SÍNTESE DE FILOSSILICATOS DE COBRE MODIFICADO ORGANICAMENTE POR DUAS ROTAS DISTINTAS
Maria G. da Fonseca (PG) e Claudio Airoldi* (PQ)
Instituto de Química, Universidade Estadual de Campinas, Caixa Postal 6154, 13083-970 Campinas, São Paulo *airoldi@iqm.unicamp.br
Palavras-chave: filossilicato de cobre, adsorção, sol-gel
A obtenção de filossilicatos de magnésio ou de níquel contendo grupos orgânicos presos em sua estrutura tem sido explorada1, assim como aplicação dessas matrizes híbridas para adsorção de metais em solução aquosa. Porém, o comportamento de desestabilização desses materiais frente à algumas soluções salinas foram até o momento pouco abordado.
O objetivo deste trabalho é a preparação de dois filossilicatos de cobre modificados com o grupo mercaptopropil por duas rotas distintas: a) a partir da polimerização de íons cobre com mercaptopropiltrimetoxissilano e b) pela adsorção de cobre em um filossilicato de magnésio modificado com mercaptopropil (SILMg), resultando nos materiais denominados SILCu e SILMgCu, respectivamente.
A obtenção das matrizes SILMg e SILCu foram realizadas pela reação de uma solução aquosa do cloreto de magnésio ou nitrato de cobre com uma mistura de metanol com o agente sililante 3-mercaptopropiltrimetoxissilano à temperatura ambiente, formando um sólido branco Mg2+ ou verde com Cu2+. A relação molar Si/M2+ foi 4/3. A suspensão foi agitada 1 h, sendo então gotejada uma solução aquosa de NaOH 0,10 mol dm-3. A quantidade de íons sódio foi equivalente à de íons cloreto na mistura. A suspensão final envelheceu 24 h na temperatura ambiente, seguindo de filtração, lavagem com água desionizada até pH neutro. O sólido final foi seco à 323 K por 48 h. Em uma outra etapa, a matriz 1,00 g da SILMg reagiu com uma 100 cm3 de uma solução 0,10 mol dm-3 em Cu(NO3)2 resultando no material verde nomeado SILMgCu.
Os valores obtidos de CHS (tabela 1) indicaram 4,88 e 3,68 mmol g-1 de grupos pendentes, em SILMgSH e SILCuSH, respectivamente.
Tabela 1. Percentagens de hidrogênio, carbono e enxofre, relação C/S observada e (calculada) e área superficial dos híbridos
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Híbrido |
H / % |
C / % |
S / % |
C/S |
s/ m2g-1SILMg4,5017,8015,663,05 (3,00)46,9 ± 1,8SILCu2,8113,8711,553,19 (3,00)107,0 ± 3,0
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O teor magnésio na matriz precursora SILMgSH foi de 4,04 mmol g-1, enquanto SILMgSH/Cu apresentou 0,218 mmol g-1 e adsorveu 5,93 mmol g-1 de íons cobre. Esses valores indicam que o magnésio de SILMgSH após interação com solução cobre é repassado para solução e a estrutura é reorganizada em torno do cobre.
Os dados da caracterização por espectroscopia na região do infravermelho estão resumidos na tabela 2. Os resultados sugerem a presença de cobre em posição interlamelar devido à ausência da banda nS-H nos filossilicatos de cobre.
Tabela 2: Atribuições das frequências de absorções (cm-1) dos espectros de SILMg, SILCu e SILMg/Cu na região do infravermelho
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SILMg |
SILCu |
SILMg/CunMg-OH3702--nCu-OH-35413548nSi-OH 342634463422nC-H293029252927nS-H2550--nSi-C112311121127nSi-O102910471046dCuMg(OH)-784771d3Mg(OH)700--dSi-O550510511dMg-O460--dCu-O-430431 |
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Os dados de DRX apresentados na figura 1 indicam que SILCu e SILMg/Cu possuem mesma cristanilidade, sugerindo que essas matrizes são similares. Observa-se também que a matriz precursora SILMg possui um alto grau de desordem. Porém, após a interação com o nitrato de cobre ocorre a formação de uma fase cristalina. A distância lamelar observada para a matriz de magnésio precursora é de 1300 pm que sugere estrutura 2:1, no entanto com os materiais com cobre o valor é de 750 pm, que indica a existência de filossilicatos do tipo 1:1, os quais apresentam um arranjo de camadas octaédrica/tetraédrica, cujos centros são ocupados por átomos de cobre e silício, respectivamente. |
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[CAPES/PICD-UEPB, CNPq, FAPESP]
Bibliografia: 1. M.G. Fonseca, C.R. Silva, C. Airoldi, Langmuir 15 (1999) 5048.