Síntese, caracterização e propriedades adsorventes de sílica organofuncionalizada com o grupo 10-amino-4-azadecil

Abstract

Neste trabalho foi sintetizada uma sílica organofuncionalizada com o grupo orgânico 10-amino-4-azadecil, usando-se o método de enxerto, a qual foi empregada como adsorvente dos íons Cu2+, Fe3+ e Pb2+, em meio aquoso. Com o intuito de estudar a influência do tamanho da cadeia orgânica na capacidade adsortiva deste novo adsorvente, também foi obtida uma sílica organofuncionalizada com o grupo 7-amino-4-azaheptil, cuja cadeia orgânica apresenta três carbonos a menos. A otimização das melhores condições para a adsorção em sistema de batelada foi alcançada com o emprego de planejamentos estatísticos de experimentos, nestas condições foram obtidas isotermas de adsorção que se ajustaram ao modelo de Langmuir e Freundlich. A partir do grupo 10-amino-4-azadecil também foram obtidos três materiais híbridos usando-se o método sol-gel. A síntese dos híbridos foi feita variando-se a quantidade de precursor orgânico adicionado, o que permitiu estudar a influência do grupo orgânico nas suas propriedades morfológicas e texturais. O aumento da quantidade de precursor orgânico produziu diminuição no tamanho de poros e redução na área superficial específica. O híbrido que apresentou o maior grau de organofuncionalização foi usado como adsorvente de íons Pb2+, nas condições otimizadas pelo planejamento estatístico de experimentos. De um modo geral, todos os materiais obtidos apresentaram capacidade adsortiva satisfatória, compatível com adsorventes mesoporosos que apresentam grupos quelantes.

In this work, it was synthesized an organofunctionalized silica with the 10-amine-4- azadecyl group, using the grafting synthesis method, that was employed as adsorbent for Cu2+, Fe3+ e Pb2+, in aqueous medium. Aiming to study the influence of the organic chain size on the adsorption capacity of this new adsorbent, it was also obtained the organofunctionalized silica with the 7-amine-4-azaheptyl group, which presents an organic chain three carbon shorter than the other one. The optimization for the best adsorption conditions in the batch procedure was attained by using a statistical design of experiments. In these conditions, it was obtained adsorption isotherms that fitted with Langmuir and Freundlich models. Starting from the 10-amine-4-azadecyl group it was also obtained three hybrid materials using the sol-gel method. The synthesis was made varying the organic component amount, allowing to study the influence of the organic group in their morphological and textural properties. An increase in the organic component amount produces a decrease in the pore size and specific surface area. The hybrid with the large organic component amount was used as Pb2+ adsorbent, in the optimized experimental conditions. In general, all the obtained materials present a satisfactory adsorption capacity of the same order of mesoporous materials with chelating groups.