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Estudo do comportamento térmico, propriedade antibacteriana e adsorventes do óxido de nióbio e filossilicatos modificados com moléculas orgânicas contendo grupos nitrogenados

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Araújo, Marcella Jordanna Silva Montoril
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal da Paraíba
Brasil
Química
Programa de Pós-Graduação em Química
UFPB
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/35314
Resumo: Clays are composed of clay minerals that have a structure and chemical properties that can be modified through ion exchange, silanization or addition of oxides, resulting in multifunctional materials. In this study, three sets of materials were produced: i. Bentonite organofunctionalized with the surfactant hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB) and the organosilane 3-aminopropyltrimethoxysilane (APTMS), both subsequently modified with niobium oxide; ii. Vermiculite modified with CTAB and niobium oxide; iii. niobium oxide modified with APTMS and CTAB. The solids were characterized by X-ray diffraction, infrared spectroscopy, zeta potential measurements, CHN elemental analysis, scanning electron microscopy, thermogravimetric analysis, RAMAN spectroscopy, diffuse reflectance UV-Vis spectroscopy and N2 adsorption/desorption. The characterization results indicate that organic molecule interacts with the clay in a way that influences its interaction with niobium oxide particles (Nb2O5 nH2O). In solids modified by silanization with APTMS, there was intercalation of niobium species, forming stable pillars after calcination, resulting in an increase in surface area. In bentonite modified with CTAB and niobium oxide, the surfactant is intercalated in the interlayer region, which apparently directs the niobium species to the external surface of the clay. In the thermal study of these materials, an adaptation to the Flynn-Wall-Ozawa (FWO) and Kissinger-Akahira-Sonuse (KAS) kinetic models was observed. Niobium oxide modified with surfactant and organosilane were evaluated in the adsorption of the red dye remazol RB in which pH, adsorbent mass, reaction time and dye concentration were varied. The organosilane-modified niobium oxide showed significantly faster kinetics than the surfactant-modified material, removing 96% of the dye in 5 min of reaction. Antibacterial tests were carried out with vermiculite modified with CTAB and niobium oxide after tetracycline adsorption, revealing bactericidal activity from a concentration of 125 μg mL-1 for S aureus and 1000 μg mL-1 for E coli.
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The solids were characterized by X-ray diffraction, infrared spectroscopy, zeta potential measurements, CHN elemental analysis, scanning electron microscopy, thermogravimetric analysis, RAMAN spectroscopy, diffuse reflectance UV-Vis spectroscopy and N2 adsorption/desorption. The characterization results indicate that organic molecule interacts with the clay in a way that influences its interaction with niobium oxide particles (Nb2O5 nH2O). In solids modified by silanization with APTMS, there was intercalation of niobium species, forming stable pillars after calcination, resulting in an increase in surface area. In bentonite modified with CTAB and niobium oxide, the surfactant is intercalated in the interlayer region, which apparently directs the niobium species to the external surface of the clay. In the thermal study of these materials, an adaptation to the Flynn-Wall-Ozawa (FWO) and Kissinger-Akahira-Sonuse (KAS) kinetic models was observed. Niobium oxide modified with surfactant and organosilane were evaluated in the adsorption of the red dye remazol RB in which pH, adsorbent mass, reaction time and dye concentration were varied. The organosilane-modified niobium oxide showed significantly faster kinetics than the surfactant-modified material, removing 96% of the dye in 5 min of reaction. Antibacterial tests were carried out with vermiculite modified with CTAB and niobium oxide after tetracycline adsorption, revealing bactericidal activity from a concentration of 125 μg mL-1 for S aureus and 1000 μg mL-1 for E coli.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESAs argilas são compostas de argilominerais que possuem estrutura e propriedades químicas que podem ser modificadas através de troca iônica, silanização ou adição de óxidos, resultando em materiais multifuncionais. Neste estudo, foram produzidos três conjuntos de materiais: i. Bentonita organofuncionalizada com o surfactante brometo de hexadeciltrimetilamônio (CTAB) e o organosilano 3-aminopropiltrimetoxissilano (APTMS), ambos posteriormente modificados com óxido de nióbio; ii. Vermiculita modificada com CTAB e óxido de nióbio; iii. óxido de nióbio modificado com APTMS e CTAB. Os sólidos foram caracterizados por difração de raios X, espectroscopia no infravermelho, medidas de potencial zeta, análise elementar de CHN, microscopia eletrônica de varredura, análise termogravimétrica, espectroscopia RAMAN, espectroscopia de UV-Vis por reflectância difusa e adsorção/dessorção de N2. Os resultados de caracterização indicam que a forma como a molécula orgânica interage com a argila influencia sua interação com as partículas do óxido de nióbio (Nb2O5 nH2O). Nos sólidos modificados por silanização com APTMS, houve intercalação das espécies de nióbio, formando pilares estáveis após a calcinação, resultando em um aumento da área superficial. Na bentonita modificada com CTAB e óxido de nióbio, o surfactante é intercalado na região interlamelar o que aparentemente direciona as espécies de nióbio para a superfície externa da argila. No estudo térmico desses materiais foi observado uma adequação aos modelos cinéticos de Flynn-Wall-Ozawa (FWO) e Kissinger-Akahira-Sonuse (KAS). O óxido de nióbio modificado com surfactante e organosilano foram avaliados na adsorção do corante vermelho remazol RB em que se variou pH, massa de adsorvente, tempo de reação e concentração do corante. O óxido de nióbio modificado com organosilano apresentou uma cinética significativamente mais rápida que o material modificado com surfactante, removendo 96% do corante em 5 min de reação. Testes antibacterianos foram realizados com a vermiculita modificada com CTAB e óxido de nióbio após adsorção de tetraciclina, revelando atividade bactericida a partir de uma concentração de 125 μg mL-1 para S aureus e 1000 μg mL-1 para E coli.Universidade Federal da ParaíbaBrasilQuímicaPrograma de Pós-Graduação em QuímicaUFPBAlves , Ana Paula de Melohttp://lattes.cnpq.br/5738717177200782Araújo, Marcella Jordanna Silva Montoril2025-07-28T13:16:28Z2024-11-132025-07-28T13:16:28Z2024-07-19info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/35314porAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2025-07-29T06:08:17Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/35314Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufpb.br/oai/requestdiretoria@ufpb.br||bdtd@biblioteca.ufpb.bropendoar:25462025-07-29T06:08:17Repositório Institucional da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false
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