O processamento de peles para a fabricação de couro utiliza uma mistura complexa de substâncias - dentre elas, os taninos - que torna o tratamento de águas residuais difícil e oneroso. Vários estudos estão sendo conduzidos na tentativa de melhorar o tratamento e até mesmo reutilizar o efluente tratado. Neste trabalho foi avaliado o desenvolvimento de adsorventes funcionais sintetizados pelo método solgel e dotados de impressão molecular, para adsorção de compostos de taninos. Por serem de fácil preparação, os materiais híbridos obtidos viabilizam a sua produção para o uso como sólidos adsorventes. A caracterização dos materiais híbridos orgânico-inorgânico obtidos foi realizada por análise de Porosimetria de nitrogênio (BET), Espalhamento de raios-X a baixo ângulo (SAXS), Espectroscopia de refletância difusa no UV-vis (DRS), Espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) e Potencial Zeta (PZ). As características estruturais e texturais dos materiais híbridos gerados variaram para cada rota sol-gel e processo de extração de template empregado, resultando em materiais com diferentes capacidades de adsorção. As sílicas sem funcionalização não foram capazes de adsorver os compostos de tanino em solução aquosa, enquanto que as sílicas funcionalizadas com APTES demonstraram sua potencialidade como adsorvente para os compostos testados, atingindo remoções superiores a 80%. Diferenças nas capacidades de adsorção entre as sílicas funcionalizadas com e sem impressão molecular também foram observadas, onde a sílica sem impressão apresentou uma adsorção superior de taninos, indicando que mais estudos são necessários para encontrar um processo de extração eficiente do template. É importante salientar que as sílicas que obtiveram a maior capacidade de adsorção, puderam adsorver os compostos de taninos por vários ciclos consecutivos. / The processing of hides for leather manufacturing uses a complex mix of chemicals that makes the wastewater treatment difficult and costly. Several studies are being conducted in attempt to improve the treatment and even reuse the treated effluent. This study evaluated the development of functional adsorbent synthesized by the molecular imprinting method in a sol-gel matrix, for adsorbing tannin compounds. Easy to prepare, hybrid materials obtained enable their production for use as solid adsorbents. The characterization of organic-inorganic hybrid materials obtained was performed by nitrogen porosimetry analysis (BET), small-angle X-ray scattering (SAXS), diffuse reflectance spectroscopy (DRS), Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) and Zeta Potential (PZ). The structural and textural characteristics of hybrid materials ranged for each sol-gel route and template employed extraction process resulting in materials with different adsorption capacities. The silicas without functionalization were unable to adsorb the tannin compounds in aqueous solution, whereas the silica functionalized with APTES demonstrated the potential of the adsorbent for the tested compounds, with removals above of 80%. Differences in adsorption capacities between functionalized silica with and without molecular imprinting were observed where the unprinted silica had a higher adsorption of tannins, indicating that more studies are needed to find a process of efficient template extraction to improve adsorption capacity to the imprinted materials. Further, the silicas with improved adsorption capacity could adsorb the tannin compounds for several consecutive cycles of adsorption.

O processamento de peles para a fabricação de couro utiliza uma mistura complexa de substâncias - dentre elas, os taninos - que torna o tratamento de águas residuais difícil e oneroso. Vários estudos estão sendo conduzidos na tentativa de melhorar o tratamento e até mesmo reutilizar o efluente tratado. Neste trabalho foi avaliado o desenvolvimento de adsorventes funcionais sintetizados pelo método solgel e dotados de impressão molecular, para adsorção de compostos de taninos. Por serem de fácil preparação, os materiais híbridos obtidos viabilizam a sua produção para o uso como sólidos adsorventes. A caracterização dos materiais híbridos orgânico-inorgânico obtidos foi realizada por análise de Porosimetria de nitrogênio (BET), Espalhamento de raios-X a baixo ângulo (SAXS), Espectroscopia de refletância difusa no UV-vis (DRS), Espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) e Potencial Zeta (PZ). As características estruturais e texturais dos materiais híbridos gerados variaram para cada rota sol-gel e processo de extração de template empregado, resultando em materiais com diferentes capacidades de adsorção. As sílicas sem funcionalização não foram capazes de adsorver os compostos de tanino em solução aquosa, enquanto que as sílicas funcionalizadas com APTES demonstraram sua potencialidade como adsorvente para os compostos testados, atingindo remoções superiores a 80%. Diferenças nas capacidades de adsorção entre as sílicas funcionalizadas com e sem impressão molecular também foram observadas, onde a sílica sem impressão apresentou uma adsorção superior de taninos, indicando que mais estudos são necessários para encontrar um processo de extração eficiente do template. É importante salientar que as sílicas que obtiveram a maior capacidade de adsorção, puderam adsorver os compostos de taninos por vários ciclos consecutivos. / The processing of hides for leather manufacturing uses a complex mix of chemicals that makes the wastewater treatment difficult and costly. Several studies are being conducted in attempt to improve the treatment and even reuse the treated effluent. This study evaluated the development of functional adsorbent synthesized by the molecular imprinting method in a sol-gel matrix, for adsorbing tannin compounds. Easy to prepare, hybrid materials obtained enable their production for use as solid adsorbents. The characterization of organic-inorganic hybrid materials obtained was performed by nitrogen porosimetry analysis (BET), small-angle X-ray scattering (SAXS), diffuse reflectance spectroscopy (DRS), Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) and Zeta Potential (PZ). The structural and textural characteristics of hybrid materials ranged for each sol-gel route and template employed extraction process resulting in materials with different adsorption capacities. The silicas without functionalization were unable to adsorb the tannin compounds in aqueous solution, whereas the silica functionalized with APTES demonstrated the potential of the adsorbent for the tested compounds, with removals above of 80%. Differences in adsorption capacities between functionalized silica with and without molecular imprinting were observed where the unprinted silica had a higher adsorption of tannins, indicating that more studies are needed to find a process of efficient template extraction to improve adsorption capacity to the imprinted materials. Further, the silicas with improved adsorption capacity could adsorb the tannin compounds for several consecutive cycles of adsorption.

O processamento de peles para a fabricação de couro utiliza uma mistura complexa de substâncias - dentre elas, os taninos - que torna o tratamento de águas residuais difícil e oneroso. Vários estudos estão sendo conduzidos na tentativa de melhorar o tratamento e até mesmo reutilizar o efluente tratado. Neste trabalho foi avaliado o desenvolvimento de adsorventes funcionais sintetizados pelo método solgel e dotados de impressão molecular, para adsorção de compostos de taninos. Por serem de fácil preparação, os materiais híbridos obtidos viabilizam a sua produção para o uso como sólidos adsorventes. A caracterização dos materiais híbridos orgânico-inorgânico obtidos foi realizada por análise de Porosimetria de nitrogênio (BET), Espalhamento de raios-X a baixo ângulo (SAXS), Espectroscopia de refletância difusa no UV-vis (DRS), Espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) e Potencial Zeta (PZ). As características estruturais e texturais dos materiais híbridos gerados variaram para cada rota sol-gel e processo de extração de template empregado, resultando em materiais com diferentes capacidades de adsorção. As sílicas sem funcionalização não foram capazes de adsorver os compostos de tanino em solução aquosa, enquanto que as sílicas funcionalizadas com APTES demonstraram sua potencialidade como adsorvente para os compostos testados, atingindo remoções superiores a 80%. Diferenças nas capacidades de adsorção entre as sílicas funcionalizadas com e sem impressão molecular também foram observadas, onde a sílica sem impressão apresentou uma adsorção superior de taninos, indicando que mais estudos são necessários para encontrar um processo de extração eficiente do template. É importante salientar que as sílicas que obtiveram a maior capacidade de adsorção, puderam adsorver os compostos de taninos por vários ciclos consecutivos. / The processing of hides for leather manufacturing uses a complex mix of chemicals that makes the wastewater treatment difficult and costly. Several studies are being conducted in attempt to improve the treatment and even reuse the treated effluent. This study evaluated the development of functional adsorbent synthesized by the molecular imprinting method in a sol-gel matrix, for adsorbing tannin compounds. Easy to prepare, hybrid materials obtained enable their production for use as solid adsorbents. The characterization of organic-inorganic hybrid materials obtained was performed by nitrogen porosimetry analysis (BET), small-angle X-ray scattering (SAXS), diffuse reflectance spectroscopy (DRS), Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) and Zeta Potential (PZ). The structural and textural characteristics of hybrid materials ranged for each sol-gel route and template employed extraction process resulting in materials with different adsorption capacities. The silicas without functionalization were unable to adsorb the tannin compounds in aqueous solution, whereas the silica functionalized with APTES demonstrated the potential of the adsorbent for the tested compounds, with removals above of 80%. Differences in adsorption capacities between functionalized silica with and without molecular imprinting were observed where the unprinted silica had a higher adsorption of tannins, indicating that more studies are needed to find a process of efficient template extraction to improve adsorption capacity to the imprinted materials. Further, the silicas with improved adsorption capacity could adsorb the tannin compounds for several consecutive cycles of adsorption.

Computational modeling of organic interface formation on semiconductors poses a challenge to a density functional theory-based description due to structural and chemical complexity. A hierarchical approach is presented, where parts of the interface are successively removed in order to increase computational efficiency while maintaining the necessary accuracy. First, a benchmark is performed to probe the validity of this approach for three model reactions and five dispersion corrected density functionals. Reaction energies are generally well reproduced by generalized gradient approximation-type functionals but accurate reaction barriers require the use of hybrid functionals. Best performance is found for the model system that does not explicitly consider the substrate but includes its templating effects. Finally, this efficient model is used to provide coverage dependent reaction energies and suggest synthetic principles for the prevention of unwanted growth termination reactions for organic layers on semiconductor surfaces.

A intercalação de espécies de interesse biológico e terapêutico em Hidróxidos Duplos Lamelares (HDLs) vem se mostrando uma estratégia interessante para a obtenção de sistemas de armazenamento ou carregadores de drogas. No presente trabalho foram investigadas rotas sintéticas e parâmetros experimentais para a intercalação dos ânions derivados dos fármacos ácido mefenâmico e piroxicam em HDL de Mg2+ e Al3+. Os sólidos foram caracterizados por difratometria de raios X, análises elementar e térmica, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia no infravermelho e Raman. Os difratogramas de raios X dos materiais híbridos HDL-mefenamato isolados por co-precipitação (pH=9-9,5) mostram, além de fase do tipo HDL, alguns picos finos e de baixa intensidade que podem estar relacionados com a presença de um sal de mefenamato. Os melhores resultados foram obtidos empregando uma relação molar ânion/Al3+ =1. Nos processos de reconstituição e troca iônica, os picos finos não são observados. Os espectros vibracionais mostram que o ácido mefenâmico está na forma desprotonada e intacto. Os ânions mefenamato se arranjam em uma bicamada no espaço interlamelar (d003 ~21-22 Å). Os híbridos HDL-piroxicamato obtidos por co-precipitação são constituídos de pelo menos duas fases. À medida que a razão ânion/Al3+ diminui, observa-se o aumento na formação de fase HDL. / Intercalation of biological and therapeutical species into Layered Double Hydroxides (LDHs) has been shown an interesting strategy to get drug storage or drug carrier systems. In this work it were investigated synthetic routes and experimental parameters for intercalation of anions derived from mefenamic acid and piroxicam drugs into LDH of Mg2+ and Al3+ composition. The isolated solids were characterized by X-ray diffractometry, elemental and thermal analysis, scanning electron microscopy and infrared and Raman spectroscopies. Besides LDH phase, XRD patterns of LDH-mefenamate hybrid materials isolated by coprecipitation (pH=9-9.5) show some narrow and low intensity peaks that can be related to a mefenamate salt phase. Improved data were obtained using an anion/Al3+ molar ratio equal 1. When employing reconstruction and ion exchange methods, narrow peaks are no observed. Vibrational spectra indicate that mefenamic acid is deprotonated and integral between the layers. Guest anions are arranged in a bylayer in the interlayer space (d003 ~21-22 Å). LDH-piroxicamate hybrid materials obtained by coprecipitation are constituted by at least two phases. An increase in LDH phase formation it is observed when the molar ratio anion/Al3+ decreases.

A intercalação de espécies de interesse biológico e terapêutico em Hidróxidos Duplos Lamelares (HDLs) vem se mostrando uma estratégia interessante para a obtenção de sistemas de armazenamento ou carregadores de drogas. No presente trabalho foram investigadas rotas sintéticas e parâmetros experimentais para a intercalação dos ânions derivados dos fármacos ácido mefenâmico e piroxicam em HDL de Mg2+ e Al3+. Os sólidos foram caracterizados por difratometria de raios X, análises elementar e térmica, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia no infravermelho e Raman. Os difratogramas de raios X dos materiais híbridos HDL-mefenamato isolados por co-precipitação (pH=9-9,5) mostram, além de fase do tipo HDL, alguns picos finos e de baixa intensidade que podem estar relacionados com a presença de um sal de mefenamato. Os melhores resultados foram obtidos empregando uma relação molar ânion/Al3+ =1. Nos processos de reconstituição e troca iônica, os picos finos não são observados. Os espectros vibracionais mostram que o ácido mefenâmico está na forma desprotonada e intacto. Os ânions mefenamato se arranjam em uma bicamada no espaço interlamelar (d003 ~21-22 Å). Os híbridos HDL-piroxicamato obtidos por co-precipitação são constituídos de pelo menos duas fases. À medida que a razão ânion/Al3+ diminui, observa-se o aumento na formação de fase HDL. / Intercalation of biological and therapeutical species into Layered Double Hydroxides (LDHs) has been shown an interesting strategy to get drug storage or drug carrier systems. In this work it were investigated synthetic routes and experimental parameters for intercalation of anions derived from mefenamic acid and piroxicam drugs into LDH of Mg2+ and Al3+ composition. The isolated solids were characterized by X-ray diffractometry, elemental and thermal analysis, scanning electron microscopy and infrared and Raman spectroscopies. Besides LDH phase, XRD patterns of LDH-mefenamate hybrid materials isolated by coprecipitation (pH=9-9.5) show some narrow and low intensity peaks that can be related to a mefenamate salt phase. Improved data were obtained using an anion/Al3+ molar ratio equal 1. When employing reconstruction and ion exchange methods, narrow peaks are no observed. Vibrational spectra indicate that mefenamic acid is deprotonated and integral between the layers. Guest anions are arranged in a bylayer in the interlayer space (d003 ~21-22 Å). LDH-piroxicamate hybrid materials obtained by coprecipitation are constituted by at least two phases. An increase in LDH phase formation it is observed when the molar ratio anion/Al3+ decreases.

Novel highly functionalized hybrid organic-inorganic materials were synthesized by polycondensation of bis[3-(trimethoxysilyl)propyl]amine in presence of cationic and anionic surfactants. Reaction media strongly affected gelation time. Thus, in basic media gelation occurred immediately while acid increased gelation time. Material structures were studied by IR spectroscopy, porosimetry, XRD, and SAXS methods. In spite of the absence of an inorganic linker, obtained bridged silsesquioxanes had mesoporous structure. A material prepared in the presence of dodecylamine as a template had higher surface area and narrow pore size distribution while the use of sodium dodecylbenzene sulfate resulted in formation of mesopores with wide size ranges. Accessibility of surface amine groups in silsesquioxanes was studied for molecules of acidic nature and different sizes: HCl, CO2 and picric acid. High contents of accessible amine groups in these materials make them prospective adsorbents for post-combustion CO2 capture.