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Previous issue date: 2013-07-31 / In this work were prepared and characterized polyaniline/poly(styrene-co-divinylbenzene) composites by in situ oxidative polymerization of aniline in the pores of styrene-divinylbenzene copolymers. The aim was to obtain composites with high specific surface areas and total pore volumes for use as adsorbents of complex anions [SnCl4]2-. The copolymers with 29 and 84 % of divinylbenzene (DVB) were called PStyDVB 29 and PStyDVB 84, respectively. They were synthesized by suspension polymerization in the presence of inert diluents like toluene and heptane to obtain mesoporous beads with sizes in the range of 400 to 800 μm. Before the oxidative polymerization, the copolymers were swelled with aniline and ethanol mixture at volumetric ratio 20:80. The oxidative polymerization of aniline in the copolymers was carried out using benzoyl peroxide as an oxidant in the presence of hydrochloric or nitric acid as dopant at 25°C in three polymerization cycles. The materials were characterized by infrared spectroscopy with Fourier transform (FTIR), elemental analysis (CNHS), X ray diffraction, thermogravimetry, nitrogen adsorption (specific surface area and pore volume), Scanning Electron Microscopy and Atomic Absorption spectrophotometry. Elemental analysis indicated that the composite doped with HCl adsorb higher amounts of polyaniline (PANI) than using HNO3. The FTIR spectra and X-ray diffraction patterns of the composites were similar to the ones of the copolymers due the low amounts of PANI incorporated. The copolymers had lower thermal stability
than composites, and the copolymer PStyDVB 84 had higher thermal stability due to a higher crosslinking degree. The specific surface areas (SBET) and pore volume (Vp) of the composites showed a decrease compared to the respective copolymers, due to the incorporation of polyaniline by homogeneously distributed inside and outside surfaces. The increasing of DVB content in the composites and copolymers favored the formation of high specific surface areas and pore volumes. The adsorption of anion complex [SnCl4]2- by the composites occurred by ion exchange of ions Cl- or NO3-. The results showed that the complex anions [SnCl4]2- adsorption increased with the increasing of hydrochloric acid and tin ion (II) concentrations. The complex anions [SnCl4]2- adsorbed more on the composite PANI/PStyDVB 84 HNO3, although it showed the lowest PANI content, the highest specific surface area and pore volume compared to the other composites. It can be concluded that the anion complex [SnCl4]2- adsorption depends on the number of binding sites and on the porous structure of the composites. / Neste trabalho, foram preparados e caracterizados compósitos Polianilina/Poli(estireno-co-divinilbenzeno), através da polimerização oxidativa in situ da anilina nos poros dos copolímeros estireno e divinilbenzeno. O objetivo foi obter compósitos com altas áreas superficiais específicas e volume de poros totais, para utilização como adsorventes de ânions complexo [SnCl4]2-. Os copolímeros com 29 e 84 % de divinilbenzeno (DVB) foram denominados PStyDVB 29 e PStyDVB 84, respectivamente, e sintetizados através de polimerização em suspensão, na presença de diluentes inertes tolueno e heptano para obtenção de pérolas com estrutura mesoporosa e tamanhos na faixa de 400 e 800 μm. Antes da polimerização oxidativa, os copolímeros foram intumescidos com mistura de anilina e etanol, na razão volumétrica 20:80. A polimerização oxidativa da anilina nos copolímeros foi realizada com peróxido de benzoíla, como oxidante, na presença de ácido clorídrico ou nítrico como dopante a 25°C, em três ciclos de polimerização. Os materiais foram caracterizados por espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier, Análise Elementar (CNHS), Difratometria de Raios X, Termogravimetria, Adsorção Física de Nitrogênio (área específica e volume de poros), Microscopia Eletrônica de Varredura e espectrofotometria de Absorção Atômica. A análise elementar indicou que os compósitos dopados com HCl, adsorveram maiores quantidades de Polianilina (PANI) do que com o uso de HNO3. Os espectros de FTIR e
difratogramas de Raios X dos compósitos assemelharam-se aos dos copolímeros, pela baixa quantidade de PANI incorporada. Os copolímeros apresentaram menor estabilidade térmica que os compósitos, sendo que o copolímero PStyDVB 84 apresentou maior estabilidade térmica, devido a um maior número de ligações cruzadas. As medidas de áreas superficiais específicas (SBET) e o volume de poros (Vp) dos compósitos apresentaram diminuição em relação aos respectivos copolímeros, devido à incorporação da Polianilina distribuída homogeneamente pela superfície interna e externa. O copolímero PStyDVB 84 e seus compósitos apresentaram altas áreas superficiais específicas e volumes de poros devido ao maior teor de DVB. A adsorção de ânions complexo de [SnCl4]2- pelos compósitos ocorreu pelo processo de troca iônica de íons Cl- ou NO3-. Os ânions complexo [SnCl4]2- foram mais adsorvidos com a elevação das concentrações do ácido clorídrico e do íon estanho (II) em solução. Os ânions complexos [SnCl4]2- adsorveram mais no compósito PANI/PStyDVB 84 HNO3, sendo que ele apresentou o menor teor de PANI, a maior área superficial específica e o maior volume de poros em comparação com os demais compósitos. Pode ser concluído que a adsorção dos ânios complexo [SnCl4]2- depende do número de sítios ligantes e da estrutura porosa do compósito.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.bc.ufg.br:tede/3509 |
| Date | 31 July 2013 |
| Creators | Lima, Wolney Arruda de |
| Contributors | Rabelo, Denilson, Alcântara, Edésio Fernandes da Costa, Rabelo, Denilson, Barbosa, Danns Pereira, Chaves, Andréa Rodrigues |
| Publisher | Universidade Federal de Goiás, Programa de Pós-graduação em Química (IQ), UFG, Brasil, Instituto de Química - IQ (RG) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG, instname:Universidade Federal de Goiás, instacron:UFG |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 663693921325415158, 600, 600, 600, 7826066743741197278, 1571700325303117195 |
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