M.G.C. Silva, Preparação e caracterização de argilas bentonitas organofílicas, in: 1999: p. S-92.
K.P. dos Santos, A.E. de F.L. Lucena, L.C. de F.L. Lucena, J. de A.A. e. Silva, S.C.F. do E. Costa, Estudo da incorporação de argilas montmorilonitas em cimentos asfálticos de petróleo, Rev. Mater. 20 (2015) 501–513. doi:10.1590/S1517-707620150002.0050.
G.R.B. Navarro, A. Zanardo, C.C. Montibeller, T.G. Leme, Referência de minerais comuns e economicamente relevantes: filossilicatos, 2017.
H.H. Murray, Clay in Industry, in: 12Th Int. Clay Conf., Bahia Blanca, Argentina, 2001.
K.W. Park, O.Y. Kwon, Interlamellar silylation of montmorillonite with 3- aminopropyltriethoxysilane, Bull. Korean Chem. Soc. 25 (2004) 965–968. doi:10.5012/bkcs.2004.25.7.965.
A.F. Baruel, R.C.L. Dutra, M.R. Baldan, C.M.A. Lopes, S.N. Cassu, Organophilization and silanization of bentonite clay, Quim. Nova. 41 (2018) 134–139. doi:10.21577/0100-4042.20170160.
R. V. Gaines, H.C.W. Skinner, E.E. Foord, B. Mason, A. Rosenzweig, Dana’s New Mineralogy, J. Am. Chem. Soc. 120 (2001). doi:10.1021/ja9756984.
D.L. Guerra, W.L.L. Silva, H.C.P. Oliveira, R.R. Viana, C. Airoldi, Organofunctionalized Amazon smectite for dye removal from aqueous medium-Kinetic and thermodynamic adsorption investigations., J. Hazard. Mater. 186 (2011) 675–682.
J.M. Cogo, Caracterização e funcionalização de argila esmectita de alteração basáltica e utilização na remoção de corante com processo de adsorção: estudo da cinética e equilíbrio do processo, Universidade Federal de Mato Grosso, 2011.
R.A. Melquiades, I. Lobo, C.L.B. Guedes, J.P. Pinto, Análise de benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos em solos por headspace e cromatografia gasosa/detector de ionização de chama, Semin. Ciências Exatas e Tecnológicas. 27 (2006) 113. doi:10.5433/1679-0375.2006v27n2p113.
D.T. de Souza, Remediação de solo contaminado com gasolina via processo tipo-fenton e avaliação da fitotoxicidade, Universidade Estadual de Ponta Grossa, 2017.
Agência Nacional de Vigilância Sanitária - ANVISA, Resolução no 899, Diário Of. Da União. 2003 (2003). http://portal.anvisa.gov.br/documents/10181/2718376/RE_899_2003_COMP.pdf/ff6fdc6b3ad1-4d0f-9af2-3625422e6f4b.
Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia - INMETRO, Orientação sobre validação de métodos analíticos, Inst. Nac. Metrol. Qual. e Tecnol. (2016) 31.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2020 Exatas Online

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Você é livre para:
Compartilhar - copia e redistribui o material em qualquer meio ou formato; Adapte - remixe, transforme e construa a partir do material para qualquer propósito, mesmo comercialmente. Esta licença é aceitável para Obras Culturais Livres. O licenciante não pode revogar essas liberdades, desde que você siga os termos da licença.
Sob os seguintes termos:
Atribuição - você deve dar o crédito apropriado, fornecer um link para a licença e indicar se alguma alteração foi feita. Você pode fazer isso de qualquer maneira razoável, mas não de uma forma que sugira que você ou seu uso seja aprovado pelo licenciante.
Não há restrições adicionais - Você não pode aplicar termos legais ou medidas tecnológicas que restrinjam legalmente outros para fazer qualquer uso permitido pela licença.


