*mauricea@iqm.unicamp.br
As ftalocianinas metálicas constituem uma importante classe de catalisadores, podendo apresentar algumas vantagens em relação aos óxidos metálicos por proporcionar modelos interessantes para estudos teóricos e experimentais de reações catalíticas [1]. Neste sentido têm-se realizado estudos eletrocatalíticos de redução de oxigênio com ftalocianinas tetrassulfonadas metálicas adsorvidas na superfície de diversos materiais, ou mesmo diretamente em eletrodos de grafite. Tais estudos têm mostrado bons resultados para as ftalocianinas de cobalto e de ferro [2].
Neste trabalho foram realizadas a síntese da ftalocianina tetrassulfonada de cobalto (CoTsPc) e sua imobilização na matriz silica-titânia (SiTi). A imobilização da CoTsPc foi realizada através de inserção da ftalocianina durante a síntese da matriz SiTi, a qual foi descrita recentemente [3], quando o compósito ainda se encontrava na sua forma de gel. Também foram realizados estudos eletroquimicos do material obtido SiTi/ CoTsPc.
A CoTsPc foi preparada segundo procedimentos já descritos em literatura, porém com algumas modificações [3]. Colocou-se 1,45 g de uréia; 0,34g de sulfato de cobalto (II); 0,017 g de molibdato de amônio; 1,08 g de sal trissódico do ácido 4-sulfoftálico e 0,12 g de cloreto estanhoso em um balão de 200 mL . Esta mistura foi aquecida entre 250-3000 C até a completa fusão dos materiais; por aproximadamente 20 minutos, deixando-se resfriar lentamente. A purificação foi realizada através de recristalizações em NaCl. A imobilização da CoTsPc foi realizada adicionando-se a ftalocianina na fase em que o compósito SiTi encontra-se ainda na forma de gel. Nesta fase foi adicionada uma solução da CoTsPc. O gel foi homogeneizado e seco em estufa até completa evaporação do solvente e então triturado. Verificou-se que o material não é lixiviado mesmo com sucessivas lavagens com água, ou mesmo com solução de HCl 1M. Neste caso a imobilização na matriz SiTi dá-se através da interação eletrostática com grupo sulfônico SO3- da ftalocianina e com ºTiOH2+. A imobilização da CoTsPc pode ser representada pela equação abaixo:
2 ºTiOH+2H++[CoTsPc]2- ® (ºTiOH2+)2[CoTsPc]2-
A matriz foi caracterizada através da análise de área superficial específica, apresentando um valor de 800 m2.g-1. A quantidade de CoTsPc imobilizada foi determinada através da análise de absorção atômica do cobalto, obtendo-se um valor de 240 mmol.g-1. A caracterização do material obtido também foi realizada através da espectroscopia eletrônica da CoTsPc em solução aquosa e SiTi/CoTsPc em suspensão em tetracloreto. As bandas referentes às formas monoméricas (670 nm) e diméricas (610 nm) estão presentes tanto no composto em solução como quando imobilizado em SiTi.
Os estudos eletroquímicos realizados com a matriz obtida indicaram atividade catalítica na redução de oxigênio em pH neutro com um potencial de redução do oxigênio em aproximadamente –180 mV, que é mais positivo que o encontrado na redução do oxigênio em superfície de grafite (aproximadamente –0,45 mV).Observou-se que o potencial mantém-se constante entre os pH de 7 até aproximadamente 4. Abaixo do pH 4 observa-se uma diminuição do potencial de redução. Os resultados obtidos indicaram ainda uma linearidade de resposta na faixa de concentração de oxigênio de 0 a 12 ppm, conforme pode ser observado através da figura abaixo.
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Referências Bibliográficas:
[1] Biloul, A.; Contamin, O.; Scarbech, G., Savy, M. J., J. Electroanal Chem., 335, 162, 1992
[2] Kobayashi, N.; Janda, P., Lever, A. B. P., Inorg. Chem., 31, 5172, 1992
[3] Alfaya, A.S., Gushikem, Y., Castro, S. C.; Chem. Mater., 10 (3), 909 1998
[4] Weber, J. H.; Busch, D. H., Inorg. Chem., 4, 496, 1965
[FAPESP]