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ESTUDO DA PENEIRA MOLECULAR SBA-15 PREPARADA COM PÓ DE VIDRO 
COMO FONTE DE SÍLICA ALTERNATIVA 
 
 
W. K. G. Severo1; G. M. de Paula1; E. G. Lima1; M. G. F. Rodrigues1 
¹Universidade Federal de Campina Grande 
Av. Aprígio Veloso, 882 - Bodocongó, CEP 58.109-970, Campina Grande-PB, Brasil 
E-mail: wanessakarla1@hotmail.com 
 
 
 
 
RESUMO 
 
A busca de novas fontes de sílica amorfa de alta qualidade é atualmente um esforço 
científico e tecnológico significativo. Um material alternativo que pode ser utilizado 
nessa substituição é o pó de vidro, um dos principais resíduos gerados pelo 
processo produtivo da indústria vítrea oriundo da técnica de desbaste e lapidação 
das chaparias. O objetivo deste trabalho foi estudar a utilização do pó de vidro como 
fonte de sílica na síntese hidrotérmica estática da peneira molecular SBA-15, 
visando alta eficiência ambiental e econômica. Para tal finalidade, foram utilizadas 
técnicas de caracterização, tais como: difratometria de raios X e fluorescência de 
raios X por energia dispersiva. A partir dos difratogramas, foi possível visualizar a 
formação da estrutura mesoporosa da SBA-15, com diferenças relativas em suas 
intensidades de acordo com a porcentagem de sílica alternativa utilizada nas 
amostras. Os resultados de FRX-ED mostraram o alto teor de sílica do pó de vidro e 
das peneiras moleculares sintetizadas. 
 
Palavras-chave: Peneira molecular, SBA-15, Fonte Alternativa, Pó de Vidro. 
 
 
 
 
 
 
 
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INTRODUÇÃO 
 
Sólidos porosos são utilizados tecnicamente como adsorventes, catalisadores e 
suportes de catalisador, devido às suas grandes áreas de superfície. De acordo com 
a definição da IUPAC, materiais porosos são divididos em três classes: microporosa 
(<2 nm), mesoporosos (2-50 nm) e macroporosa (> 50 nm) (1). 
Desde o seu desenvolvimento, em 1998, a sílica mesoporosa denominada 
SBA-15 tem sido amplamente estudada devido, principalmente, à sua grande 
estabilidade térmica, química e mecânica. Outra propriedade relevante da SBA-15 é 
sua capacidade de absorver cátions metálicos, o que permite seu uso como material 
suporte para metais catalisadores (2). 
A peneira molecular SBA-15 contém mesoporos com arranjos hexagonais 
uniformes e paredes espessas, o que proporcionam uma maior estabilidade térmica 
e hidrotérmica que a sílica mesoporosa convencional MCM-41. Os agentes 
direcionadores de estruturas utilizados para a síntese da SBA-15 são relativamente 
mais baratos, não tóxicos e biodegradáveis, quando comparados aos usados na 
preparação da MCM-41(3). A peneira molecular SBA-15 é sintetizada usando, 
geralmente, (TEOS) como fonte de sílica e o copolímero tribloco, poli-(oxido etileno)-
poli-(oxido propileno)-poli-(oxido etileno) PEO-PPO-PEO como agente direcionador, 
dissolvidos em meio ácido (4,5). A síntese clássica é realizada a partir de uma etapa 
de envelhecimento térmico seguido de uma síntese hidrotérmica. O uso de 
tetraetilortosilicato (TEOS) como fonte de sílica na síntese da peneira molecular 
SBA-15 onera o custo de preparação da peneira molecular. 
A busca por novas fontes de sílica amorfa de alta qualidade é atualmente um 
esforço científico e tecnológico significativo(6). Sendo assim, o estudo do 
reaproveitamento de certos resíduos tornou-se objetivo de pesquisa em todo o 
mundo(7). Alguns autores têm estudado a eficiência de algumas fontes alternativas 
de sílica, tais como cinzas da casca de arroz (8) e (9), cinzas do bagaço da cana-de- 
açúcar (10) e alguns tipos de argila(11) para a síntese de SBA -15 mantendo suas 
propriedades. 
Um material alternativo que pode substituir é o pó de vidro, um dos principais 
resíduos gerados pelo processo de produção da indústria vítrea, proveniente do 
desbaste e técnica de lapidação(12). É um resíduo industrial inerte que, quando 
descartado, pode ser levado para os rios, aumentando o pH e a turbidez da água(13). 
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O vidro é o material que possui a mais elevada estabilidade química e pode se 
ligar quimicamente com qualquer elemento da tabela periódica; uma vez que seus 
resíduos geralmente possuem uma composição química bastante complexa, 
formada principalmente por SiO2, é um dos materiais com maior tempo de 
decomposição na natureza(14) e (15). 
Este trabalho apresenta uma solução de utilização deste rejeito da produção de 
vidros visando alta eficiência ambiental e econômica e é neste sentido que o objetivo 
deste trabalho foi estudar a utilização do pó de vidro como fonte de sílica na síntese 
hidrotérmica estática da peneira molecular SBA-15. 
 
 
MATERIAIS E MÉTODOS 
 
Síntese da Peneira Molecular SBA-15 
 
A síntese da peneira molecular SBA-15 seguiu o procedimento baseado em 
Zhao(16), utilizando uma mistura reacional com composição molar: 1.0 SiO2 : 0.017 
P123 : 5.7 HCl : 193 H2O. Inicialmente, dissolveu-se o direcionador pluronic (P123) 
em água destilada e HCl, com agitação e aquecimento até 35ºC. Atingida a 
temperatura, adicionou-se a fonte de sílica, tetraetilortosilicato (TEOS) para a 
síntese convencional, assim como, para a síntese alternativa, foram utilizadas 
quantidades de 0 e 50% de TEOS na massa de sílica, completando os 100% com a 
fonte do pó de vidro. A mistura foi mantida nessas condições por 24 horas. Após 
esse período, o gel de síntese foi transferido para autoclave contendo cadinhos de 
teflon em seu interior, e levado para a estufa a uma temperatura de 100°C durante 
48 horas. O material foi lavado duplamente com água deionizada e seco a 60ºC por 
24 horas, sendo posteriormente calcinado em mufla por um período de 7 horas, da 
temperatura ambiente até 550ºC, com uma taxa de aquecimento de 10ºC/min. 
 
Caracterização 
 
Espectroscopia de Fluorescência de Raios-X por Energia Dispersiva (FRX-ED) 
- Esse ensaio consiste em determinar a composição química do material (pó de 
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vidro) em termos qualitativo e semi quantitativo. Para esta finalidade foi utilizado um 
espectrômetro de raios X por energia Dispersiva – EDX-720 Shimadzu. 
 
Difração de Raios-X (DRX) - Foi utilizado o método do pó empregando-se um 
difratômetro Shimadzu XRD-6000 com radiação CuKα, tensão de 40 KV, corrente de 
30 mA, tamanho do passo de 0,010 e tempo por passo de 0,60 segundos, com 
velocidade de varredura de 1º por minuto, com ângulo 2θ variando de acordo com a 
amostra. 
 
RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
Na Tabela 1 estão apresentados os resultados da análise química do pó de 
vidro sem tratamento, das peneiras moleculares SBA-15 com as proporções de 50 e 
100% de sílica alternativa em sua composição e da peneira molecular SBA-15 com 
fonte de sílica convencional (TEOS). 
 
Tabela 1 - Composição química do pó de vidro sem tratamento e das SBA-15 
(50 e 100% pó de vidro em sua composição e TEOS). 
 
Amostra SiO2(%) CaO(%) Na2O(%) MgO(%) Al2O3(%) Outros(%) 
Pó de 
Vidro (sem 
tratamento) 
69,73 12,20 11,77 3,61 1,88 
 
0,81 
SBA-15 
(50% Pó 
de Vidro) 
88,99 5,46 2,12 1,67 1,14 
 
0,62 
SBA-15 
(100% Pó 
de Vidro) 
78,67 9,65 6,30 2,73 1,87 
 
0,77 
SBA-15 
(TEOS) 
98,00 - - - - 
 
2,00 
 
Para JOHN et al. (17), na avaliação da reatividade de uma adição mineral, é de 
fundamental importância realizar uma análise química completa, devendo esse 
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material sempre apresentarsilício como elemento predominante. No resultado da 
análise química do pó de vidro (Tabela 1), nota-se um teor de sílica (SiO2) no valor 
de 69,73%, indicando que este material pode ser utilizado como fonte na 
preparação da peneira molecular SBA-15. 
O aumento de sílica na amostra de 50% de pó de vidro na composição da 
SBA-15 já era esperado, visto que os outros 50% foram da sílica convencional 
TEOS. 
A porcentagem de sílica no pó de vidro poderia ser maior, diante de um pré 
tratamento (térmico e/ou ácido) realizado na fonte alternativa para lixiviação dos 
óxidos presentes, garantindo uma sílica amorfa e com maior pureza, assim como, 
aumentaria também, o teor final de sílica nas peneiras moleculares SBA-15 
sintetizadas com este material. 
 
Na Figura 1 está apresentado o difratograma de raios X do pó de vidro sem 
tratamento. 
0 20 40 60 80 100
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
In
te
ns
id
ad
e 
(c
ps
)

Pó de Vidro
 
Figura 1 - Difratograma do pó de vidro sem tratamento. 
 
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Pelo difratograma apresentado na Figura 1 observa-se um pico alargado na 
região entre 15 e 40º, correspondente à presença de sílica amorfa, indicando que a 
sílica derivada do pó de vidro não tem estrutura cristalina. 
 
Nas Figuras 2 (a), (b) e (c) estão apresentados os difratogramas de raios X das 
peneiras moleculares: SBA-15 com fonte de sílica convencional e da SBA-15 com 50 
e 100% de sílica alternativa (pó de vidro) na sua composição. 
0 1 2 3 4 5 6 7 8
0
5000
10000
15000
20000
In
te
ns
id
ad
e 
(u
.a
)
2
 SBA-15 apos a calcinaçao
(1
00
)
 
 (a) 
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Figura 2 - Difratogramas da peneira molecular SBA-15: (a) convencional, (b) 50% de 
sílica alternativa e (c) 100% de sílica alternativa. 
 
(c) 
 
(b) 
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A partir dos difratogramas a baixo ângulo apresentados na Figura 2, é possível 
visualizar o pico principal de difração formado em 2θ de 0,8-1°, referente ao plano 
cristalino, cujo índice de Miller é (1 0 0) indicando que não houveram mudanças na 
estrutura mesoporosa da SBA-15 com a utilização da sílica alternativa pó de vidro 
em sua síntese, apresentando a mesma estrutura característica de uma simetria 
hexagonal bidimensional, comum a esses materiais. 
 
Os valores obtidos do espaço interplanar d
100 
e o parâmetro de cela unitária a0
 
das amostras de SBA-15 são apresentados na Tabela 2. 
 
Tabela 2 - Espaço interplanar d100 e o parâmetro de cela unitária a0 das amostras 
sintetizadas. 
 
Amostra 2θ d(hkl) (nm) a0(nm) 
SBA-15 (convencional) 0,84 104,93 12,1 
SBA-15 (conv e calcinada) 0,94 93,98 10,8 
SBA-15 (50% pó de vidro) 0,67 131,85 15,25 
SBA-15 (100% pó de vidro) 0,66 133,85 15,4 
 
De acordo com os valores obtidos na Tabela 2, a contração observada após a 
calcinação do suporte (Figura 1a) está relacionada com a reorganização dos íons Si-
O- e a condensação do grupo silanol (≡Si-OH) devido à remoção do agente 
direcionador Pluronic P123. Com a remoção do Pluronic P123 que tem a função de 
manter a estrutura, ocorre um desequilíbrio na tensão superficial da parede interna 
do poro, a qual tende a levar o sistema a se contrair fisicamente. Com a remoção do 
direcionador os grupos Si-O- se reorganizam formando novas ligações entre 
siloxanas, como também, os grupos Si-OH se condensam de modo a restabelecer o 
equilíbrio. Assim, há um aumento no ordenamento do sistema poroso, aumentando 
a intensidade dos picos, e uma contração do parâmetro de rede hexagonal, 
deslocando o ângulo dos picos para valores maiores (18). 
 Com relação às peneiras moleculares SBA-15 50 e 100% pó de vidro, verifica-se 
o aumento nos valores de d100 e a0, quando comparados com a SBA-15 
convencional e calcinada. De acordo com Selvaraj e Lee (19), o aumento observado 
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em d100 e a0 pode está relacionado com o fato do comprimento das ligações Si-O- 
serem maiores neste caso. 
 
CONCLUSÕES 
 
Neste trabalho verificou-se a possibilidade da síntese da peneira molecular 
SBA-15 com a fonte de sílica alternativa pó de vidro. Sugere-se um tratamento 
térmico e/ou ácido da fonte de sílica alternativa, para remoção de impurezas e 
melhores resultados dos parâmetros calculados. 
 
AGRADECIMENTOS 
 
Os autores agradecem à Comissão de Aperfeiçoamento de Pessoal do Nível 
Superior (CAPES) pelas bolsas concedidas. Agradecem também ao apoio do 
Laboratório de Catálise e Materiais (LABCAT) pertencente ao Departamento de 
Química Geral e Inorgânica da Universidade Federal da Bahia pelas análises de 
DRX e à Petrobrás pelo apoio financeiro. 
 
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SCREENING STUDY OF MOLECULAR SBA -15 PREPARED WITH GLASS 
POWDER AS ALTERNATIVE SOURCE OF SILICA 
 
ABSTRACT 
 
The search for new sources of high quality amorphous silica is currently a scientific 
effort and significant technological. An alternative material that can be used in this 
place is the glass powder, a main waste generated by the production process of the 
glass industry arises from the roughing and polishing technique of chaparias. The 
aim of this study was the use of cullet as silica source in the static hydrothermal 
synthesis of the molecular sieve SBA-15, aimed at high environmental and economic 
efficiency. For this purpose, characterization techniques were used such as: X-ray 
diffraction and fluorescence X-ray energy dispersive. From the XRD patterns, it was 
possible to visualize the formation of the mesoporous structure of SBA-15, with 
differences in their relative intensities according to the percentage of silica used in 
the alternative samples. The ED-XRF showed the high silica content of the glass 
powder and the synthesized molecular sieves. 
 
Keywords: molecular sieve SBA -15, alternative source, glass powder . 
 
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