Orientador: Claudio Airoldi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-11T06:59:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MeloJunior_MauricioAlvesde_D.pdf: 5727295 bytes, checksum: f6680a1dc4c1e8e3bcc70187b640db77 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Dois novos agentes sililantes foram sintetizados através das reações individuais das moléculas etanolamina e dietanolamina com o precursor 3- glicidoxidopropiltrimetoxissilano. Estas interações foram possíveis pela abertura do anel epóxido, presente na extremidade da cadeia do precursor, com os centros básicos das aminas. As sínteses destes novos agentes foram confirmadas por espectroscopia na região do infravermelho, mostrando a ausência das bandas referentes às deformações simétrica e assimétrica do anel epóxido. Os agentes sililantes foram, então, utilizados na modificação da superfície da sílica gel e também nas sínteses de filossilicatos de níquel e cobalto. A modificação da sílica foi realizada através das rotas homogênea e heterogênea, originando materiais com estruturas semelhantes, quando foram empregados os mesmos sililantes, porém, houve uma superioridade significante no grau de funcionalização através da rota homogênea, como comprovado pela análise elementar. As sínteses dos filossilicatos organofuncionalizados foram realizadas através do processo sol-gel, cujas estruturas são similares à do talco natural, ou seja, filossilicatos de estrutura 2:1 trioctaédricos, sendo que os metais níquel e cobalto ocupando os sítios octaédricos. Todos os materiais sintetizados foram caracterizados por análise elementar, espectroscopia na região do infravermelho, ressonância magnética nuclear dos núcleos de 13C e 29Si e termogravimetria. Informações estruturais dos filossilicatos ainda foram fornecidas por difratometria de raios X e microscopia eletrônica de varredura. Os materiais foram usados em adsorção de íons bário e cobre, sendo que as sílicas modificadas apresentaram maior capacidade de adsorção de bário que os filossilicatos. O comportamento contrário foi observado para os íons cobre, que apresentou maior adsorção com os filossilicatos, que contêm maiores quantidades de grupos orgânicos pendentes. Este fato pode ser explicado devido ao maior raio iônico do bário, o que possivelmente dificulta a interação com os centros básicos pendentes no espaço interlamelar. Os resultados de calorimetria com o cobre indicaram que os processos de adsorção apresentaram valores exotérmicos de entalpia, com valores negativos de energia livre de Gibbs e valores positivos de entropia. Esses dados termodinâmicos indicam que a interação cátion/centro básico na interface sólido/líquido é favorável / Abstract: Two new silylating agents were synthesized through individual reactions of ethanolamine and diethanolamine molecules with 3- glicidoxypropyltrimethoxysilane. Through these interactions the epoxide ring in the extremity of the precursor chain was opened by the action of the basic centers of the amines. These syntheses were confirmed by infrared spectroscopy, which spectra showed the absence of symmetrical and asymmetrical bands of the epoxide group. The silylating agents were applied on silica gel surface organofunctionalization and also to synthesize nickel and cobalt phyllosilicates. Chemical modification of silica was performed through homogeneous and heterogeneous routes, originating materials with similar structures when the same silylating agent was employed, nevertheless there was an increase of the degree of functionalization on the silicas prepared through homogeneous route, as confirmed by elemental analysis. The syntheses of organofunctionalized phyllosilicates was achieved through sol-gel process, whose structures are similar to natural talc, that is, phyllosilicates with 2:1 trioctahedral structures, with nickel and cobalt metals located in the octahedral sites. All synthesized materials were characterized by elemental analysis, infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance of 13C and 29Si and thermogravimetry. Additional structural information was obtained by X-ray diffraction and scanning electron microscopy techniques. The materials were used on barium and copper adsorption, in which the modified silicas presented higher capacity on barium adsorption than phyllosilicates. On the other hand, it was observed that copper acted more effectively on organofunctionalized phyllosilicates, in agreement with their higher amount of pendant organic groups. This fact can be explained due to the higher barium ionic radius, which can difficult its interaction with pendant basic centers into the interlamellar space. The calorimetry results with copper showed that the adsorption processes of the metallic cations onto pendant basic centers gave exothermic enthalpies, negative Gibbs free energies and positive entropy values. This set of thermodynamic data indicates that cation/basic center interaction at the solid/liquid interface is favorable / Doutorado / Quimica Inorganica / Doutor em Quimica

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte2.pdf: 1894727 bytes, checksum: 469404221959ad0f6ee8ac38affc2ff5 (MD5) Previous issue date: 2009-11-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The reaction between 3-aminopropyltriethoxysilane (AMPTS) with thioglycolic acid (TGA) resulted in a new sililante agent, AMPTGA. This matrix has nitrogen, oxygen and sulfur as basic centers, that have ability to adsorb metallic cations in solution. Immobilization of AMPTGA onto silica gel surface was developed by using conventional heterogeneous method, using toluene as solvent under reflux and stirred in an inert atmosphere at 100 °C. Another method was adopted in accordance with the principles of green chemistry, which water was used as solvent and at room temperature. The new solids were characterized by elemental analysis of CHNS, infrared spectroscopy, NMR 13C and 29Si, thermogravimetric analysis, surface area, and SEM (only AMPTGA). The reaction route using water, as solvent did not reach the desired immobilization. Moreover, the conventional approach to heterogeneous reaction was effective, the compound was called Sil-NTGA. The elemental analysis indicated the possible structures formed in agreement with the molar ratio C / N 3:1 for Sil-AMPTGA, 4:1 for Sil-NH2 and 5:1 for Sil-NTGA. The surface area were 429, 384, 193 and 0.43 m2g-1 for solids Sil-NH2, Sil-NTGA, Sil-AMPTGA and AMPTGA, respectively, which were lower than that of silica gel precursor 484 m2g-1. In all solid reported, the infrared spectra regions showed bands at 3400, 2930, 1100 cm-1 features to OH, -CH and Si-O-Si- stretch vibrations, respectively. For Sil-NTGA we also observed a band at 2520 cm-1 related to the group-SH stretch vibration. The NMR spectra signals of 13C and 29Si corroborate with the other results. Matrices, AMPTGA, Sil-AMPTGA and Sil-NTGA were applied to adsorption of divalent copper, nickel and cobalt in aqueous solution. The process of metal extraction was followed by the batch method and the maximum extraction (nf) found for each surface was: on the surface Sil-AMPTGA were 2.26, 1.50 and 0.89 mmol g-1 for Cu2+, Ni2+ and Co2+, respectively. On matrix AMPTGA, were 1.66, 1.34 and 1.33 mmol g-1 for Ni2+, Co2+ and Cu2+, respectively. While for Sil-NTGA, nf data were 1.84 mmol g-1, 1.18 mmol g-1 and 1.02 mmol g-1 for Cu2+, Ni2+ and Co2+, respectively. The isotherms of Sil-NTGA influenced by the ionic strength of the medium and pH variation showed that the coverage of cations increases with increasing pH and decreases with increasing ionic strength for all pH values. / A reação entre 3-aminopropiltrietoxissilano (AMPTS) com ácido tioglicolico (TGA) resultou em um novo agente sililante, AMPTGA. O AMPTGA apresenta centros básicos de nitrogênio, oxigênio e enxofre que possuem habilidade em adsorver cátions metálicos em solução. A imobilização do AMPTGA na superfície da sílica gel foi realizada pelo método heterogêneo convencional, utilizando-se tolueno como solvente, sob refluxo e agitação, em atmosfera inerte a 100ºC. O outro método foi adotado em acordo com os princípios da Química Verde, utilizando-se água como solvente e temperatura ambiente, sob agitação. Os novos sólidos foram caracterizados por análise elementar (CHNS), espectroscopia na região do infravermelho, RMN de 13C e 29Si, análise termogravimétrica, área superficial e MEV (apenas para o AMPTGA). De acordo com as caracterizações, a reação, utilizando o método que segue os princípios da Química Verde, não obteve a imobilização desejada. Por outro lado, no método convencional heterogêneo a reação foi efetiva, cujo composto obtido foi denominado Sil-NTGA. A análise elementar indicou as possíveis estruturas formadas, em concordância com as razões molares C/N 3:1 para Sil-AMPTGA, 4:1 para Sil-NH2 e 5:1 para Sil-NTGA. A área superficial foi de 429, 384, 193 e 0,43 m2g-1 para os sólidos Sil-NH2, Sil-NTGA, Sil-AMPTGA e AMPTGA, respectivamente, que foram inferiores ao da sílica gel pura, 484 m2g-1. Os espectros na região do infravermelho de todos os sólidos registraram bandas em 3400, 2930, 1100 cm-1 características de estiramento OH, CH e -Si-O-Si-, respectivamente. Para Sil-NTGA observou-se ainda uma banda em 2520 cm-1 relativa ao estiramento do grupo SH. Os sinais dos espectros de RMN de 13C e 29Si corroboram com os demais resultados. As matrizes, AMPTGA, Sil-AMPTGA e Sil-NTGA foram aplicadas em ensaios adsortivos de cátions divalentes de cobre, níquel e cobalto, em solução aquosa. As quantidades máximas adsorvidas por grama, nf, na superfície Sil-AMPTGA foram de 2,26, 1,50 e 0,89 mmolg-1 para Cu2+, Ni2+e Co2+, respectivamente. Para AMPTGA, os valores foram de 1,66, 1,34 e 1,33 mmolg-1 para Ni2+, Co2+ e Cu2+, respectivamente, enquanto que para Sil-NTGA, as adsorções foram de 1,84; 1,18 e 1,02 mmol g-1 para Cu2+, Ni2+ e Co2+, nesta ordem. As isotermas da Sil-NTGA influenciadas pela força iônica e variação do pH mostraram que o grau de cobertura dos cátions cresce com o aumento do pH e decresce com o aumento da força iônica para todos os valores de pH estudados. Os parâmetros termodinâmicos calculados para a superfície AMPTGA foram favoráveis aos processos adsortivos.

Orientador: Carla Beatriz Grespan Bottoli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-19T09:05:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GutierrezPonce_MariadeJesusSanta_D.pdf: 3412773 bytes, checksum: 0fb510ed608f7a239752ee164a4215ad (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Monolitos à base de sílica têm sido usados como fases estacionárias em eletrocromatografia capilar e apresentam vantagens em relação aos materiais particulados tais como: melhor homogeneidade; controle do tamanho dos poros; alta estabilidade mecânica e térmica; minimização da formação de bolhas e diminuição de problemas com filtros. O presente trabalho teve como objetivo a síntese e caracterização de uma nova fase estacionária monolítica à base de sílica com grupos carboxílicos em sua estrutura, os quais ajudam a sustentar o fluxo eletrosmótico e conferem características de troca catiônica à fase. A fase estacionária monolítica foi sintetizada empregando o processo sol-gel. A síntese do agente sililante foi feita a partir de ácido 4-aminobenzóico e trietóxipropilisocianatossilano. A derivatização da fase estacionária monolítica foi feita adicionando-se ao monolito uma solução de 10% do silano em DMF e deixando reagir por 6 horas a 60 °C. A fase estacionária monolítica funcionalizada foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia no infravermelho e análise elementar. A fase estacionária também foi testada com um equipamento de eletroforese capilar construído no laboratório com detecção condutométrica sem contato (CD) e um equipamento de eletroforese capilar Agilent com detecção UV. Os resultados da microscopia eletrônica confirmaram a formação do monolito dentro do capilar e a espectroscopia no infravermelho, bem como a análise elementar permitiram caracterizar tanto o monolito como o silano empregado na funcionalização do monolito. Na avaliação com detector CD foram separados cátions e aminoácidos, evidenciando a característica de troca catiônica da fase. Na avaliação com detector UV foi confirmada a falta de seletividade da fase para compostos apolares, mas, foram separados alguns fármacos básicos com boa resolução e formato de pico o que indica a possibilidade de aplicação da nova fase em separações de compostos básicos / Abstract: Monoliths are used as stationary phases in capillary electrochromatography since they can effectively overcome the difficulties associated with packed capillary column technology. A remarkable advantage of monolithic columns is the elimination of the end frits required to retain particulate stationary phases. The aim of the present study was to synthesize and characterize a new silica-based monolithic stationary phase with carboxylic groups in its structure, which help to support the electroosmotic flow and confer characteristics of cation-exchange to the phase. The formation of the monolith inside the capillary was achieved using the sol-gel method. The silylant agent was made from 3-(triethoxysilyl)propylisocyanate and 4-aminobenzoic acid. The surface modification of the monolith with the silylant agent used a 10% solution in DMF, left to react for 6 h at 60 °C. The modified monolithic column was evaluated by scanning electron microscopy, infrared spectroscopy and elemental analysis. The column was tested using a homemade capillary electrophoresis system with a capacitively coupled contactless conductivity detector (CD) and with Agilent capillary electrophoresis equipment with UV detection. The results of scanning electron microscopy confirmed the formation of the monolith while infrared spectroscopy and elemental analysis characterized the synthesized silylant agent used in the modification of the monolithic column as well as the modified monolith. In evaluations with the CD cations and amino acids were separated, showing the characteristics of a cation-exchange phase. With UV detection the lack of phase selectivity for apolar compounds was confirmed, but some basic drugs were separated with good resolution and peak shape, which indicates the possibility of applying the new phase in separations of basic compounds / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências