Abstract:
A extração de petróleo e gás natural tem sido setores dominantes na economia global desde o
início do século XIX. Embora essenciais para a sociedade, a extração e o processamento desses
recursos têm impactos ambientais significativos, sendo a água de produção (AP) o aspecto mais
preocupante. O estudo investigou o potencial da vermiculita modificada (VMT) como
adsorvente para a remoção de contaminantes da AP. Entretanto, foi dada ênfase especial ao
cobre e ao fenol. A microscopia eletrônica de varredura (MEV) revelou uma estrutura natural
da VMT composta por pilhas imperfeitas com lamelas em escala micrométrica,
significativamente mais espessas do que folhas individuais. A VMT natural apresentou uma
área superficial BET de 1,49 m²/g, com um d50 de 890 µm. Após a exfoliação térmica, a área
superficial aumentou para 12,4 m²/g, com um valor de d50 correspondente de 12,4 µm. Após a
organomodificação com 7,5% em peso de polímero, a área superficial BET diminuiu para 8,78
m²/g, enquanto o tamanho das partículas (d50) aumentou para 139 µm, confirmando a
incorporação do polímero. A análise de fluorescência de raios X (FRX) indicou um teor de
vermiculita inferior a 50%, consistente com a vermiculita de Palabora. A análise de difração
de raios X (DRX) da VMT não modificada exibiu múltiplos reflexos, indicativos de uma
mistura mineral. Após a modificação, a argila apresentou intensidades de pico menores,
atribuídas à delaminação das folhas e à redução do tamanho das partículas devido à expansão
térmica e à integração do polímero. A análise termogravimétrica (TGA) revelou perda de massa
em toda a faixa de temperatura tanto para a VMT natural quanto para a modificada, com maior
perda de massa nesta última devido às moléculas orgânicas do polímero. Experimentos de
adsorção em batelada demonstraram baixa eficiência de remoção para fenol (≈23%) e cobre
(≈54%) da água de produção para a VMT natural. Após a organomodificação, a eficiência de
remoção de fenol melhorou significativamente (≈74%), enquanto a eficiência de remoção de
cobre reduziu drasticamente para 13%. Esses achados sugerem que modificações específicas
da VMT podem otimizar suas capacidades de adsorção para contaminantes específicos, embora
trade-offs devam ser considerados ao direcionar múltiplos poluentes. Recomenda-se mais
pesquisas sobre técnicas de modificação e condições de aplicação para maximizar seu potencial
no tratamento de água de produção.
