Materiais híbridos siloxano-poliéter para adsorção de azul de metileno - Hernández Bermúdez, Yanisleidys [UNESP] (2017)
Os materiais híbridos da família ureasil-polióxido de etileno (U-POE) são eficientes adsorventes de corantes aniônicos e praticamente não adsorvem corantes catiônicos tais como o azul de metileno (AM), enquanto a argila montmorilonita (MMT) é um eficiente adsorvente de corantes catiônicos. Esta tese tem como objetivo demonstrar a viabilidade de ampliar a capacidade adsorvente desses materiais a partir da incorporação da argila (MMT) no híbrido U-POE de massa molecular 1900 g mol-1. Como resultado das reações de hidrólise e policondensação envolvidas no processo sol-gel, foi obtido o nanocompósito ureasil-polióxido de etileno/montmorilonita (U-POE/MMT). Os materiais antes e depois da adsorção foram caraterizados por Espectroscopia vibracional no Infravermelho (FTIR), Difração de Raios X (DRX), Espectrofotometria Ultravioleta–Visível (UV-vis), Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN), Análise Termogravimétrica (TG) e Espalhamento de Raios X a Baixo Ângulo (SAXS). A intercalação do U-POE entre as plaquetas da argila do nanocompósito foi evidenciada a partir das mudanças da posição do pico (001) nos difratogramas de raios X e confirmada pelas técnicas de SAXS e MEV. Os espectros de FTIR indicaram a existência de interações entre as moléculas do corante e as camadas da argila. As medidas de SAXS durante a adsorção de AM pelo U-POE/MMT mostraram uma diminuição da área e um aumento da largura a meia altura do pico 001 da MMT, indicando que a absorção de água causou uma redução do tamanho dos cristalitos da MMT. Além disso, foi evidenciado por SAXS o comportamento reversível da nanoestrutura do híbrido U-POE, expansão durante o intumescimento em água e retração durante a secagem sob fluxo de N2. A partir das análises quantitativas dos espectros no UV-vis foi possível acompanhar a cinética da adsorção de AM. As curvas cinéticas seguiram o modelo de pseudo-primeira ordem e a capacidade de adsorção no equilíbrio seguiu o modelo de Langmuir. Os parâmetros termodinâmicos mostraram que o processo de adsorção é espontâneo e endotérmico. Portanto, os nanocompósitos apresentaram várias propriedades que demonstram o seu potencial como adsorvente de corantes em águas residuais.