Síntese, caracterizacao e aplicação de uma matriz híbrida de sílica gel organofuncionalizada com 3-aminopropiltrietoxisilano na adsorção de íons metalicos tóxicos em meio aquoso - Cruz, Angela Maria Fagundes da Cruz (2014)
A matriz sintetizada em meio ácido, via processo sol-gel é constituída de tetraetilortosilicato e 3-aminopropriltrietoxisilano. Investigou-se a viabilidade do uso da matriz híbrida na adsorção tratamento de íons metálicos em meio aquoso. Com a finalidade de estudar a adsorção de íons metálicos de interesse ambiental. A matriz de sílica gel organofuncionalizada com 3-aminopropritrietoxisilano foi sintetizada com sucesso e através da caracterização por análise elementar foi possível identifcar o teor de carbono (8,86%), nitrogênio (3,28%) e hidrogênio (3,41%) ancorados na matriz. O uso da análise termogravimétrica possibilitou o estudo da estabilidade térmica bem como da decomposição do grupo ancorado na matriz, podendo ser utilizada em temperaturas inferiores a 200ºC, nos estudos de adsorção de íons metálicos. Os dados obtidos da análise térmica possibilitou a determinação do grau de organofuncionalização (3,55x10-3 mol g-1). A espectroscopia por análise de infravermelho propiciou a visualização dos movimentos vibracionais característicos dos grupos silanóis e do grupo amino ancorado na matriz. Com a microscopia eletrônica de varredura constatou-se que a matriz possui morfologia arredondada e achatada, demonstrou a homogeneidade dos aglomerados com o tamanho médio inferior a 5 μm. A análise por difração de raios-X comprovou que a matriz é amorfa, ao apresentar uma banda na região de 22,5 º no eixo de 2 θ. A área específica obtida pelos dados de nitrogênio e pelo modelo de Brunauer, Emmett e Teller. Na preparação da matriz para a adsorção dos íons utilizou-se o íon Cd2+ como referência para a otimização da obtenção dos dados da adsorção através das isotermas de Langmuir e Freündlich, teve-se como destaque o uso de 20 mg da matriz, o tempo de contato por 30 minutos, em temperatura ambiente de 25ºC e o pH ideal foi 5,0. A matriz híbrida apresentou seletividade para a adsorção em monocamada em conformidade com a isoterma de Langmuir, por apresentar os coeficientes de correlação da equação de Langmuir próximo a R² = 1,0000, para a maioria dos íons em estudo. A capacidade máxima adsorção decobertura da monocamada (qm) foram: 6,7672; 0,0966; 0,0441; 0,5066; 0,9986; 0,3140 mgg-1 da matriz para os íons Cd2+, Pb2+, Cu2+, Cr3+, Ni2+ e Zn2+, respectivamente para soluções unielementares. Para as soluções multielementaresa capacidade máxima adsorção decobertura da monocamada(qm) foram de 0,0941; 0,1023, 0,2854; 0,3515; 0,3127 e de 0,2648 mgg-1 da matriz para os íons Cd2+, Pb2+, Cu2+, Cr3+, Ni2+ e Zn2+, respectivamente.