Magnetic Amphiphilic Composites Based on Carbon Nanotubes and Nanofibers Grown on an Inorganic Matrix: Effect on Water-Oil Interfaces

Novos compósitos magnéticos anfifílicos foram preparados pelo crescimento de nanotubos e nanofibras de carbono contendo partículas magnéticas através de deposição química de vapor (CVD), utilizando etanol como fonte de carbono e lama vermelha (RM, subproduto do processo Bayer de produção de alumina) como suporte e catalisador. Monitoramento da reação CVD à temperatura programada (TPCVD), difração de raios X (XRD), espectroscopia Mössbauer, espectroscopia de energia dispersiva (EDS), espectroscopia Raman, termogravimetria (TG/DTA), análise elementar (CHN), determinação de área superficial (BET), microscopia eletrônica de varredura (SEM) e de transmissão (TEM) e medidas magnéticas mostraram que etanol reduz íons de ferro na RM para formar fases magnéticas, por exemplo Fe3O4 e Fe , e depósitos de carbono (5-42 wt.%) na forma de nanotubos e nanofibras. A combinação de nanoestruturas hidrofóbicas de carbono com óxidos hidrofílicos de Al, Si e Ti presentes na lama vermelha produziu materiais anfifílicos com excelente interação com a interface água-óleo. Misturas de óleo de soja ou de decalina com água (completamente imiscíveis) foram emulsificadas facilmente na presença dos compósitos anfifílicos. Quando os compósitos foram adicionados a uma emulsão água-biodiesel estável, as partículas anfifílicas difundiram-se para a interface águaóleo. As partículas do compósito foram atraídas por ímãs e carregaram com elas as gotas de óleo, levando à completa desemulsificação e separação entre biodiesel e água.