Sílicas Mesoporosas SBA-15 modificadas com aminas cíclicas Síntese, caracterização e adsorção de cátions.

In this work was realized the synthesis of silica SBA-15 at room temperature by acid hydrolysis of tetraethyl ortosilicate (TEOS) in presence of the pluronic copolymer P123 (EO20PO70EO20). The new silylating agents were synthesized from reaction of the commercial reagents 3-glycidoxipropyltrimethoxy...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2011
Main Author: Filha., Vera Lúcia da Silva Augusto lattes
Orientador/a: Fonseca, Maria Gardênnia da lattes
Format: Tese
Language:por
Published: Universidade Federal da Paraí­ba
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química
Department: Química
Assuntos em Portugês:
Assuntos em Inglês:
Áreas de Conhecimento:
Online Access:https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/tede/7100
Citação:FILHA., Vera Lúcia da Silva Augusto. Sílicas Mesoporosas SBA-15 modificadas com aminas cíclicas Síntese, caracterização e adsorção de cátions. 2011. 163 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal da Paraí­ba, João Pessoa, 2011.
Resumo Português:Neste trabalho foi realizada a síntese da sílica SBA-15 a temperatura ambiente partindo-se do copolímero poli(etileno glicol)-bloco-poli(propileno glicol)-bloco-poli(etileno-glicol) - P123. Os novos agentes sililantes foram sintetizados pelas reações dos agentes sililantes comerciais 3-glicidóxipropiltrimetóxisilano (GLIC) e 3-cloropropiltrimetoxisilano (Cl) com a molécula da 1-(2-aminoetil)piperazina (AMP). Os novos agentes sililantes foram ancorados na superfície da sílica mesoporosa pela rota homogênea (HOM). Os agentes sililantes comerciais e as moléculas das aminas 1-(2-aminoetil)piperazina (AMP) e piperazina (PIP) foram também imobilizadas em etapas consecutivas pela rota heterogênea (HET). A sílica SBA-15 foi caracterizada através das técnicas de espalhamento de raios-x em baixo ângulo e área superficial. Os novos agentes sililantes foram caracterizados pelas técnicas de ressonância magnética nuclear 13C e espectroscopia na região do infravermelho. As diferentes matrizes modificadas foram caracterizadas pelas técnicas de espectroscopia na região do infravermelho, área superficial, análise elementar (CNCl), termogravimetria, microscopia eletrônica de varredura e ressonância magnética nuclear de 29Si. A análise elementar para os sólidos obtidos indicou o ancoramento de 3,41, 3,01, 0,26, 0,32, 0,46 e 0,34 mmol de nitrogênio por grama nas superfícies SIL GLIC-AMP-HOMO, SIL-Cl-AMP-HOMO, SIL-GLIC-AMP-HETE, SIL-Cl-AMP-HETE, SIL-GLIC-PIP e SIL-Cl-PIP, respectivamente. Estes dados demonstraram a eficiência da rota homogênea no ancoramento da molécula AMP comparada à rota heterogênea. Os processos de adsorção foram investigados para os nitratos de cobre, níquel e cobalto em pH 2,0; 4,0; 6,0 e 8,0 para as superfícies modificadas com a molécula 1-(2-aminoetil)piperazina em tempos variados, seguindo uma cinética de pseudo-segunda ordem. Os sólidos modificados apresentaram as capacidades de retenção no equilíbrio em relação aos cátions de Co2+, Cu2+ e Ni2+ de 1,40; 2,80 e 4,22 mmol/g para SIL-Cl-AMP-HETE, 1,02; 1,87 e 6,87 mmol/g para SIL-Cl-AMP-HETE, 4,50; 9,02 e 2,62 para SIL-Cl-AMP-HOMO e 4,68; 5,55 e 5,28 mmol/g para SIL-GLIC-AMP-HOMO, respectivamente. Os processos de adsorção foram ajustados aos modelos de equilíbrio de Temkin, Henry e Freundlich evidenciando a heterogeneidade dos sítios adsorventes nas matrizes sintetizadas.
Resumo inglês:In this work was realized the synthesis of silica SBA-15 at room temperature by acid hydrolysis of tetraethyl ortosilicate (TEOS) in presence of the pluronic copolymer P123 (EO20PO70EO20). The new silylating agents were synthesized from reaction of the commercial reagents 3-glycidoxipropyltrimethoxyisilane (GLIC) and 3- chloropropyltrimethoxysilane (Cl) with the molecule of 1-(2-aminoethyl)piperazine (AMP). The new silylating agents were anchored onto mesoporous silica surface by homogeneous route (HOM). The commercial silylating agents and the amines 1-(2- aminoethyl) piperazine (AMP) and piperazine (PIP) were immobilized in consecutive steps by heterogeneous route (HET). Silica SBA-15 was characterized by X-ray scattering in low angle and nitrogen adsorption-desorption measurement. The new silylating agents were characterized by 13C NMR and infrared spectroscopy. The modified matrices were characterized by infrared spectroscopy, nitrogen adsorption-desorption measurement, CHN and Cl elemental analysis, thermogravimetry, scanning electron microscopy and 29Si NMR. Elemental analysis data indicated that the anchoring of 3.41, 3.01, 0.26, 0.32, 0.46 and 0.34 mmol of nitrogen per gram of the supports SIL-GLIC-AMP-HOMO, SIL-Cl-AMP- HOMO, SIL-GLIC-AMP-HETE, SIL-Cl-AMP-HETE, SIL-GLIC-PIP and SIL-Cl-PIP, respectively. These data demonstrated the efficiency of homogeneous route for immobilization of molecule AMP. The adsorption processes were investigated for copper, nickel and cobalt nitrates at pH 2.0; 4.0; 6.0 and 8.0 for silicas modified with the molecule AMP in different times, where the results indicated that the processes were adjusted to a pseudo-second order kinetic. The modified silicas showed the retention capacity at equilibrium for Co2+, Cu2+ and Ni2+ of 1.40; 2.80 and 4.22 mmol g-1 for SILCl- AMP-HETE, 1.02; 1.87 and 6.87 mmol/g for SIL-Cl-AMP-HETE, 4.50; 9.02 and 2.62 for SIL-Cl-AMP-HOMO and 4.,68; 5.55 and 5.28 mmol g-1 for SIL-GLIC-AMP-HOMO, respectively. The adsorption isotherms were best fitted to Temkin, Henry and Freundlich equilibrium models, evidencing the heterogeneity of adsorption sites onto mesoporous silica SBA.