Orientador: Yoshitaka Gushikem

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química

Resumo: O presente trabalho descreve a preparação e caracterização de novos materiais adsorventes obtidos a partir da modificação química de dois diferentes substratos mesoporosos: uma sílica mesoporosa constituída de uma estrutura porosa altamente ordenada e uniforme, composta de poros ou canais...

Resumo: O presente trabalho descreve a preparação e caracterização de novos materiais adsorventes obtidos a partir da modificação química de dois diferentes substratos mesoporosos: uma sílica mesoporosa constituída de uma estrutura porosa altamente ordenada e uniforme, composta de poros ou canais cilíndricos dispostos paralelamente e empacotados em arranjo hexagonal (SBA-15), e uma sílica mesoporosa caracterizada por uma rede desordenada de poros, de tamanho e forma variados, distribuídos e interconectados aleatoriamente ao longo da estrutura porosa (SMD). Os dois substratos mesoporosos foram modificados com dois diferentes agentes funcionalizantes derivados da molécula 4,4'-bipiridina, imobilizados sobre a superfície da sílica tanto na forma monossubstituída (Bipy), como na forma dissubstituída (Bipy). A eficiência dos materiais obtidos como adsorventes de íons cobre (II) em solução etanólica foi testada, visando à utilização destas matrizes na purificação de etanol combustível. Os valores de capacidade efetiva de adsorção e constantes de equilíbrio heterogêneo foram obtidos. O processo de adsorção de CuCl2 ocorre na interface sólido-solução pela formação de complexos aniônicos de cobre (CuCl4 e CuCl3), que agem como contra-íons dos cátions bipiridínio (Bipy e Bipy). Os valores das constantes de equilíbrio heterogêneo obtidos expressam a habilidade dos materiais em reter os complexos anionicos de cobre na superficie, pela interacoes com o grupo organico 4,4'-bipiridinio

Abstract: This work describes the preparation and characterization of new adsorbent materials obtained from two different chemically modified substrates: i) a mesoporous silica constituted by a highly ordered and uniform porous framework, with parallel cylindrical pore channels packed in a hexagonal...

Abstract: This work describes the preparation and characterization of new adsorbent materials obtained from two different chemically modified substrates: i) a mesoporous silica constituted by a highly ordered and uniform porous framework, with parallel cylindrical pore channels packed in a hexagonal array (SBA-15), ii) a mesoporous silica characterized by a disordered porous framework, with non-uniform size and shape, distributed and interconnected randomly throughout the porous structure (Disordered Mesoporous Silica, DMS). The two mesoporous substrates were chemically modified with two different silylating agents, derived from the organic molecule 4,4'-bipyridine, immobilized on the surface of the silica in the monosubstituted form (Bipy), as well as in the disubstituted form (Bipy). The materials obtained were tested as practical adsorbents for cooper ions from ethanol solution, aiming their use in the purification of ethanol fuel. The effective sorption capacities and the heterogeneous equilibrium constants were obtained. The adsorption process of CuCl2 occurs in the solid/solution interface, through the formation of anionic copper complexes (CuCl4 and CuCl3), that act as counter-ions of the bipyridinium cations (Bipy e Bipy). The heterogeneous equilibrium constants values obtained express the ability of the materials to retain the anionic copper complexes on the adsorbent surface, through electrostatic interactions with the organic molecule 4,4'-bipyridine