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.

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.

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.

O trabalho realizado conjuga informações de preparação e caracterização de materiais à base de sílica, com avaliação de possível aplicação potencial na área de química analítica ambiental. As sílicas organofuncionalizadas foram preparadas segundo 2 métodos: grafting e sol-gel. Os 4 sólidos obtidos por grafting diferem essencialmente na natureza da esfera de coordenação em torno do centro metálico (átomo de zircônio), enquanto que os 2 sólidos obtidos pelo processo sol-gel são sólidos híbridos, contendo ligantes indenil, grupos silanóis e etóxidos na superfície, diferindo entre si pela presença de centro metálico. Os teores de metal, determinados por RBS, nas sílicas organofuncionalizadas ficaram em torno de 0,3 % para os sólidos preparados por grafting e 4,5 %,no caso, do sólido preparado por sol-gel. A análise por DRIFTS confirmou a presença dos ligantes orgânicos e, ainda, grupos silanóis residuais nos adsorventes preparados por grafting. A capacidade de adsorção das sílicas organofuncionalizadas foi avaliada frente a duas famílias de compostos: HPAs e pesticidas organoclorados. A identificação e quantificação dos HPAs foi conduzida através de cromatografia gasosa com detector seletivo de massas. Os resultados da capacidade de adsorção para os 16 HPAs prioritários não foram quantitativamente considerados satisfatórios, em parte devido à dificuldade de solubilidade em água. A determinação quantitativa da eficiência dos adsorventes sólidos, na pré-concentração/extração dos pesticidas organoclorados, foi realizada através da cromatografia gasosa com detector de captura de elétrons. Os resultados de recuperação, para os compostos organoclorados: heptacloro epóxido, dieldrin e endrin foram considerados satisfatórios e em concordância com valores encontrados com o adsorvente comercial LC-18. O lindano apresentou boa recuperação especificadamente nos adsorventes preparados por sol-gel. De uma forma geral, os resultados indicam a possibilidade de utilização futura dos adsorventes sólidos preparados em protocolos de pré-concentração/extração de organoclorados a nível de traços.

O trabalho realizado conjuga informações de preparação e caracterização de materiais à base de sílica, com avaliação de possível aplicação potencial na área de química analítica ambiental. As sílicas organofuncionalizadas foram preparadas segundo 2 métodos: grafting e sol-gel. Os 4 sólidos obtidos por grafting diferem essencialmente na natureza da esfera de coordenação em torno do centro metálico (átomo de zircônio), enquanto que os 2 sólidos obtidos pelo processo sol-gel são sólidos híbridos, contendo ligantes indenil, grupos silanóis e etóxidos na superfície, diferindo entre si pela presença de centro metálico. Os teores de metal, determinados por RBS, nas sílicas organofuncionalizadas ficaram em torno de 0,3 % para os sólidos preparados por grafting e 4,5 %,no caso, do sólido preparado por sol-gel. A análise por DRIFTS confirmou a presença dos ligantes orgânicos e, ainda, grupos silanóis residuais nos adsorventes preparados por grafting. A capacidade de adsorção das sílicas organofuncionalizadas foi avaliada frente a duas famílias de compostos: HPAs e pesticidas organoclorados. A identificação e quantificação dos HPAs foi conduzida através de cromatografia gasosa com detector seletivo de massas. Os resultados da capacidade de adsorção para os 16 HPAs prioritários não foram quantitativamente considerados satisfatórios, em parte devido à dificuldade de solubilidade em água. A determinação quantitativa da eficiência dos adsorventes sólidos, na pré-concentração/extração dos pesticidas organoclorados, foi realizada através da cromatografia gasosa com detector de captura de elétrons. Os resultados de recuperação, para os compostos organoclorados: heptacloro epóxido, dieldrin e endrin foram considerados satisfatórios e em concordância com valores encontrados com o adsorvente comercial LC-18. O lindano apresentou boa recuperação especificadamente nos adsorventes preparados por sol-gel. De uma forma geral, os resultados indicam a possibilidade de utilização futura dos adsorventes sólidos preparados em protocolos de pré-concentração/extração de organoclorados a nível de traços.

O trabalho realizado conjuga informações de preparação e caracterização de materiais à base de sílica, com avaliação de possível aplicação potencial na área de química analítica ambiental. As sílicas organofuncionalizadas foram preparadas segundo 2 métodos: grafting e sol-gel. Os 4 sólidos obtidos por grafting diferem essencialmente na natureza da esfera de coordenação em torno do centro metálico (átomo de zircônio), enquanto que os 2 sólidos obtidos pelo processo sol-gel são sólidos híbridos, contendo ligantes indenil, grupos silanóis e etóxidos na superfície, diferindo entre si pela presença de centro metálico. Os teores de metal, determinados por RBS, nas sílicas organofuncionalizadas ficaram em torno de 0,3 % para os sólidos preparados por grafting e 4,5 %,no caso, do sólido preparado por sol-gel. A análise por DRIFTS confirmou a presença dos ligantes orgânicos e, ainda, grupos silanóis residuais nos adsorventes preparados por grafting. A capacidade de adsorção das sílicas organofuncionalizadas foi avaliada frente a duas famílias de compostos: HPAs e pesticidas organoclorados. A identificação e quantificação dos HPAs foi conduzida através de cromatografia gasosa com detector seletivo de massas. Os resultados da capacidade de adsorção para os 16 HPAs prioritários não foram quantitativamente considerados satisfatórios, em parte devido à dificuldade de solubilidade em água. A determinação quantitativa da eficiência dos adsorventes sólidos, na pré-concentração/extração dos pesticidas organoclorados, foi realizada através da cromatografia gasosa com detector de captura de elétrons. Os resultados de recuperação, para os compostos organoclorados: heptacloro epóxido, dieldrin e endrin foram considerados satisfatórios e em concordância com valores encontrados com o adsorvente comercial LC-18. O lindano apresentou boa recuperação especificadamente nos adsorventes preparados por sol-gel. De uma forma geral, os resultados indicam a possibilidade de utilização futura dos adsorventes sólidos preparados em protocolos de pré-concentração/extração de organoclorados a nível de traços.

Neste trabalho, foram usados dois métodos de síntese, o método de enxerto para modificar a sílica com as aminas aromáticas p-anisidina, p-fenitidina e p-fenilenodiamina e o método sol-gel para obter dois xerogéis híbridos a base de sílica. Um xerogel contendo o grupo orgânico 5-amino-1,3,4-tiadiazol-2-tiol e o outro contendo o 3-aminopropil. Os precursores organossilanos p-anisidinapropiltrimetoxissilano, p-fenitidinapropiltrimetoxissilano, pfenilenodiaminapropiltrimetoxissilano e, 5-amino-1,3,4-tiadiazol-2-tiol propiltrimetoxissilano foram também sintetizados. Foram sintetizadas duas séries de amostras do xerogel 5-amino-1,3,4-tiadiazol-2- tiol/sílica: uma variando-se a quantidade de precursor orgânico adicionado (5,0, 10,0, 20,0 e 40,0 mmol) e a outra variando-se a temperatura de gelificação (50 e 75 ºC). Para o xerogel 3- aminopropil/sílica também foram sintetizadas duas séries de amostras: uma variando-se o tipo de catalisador adicionado e a outra série variando-se o tipo de solvente. Os catalisadores usados foram o HF, HCl, NH4OH e o NH4F enquanto que os solventes estudados foram metanol, etanol, propanol, butanol e pentanol.Na caracterização das sílicas organofuncionalizadas e dos xerogéis híbridos foram usadas as seguintes técnicas: espectroscopia no infravermelho, microscopia eletrônica de varredura, isotermas de adsorção e dessorção de nitrogênio e análise elementar. A potencialidade de aplicação dos materiais híbridos como adsorventes na extração de cátions metálicos em meio aquoso e etanólico foi investigada usando-se isotermas de adsorção pelo método de batelada. Para as sílicas organofuncionalizadas ainda foi realizado um estudo de dessorção e seletividade. A dispersão dos grupos orgânicos na superfície das sílicas organofuncionalizadas ocorreu na forma de monocamada. Essas sílicas foram utilizadas como adsorventes de cátions metálicos, Pb2+, Cu2+, Cd2+ e Ni2+ em soluções aquosas e etanólicas. De modo geral, a capacidade de adsorção obedeceu à seqüência: Pb2+ >> Cu2+ =~ Cd2+ =~ Ni2+. Os estudos de adsorção para esses materias em meio competitivo, mostrou melhor seletividade para Cu2+ e Pb2+ em meio aquoso e Pb2+ em solução etanólica. Quanto aos xerogéis híbridos, observou-se que o aumento no teor de orgânicos resultou em diminuição da área superficial e da porosidade. O aumento da temperatura de gelificação reduziu o tempo de gelificação. O uso de a catálise ácida resultou em materiais híbridos mais compactos, enquanto que a catálise básica produziu materiais com partículas mais esféricas. Osxerogéis sintetizados em álcoois de maiores cadeias foram os que apresentaram os resultados mais promissores para utilização como adsorventes de Cu2+ e Ni2+. / In this work, two methods of synthesis were used: grafting to modify silica with the aromatic amines, p-anisidine, p-fenitidine and p-phenylenediamine, and sol-gel to obtain two silica based xerogels, one xerogel that contain the organic group 5-amine-1,3,4-thiadiazole-2- thiol and another with the group 3-aminopropyl. The organic precursors panisidinepropyltrimethoxysilane, p-phenetidinepropyltrimethoxysilane, pphenylenediaminepropyltrimethoxysilane, and 5-amine-1,3,4-thiadiazole-2-thiol propyltrimethoxysilane were also synthesized. Two sample series of the 5-amine-1,3,4-thiadiazole-2-thiol/silica xerogel were synthesized: the first varying the quantity of organic precursor added (5.0, 10.0, 20.0 and 40.0 mmol) and the other one changing the gelation temperature (50 and 75 ºC). For 3- aminopropyl/silica xerogel it was also synthesized two samples series varying the catalyst added and the solvent used. The catalysts used were HF, HCl, NH4OH and NH4F while the solvents employed were methanol, ethanol, propanol, butanol and pentanol. In the characterization of the organofunctionalized silicas and hybrid xerogels the follow techniques were utilized: infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, nitrogen adsorption desorption isotherms and elemental analysis.The potentiality to apply the hybrid materials as sorbent for metal cation extraction from aqueous and ethanol solutions was investigated by using adsorption isotherms and batch technique. For the organofunctionalized silicas desorption and selectivity studies was also performed. The organic groups are dispersed on organofunctionalized silicas in a monolayer form. These silicas were used as adsorbents for metal cations Pb2+, Cu2+, Cd2+ and Ni2+ in aqueous and ethanol medium. In a general way, the adsorption capacity values followed the sequence: Pb2+ >> Cu2+ =~ Cd2+ =~ Ni2+. The adsorption studies for these materials in competitive medium showed better selectivity for Cu2+ and Pb2+ in aqueous medium and for Pb2+ in ethanol solution. For the hybrid xerogels, it was observed that the increasing in the organic content results in a decreasing in the surface area and porosity. An increase in the gelation temperature reduced the gelation time. The use of acid catalysis results in compact hybrids, while basic catalysis results in spherical particles. The xerogels synthesized using alcohols with higher chains showed the more promising results for use as Cu2+ and Ni2+ adsorbents.

Neste trabalho, foram usados dois métodos de síntese, o método de enxerto para modificar a sílica com as aminas aromáticas p-anisidina, p-fenitidina e p-fenilenodiamina e o método sol-gel para obter dois xerogéis híbridos a base de sílica. Um xerogel contendo o grupo orgânico 5-amino-1,3,4-tiadiazol-2-tiol e o outro contendo o 3-aminopropil. Os precursores organossilanos p-anisidinapropiltrimetoxissilano, p-fenitidinapropiltrimetoxissilano, pfenilenodiaminapropiltrimetoxissilano e, 5-amino-1,3,4-tiadiazol-2-tiol propiltrimetoxissilano foram também sintetizados. Foram sintetizadas duas séries de amostras do xerogel 5-amino-1,3,4-tiadiazol-2- tiol/sílica: uma variando-se a quantidade de precursor orgânico adicionado (5,0, 10,0, 20,0 e 40,0 mmol) e a outra variando-se a temperatura de gelificação (50 e 75 ºC). Para o xerogel 3- aminopropil/sílica também foram sintetizadas duas séries de amostras: uma variando-se o tipo de catalisador adicionado e a outra série variando-se o tipo de solvente. Os catalisadores usados foram o HF, HCl, NH4OH e o NH4F enquanto que os solventes estudados foram metanol, etanol, propanol, butanol e pentanol.Na caracterização das sílicas organofuncionalizadas e dos xerogéis híbridos foram usadas as seguintes técnicas: espectroscopia no infravermelho, microscopia eletrônica de varredura, isotermas de adsorção e dessorção de nitrogênio e análise elementar. A potencialidade de aplicação dos materiais híbridos como adsorventes na extração de cátions metálicos em meio aquoso e etanólico foi investigada usando-se isotermas de adsorção pelo método de batelada. Para as sílicas organofuncionalizadas ainda foi realizado um estudo de dessorção e seletividade. A dispersão dos grupos orgânicos na superfície das sílicas organofuncionalizadas ocorreu na forma de monocamada. Essas sílicas foram utilizadas como adsorventes de cátions metálicos, Pb2+, Cu2+, Cd2+ e Ni2+ em soluções aquosas e etanólicas. De modo geral, a capacidade de adsorção obedeceu à seqüência: Pb2+ >> Cu2+ =~ Cd2+ =~ Ni2+. Os estudos de adsorção para esses materias em meio competitivo, mostrou melhor seletividade para Cu2+ e Pb2+ em meio aquoso e Pb2+ em solução etanólica. Quanto aos xerogéis híbridos, observou-se que o aumento no teor de orgânicos resultou em diminuição da área superficial e da porosidade. O aumento da temperatura de gelificação reduziu o tempo de gelificação. O uso de a catálise ácida resultou em materiais híbridos mais compactos, enquanto que a catálise básica produziu materiais com partículas mais esféricas. Osxerogéis sintetizados em álcoois de maiores cadeias foram os que apresentaram os resultados mais promissores para utilização como adsorventes de Cu2+ e Ni2+. / In this work, two methods of synthesis were used: grafting to modify silica with the aromatic amines, p-anisidine, p-fenitidine and p-phenylenediamine, and sol-gel to obtain two silica based xerogels, one xerogel that contain the organic group 5-amine-1,3,4-thiadiazole-2- thiol and another with the group 3-aminopropyl. The organic precursors panisidinepropyltrimethoxysilane, p-phenetidinepropyltrimethoxysilane, pphenylenediaminepropyltrimethoxysilane, and 5-amine-1,3,4-thiadiazole-2-thiol propyltrimethoxysilane were also synthesized. Two sample series of the 5-amine-1,3,4-thiadiazole-2-thiol/silica xerogel were synthesized: the first varying the quantity of organic precursor added (5.0, 10.0, 20.0 and 40.0 mmol) and the other one changing the gelation temperature (50 and 75 ºC). For 3- aminopropyl/silica xerogel it was also synthesized two samples series varying the catalyst added and the solvent used. The catalysts used were HF, HCl, NH4OH and NH4F while the solvents employed were methanol, ethanol, propanol, butanol and pentanol. In the characterization of the organofunctionalized silicas and hybrid xerogels the follow techniques were utilized: infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, nitrogen adsorption desorption isotherms and elemental analysis.The potentiality to apply the hybrid materials as sorbent for metal cation extraction from aqueous and ethanol solutions was investigated by using adsorption isotherms and batch technique. For the organofunctionalized silicas desorption and selectivity studies was also performed. The organic groups are dispersed on organofunctionalized silicas in a monolayer form. These silicas were used as adsorbents for metal cations Pb2+, Cu2+, Cd2+ and Ni2+ in aqueous and ethanol medium. In a general way, the adsorption capacity values followed the sequence: Pb2+ >> Cu2+ =~ Cd2+ =~ Ni2+. The adsorption studies for these materials in competitive medium showed better selectivity for Cu2+ and Pb2+ in aqueous medium and for Pb2+ in ethanol solution. For the hybrid xerogels, it was observed that the increasing in the organic content results in a decreasing in the surface area and porosity. An increase in the gelation temperature reduced the gelation time. The use of acid catalysis results in compact hybrids, while basic catalysis results in spherical particles. The xerogels synthesized using alcohols with higher chains showed the more promising results for use as Cu2+ and Ni2+ adsorbents.

Neste trabalho, foram usados dois métodos de síntese, o método de enxerto para modificar a sílica com as aminas aromáticas p-anisidina, p-fenitidina e p-fenilenodiamina e o método sol-gel para obter dois xerogéis híbridos a base de sílica. Um xerogel contendo o grupo orgânico 5-amino-1,3,4-tiadiazol-2-tiol e o outro contendo o 3-aminopropil. Os precursores organossilanos p-anisidinapropiltrimetoxissilano, p-fenitidinapropiltrimetoxissilano, pfenilenodiaminapropiltrimetoxissilano e, 5-amino-1,3,4-tiadiazol-2-tiol propiltrimetoxissilano foram também sintetizados. Foram sintetizadas duas séries de amostras do xerogel 5-amino-1,3,4-tiadiazol-2- tiol/sílica: uma variando-se a quantidade de precursor orgânico adicionado (5,0, 10,0, 20,0 e 40,0 mmol) e a outra variando-se a temperatura de gelificação (50 e 75 ºC). Para o xerogel 3- aminopropil/sílica também foram sintetizadas duas séries de amostras: uma variando-se o tipo de catalisador adicionado e a outra série variando-se o tipo de solvente. Os catalisadores usados foram o HF, HCl, NH4OH e o NH4F enquanto que os solventes estudados foram metanol, etanol, propanol, butanol e pentanol.Na caracterização das sílicas organofuncionalizadas e dos xerogéis híbridos foram usadas as seguintes técnicas: espectroscopia no infravermelho, microscopia eletrônica de varredura, isotermas de adsorção e dessorção de nitrogênio e análise elementar. A potencialidade de aplicação dos materiais híbridos como adsorventes na extração de cátions metálicos em meio aquoso e etanólico foi investigada usando-se isotermas de adsorção pelo método de batelada. Para as sílicas organofuncionalizadas ainda foi realizado um estudo de dessorção e seletividade. A dispersão dos grupos orgânicos na superfície das sílicas organofuncionalizadas ocorreu na forma de monocamada. Essas sílicas foram utilizadas como adsorventes de cátions metálicos, Pb2+, Cu2+, Cd2+ e Ni2+ em soluções aquosas e etanólicas. De modo geral, a capacidade de adsorção obedeceu à seqüência: Pb2+ >> Cu2+ =~ Cd2+ =~ Ni2+. Os estudos de adsorção para esses materias em meio competitivo, mostrou melhor seletividade para Cu2+ e Pb2+ em meio aquoso e Pb2+ em solução etanólica. Quanto aos xerogéis híbridos, observou-se que o aumento no teor de orgânicos resultou em diminuição da área superficial e da porosidade. O aumento da temperatura de gelificação reduziu o tempo de gelificação. O uso de a catálise ácida resultou em materiais híbridos mais compactos, enquanto que a catálise básica produziu materiais com partículas mais esféricas. Osxerogéis sintetizados em álcoois de maiores cadeias foram os que apresentaram os resultados mais promissores para utilização como adsorventes de Cu2+ e Ni2+. / In this work, two methods of synthesis were used: grafting to modify silica with the aromatic amines, p-anisidine, p-fenitidine and p-phenylenediamine, and sol-gel to obtain two silica based xerogels, one xerogel that contain the organic group 5-amine-1,3,4-thiadiazole-2- thiol and another with the group 3-aminopropyl. The organic precursors panisidinepropyltrimethoxysilane, p-phenetidinepropyltrimethoxysilane, pphenylenediaminepropyltrimethoxysilane, and 5-amine-1,3,4-thiadiazole-2-thiol propyltrimethoxysilane were also synthesized. Two sample series of the 5-amine-1,3,4-thiadiazole-2-thiol/silica xerogel were synthesized: the first varying the quantity of organic precursor added (5.0, 10.0, 20.0 and 40.0 mmol) and the other one changing the gelation temperature (50 and 75 ºC). For 3- aminopropyl/silica xerogel it was also synthesized two samples series varying the catalyst added and the solvent used. The catalysts used were HF, HCl, NH4OH and NH4F while the solvents employed were methanol, ethanol, propanol, butanol and pentanol. In the characterization of the organofunctionalized silicas and hybrid xerogels the follow techniques were utilized: infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, nitrogen adsorption desorption isotherms and elemental analysis.The potentiality to apply the hybrid materials as sorbent for metal cation extraction from aqueous and ethanol solutions was investigated by using adsorption isotherms and batch technique. For the organofunctionalized silicas desorption and selectivity studies was also performed. The organic groups are dispersed on organofunctionalized silicas in a monolayer form. These silicas were used as adsorbents for metal cations Pb2+, Cu2+, Cd2+ and Ni2+ in aqueous and ethanol medium. In a general way, the adsorption capacity values followed the sequence: Pb2+ >> Cu2+ =~ Cd2+ =~ Ni2+. The adsorption studies for these materials in competitive medium showed better selectivity for Cu2+ and Pb2+ in aqueous medium and for Pb2+ in ethanol solution. For the hybrid xerogels, it was observed that the increasing in the organic content results in a decreasing in the surface area and porosity. An increase in the gelation temperature reduced the gelation time. The use of acid catalysis results in compact hybrids, while basic catalysis results in spherical particles. The xerogels synthesized using alcohols with higher chains showed the more promising results for use as Cu2+ and Ni2+ adsorbents.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2450743 bytes, checksum: 3e33726e56a8d6ec568fbe55fd680721 (MD5) Previous issue date: 2012-09-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The preparation of stable immobilized lipases is one of the great challenges for modern biotechnology that involves the use of these enzymes in biocatalyzed processes. The commercial application of these biocatalysts depends of an efficient immobilization and the appropriate use of supports to ensure stability to enzymes. This work focused on the study of the preparation of chemically modified supports derived from silica gel. The organofunctionalized silicas were prepared by silylation through of the heteregeneous route using the compounds 3-aminepropyl- and 3-chloropropyl trimethoxysilane resulting in the solids named Sil-propil-NH2 and Sil-propil-Cl, respectively. The solids Sil-propil-NH2 and Sil-propil-Cl reacted subsequently with the cyanuric chloride and 1,6 diaminehexane as spacer, followed by covalent attack of cyanuric chloride resulting in the matrices Sil-propil-N-CC and Sil-propil-Hex-CC. Silica gel and the modified solid were characterized measures of adsorption / desorption of nitrogen, CHN elemental analysis, thermogravimetry (TG), Si29 and C13 NMR and FTIR spectroscopy. The modified support were used in the immobilization of the Burkholderia cepacia lipase, and the catalytic performance and stability of the immobilized enzyme derivatives were investigated in the hydrolysis reaction of p-nitrophenylpalmitate (pNPP) in five consecutive reaction cycles. The results of the preparation of matrizes showed the anchoring of the triazine molecule onto silanized surface. For material Sil-propil-N-CC was observed the increasing of the nitrogen content as indicated CNH elemental analysis, that corresponded to 1.82% of N due the introduction of amino group and 3.08% of N after the reaction of the triazine molecule. For the material Sil-propil-Cl, it was observed the increasing in the nitrogen percentage for the support with spacer (2.13% of N) and after the reaction with cyanuric chloride (3.6% of N). The tests of catalytic activity operational stability of the immobilized enzymes onto supports were 2910, 3000 e 3430 U/g, respectively, for supports with aminopropyl and triazine molecule, chloropropyl with the spacer and for the surface with spacer and triazine molecule. For catalytic test were observed a higher tendency for loss of stability for support without spacer. The obtained results showed that the chemical modification reactions of silica gel enabled the covalent anchoring of the cyanuric chloride and the use of spacer resulted in higher catalytic activity and stability for the immobilized bio catalysts. / A obtenção de lipases imobilizadas estáveis é um dos maiores desafios para a biotecnologia moderna que envolve o emprego destas enzimas em processos biocatalisados. A aplicação comercial desses biocatalisadores depende de métodos eficientes de imobilização e da utilização de um suporte apropriado para assegurar estabilidade às enzimas. Nessa direção, o escopo do presente trabalho envolveu a preparação de suportes quimicamente modificados a partir da sílica gel. As sílicas organofuncionalizadas foram preparadas por silanização pela rota heterogênea, utilizando os compostos 3-aminopropiltrimetoxissilano e 3-cloropropiltrimetoxissilano originando os sólidos denominados Sil-propil-NH2 e Sil-propil-Cl, respectivamente. Os sólidos Sil-propil-NH2 e Sil-propil-Cl reagiram subsequentemente com cloreto cianúrico e o com o espaçador 1,6 diaminohexano, seguido do ataque covalente do cloreto cianúrico resultando nas matrizes Sil-propil-N-CC e Sil-propil-Hex-CC. A sílica gel e os sólidos modificados foram caracterizados pelas técnicas de termogravimetria, medidas de adsorção/dessorção de nitrogênio, análises elementar de CHN, ressonância magnética nuclear de Si29 e C13 e espectroscopia de absorção na região do infravermelho. Os suportes modificados foram utilizados na imobilização da lipase de Burkholderia cepacia, sendo que o desempenho catalítico e estabilidade dos derivados enzimáticos imobilizados foram investigados em reações de hidrólise do éster palmitato de p-nitrofenila (p-NPP) em cinco ciclos reacionais consecutivos. Os resultados das preparações dos suportes mostraram o ancoramento da molécula triazínica nas superfícies silanizadas. No material Sil-propil-N-CC foi observado um aumento do teor de nitrogênio obtido da análise elementar, que correspondeu a 1,82% de N referente à introdução do grupo amino e 3,08% de N após a reação com o composto triazínico. No caso do material Sil-propil-Cl, observou-se um aumento na porcentagem de nitrogênio do suporte contendo espaçador (2,13% N) e após a reação com o cloreto cianúrico (3,6% N). Os testes de atividade hidrolítica e estabilidade das lipases imobilizadas mostraram 2910, 3000 e 3430 U/g, respectivamente para os suportes contendo aminopropil e o anel triazínico, cloropropil e o espaçador e a superfície com espaçador e o anel triazínico. Nos ensaios catalíticos foi observada uma maior tendência de perda de estabilidade na ausência do espaçador. Os resultados obtidos mostraram que as reações de modificação química da superfície da sílica possibilitaram o ancoramento covalente do cloreto cianúrico e a presença de um espaçador possibilitou maior atividade e estabilidade aos biocatalisadores imobilizados.