Two Independent Routes to Synthesize Identical Silicas by Grafting Ethylenimine or 2-Aminoethanethiol, Their Cation Adsorbing Abilities, and Thermodynamic Data

Airoldi, Cláudio; Arakaki, Luiza N.H.

doi:10.1006/jcis.2001.8192

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“…Identically, ≡Sil-SNH 2 matrix 0.98% of nitrogen, obtained through the kjeldhal method, was found to correspond to 0.70 mmol of these groups per gram of silica (14). Activated silica gel characterization based on infrared spectroscopy showed a large and broad band near 3600 cm −1 , which corresponds to O-H stetching vibrations.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

“…In the present work, we investigated the chemisorption and focused on thermodynamic determination upon and interaction of copper and cobalt acetylacetonate chelates with modified silica gel, after grafting with silylant agent [(3-mercaptopropyl) trimethoxysilane], (≡Sil-SH), and the matrix (≡Sil-Cl) modified with a 2-aminoethanethiol molecule, (≡Sil-SNH 2 ).These modified silicas were previously investigated in an attempt to explore their capacities for adsorbing transitions metal cations, which have the counter anion chloride and nitrate, in a process performed in aqueous and nonaqueous media (14,16,20,21). But, lack of thermodynamic data of these studied surfaces, concerning the β-diketonates complexes not yet reported in the literature, justifies such determinations in the present work.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…The heterogeneous method (14) is the most used for attaching organic functionalities onto a silica surface. It is quite simple for grafting a functional organosilane, as a silylating agent, synthesized normally as (RO) 3 Si(CH 2 ) 3 X (R = OMe, Oet and X is a functional group).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Chemisorption and Thermodynamic Data of the Interaction between a Chelate Free Acidic Center with Basic Groups Attached to Grafted Silicas

Arakaki

Sousa

Espı́nola

et al. 2002

Journal of Colloid and Interface Science

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Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Chemisorption and Thermodynamic Data of the Interaction between a Chelate Free Acidic Center with Basic Groups Attached to Grafted Silicas

Arakaki

Sousa

Espı́nola

et al. 2002

Journal of Colloid and Interface Science

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“…Nestas reações em meios homogêneo ou heterogêneo, partindo do agente com as funções X (NH 2 ou SH) chega-se a uma cadeia alifática dispondo de um aumento de centros básicos [33][34][35] , com mostra a Equação 12. (12) A molécula etilenimina torna-se altamente reativa quando está em presença de grupos silanóis da própria sílica gel.…”

Section: Sílica Gelunclassified

A relevante potencialidade dos centros básicos nitrogenados disponíveis em polímeros inorgânicos e biopolímeros na remoção catiônica

Airoldi¹

2008

Quím. Nova

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cation removal by using nitrogenated basic centers. The data demonstrate the importance of the desired groups when free or immobilized on natural or synthesized inorganic polymers through silanol groups. Thus, the most studied silica gel is followed by natural crysotile and talc polymers, and the synthesized mesopore silicas, talc-like, silicic acids, phosphates and phyllosilicates. The organic natural biopolymeric chitin and cellulose were chemically modified to improve the availability of the amine groups or the reactivity with desirable molecules to enlarge the content of basic centers. The cation removal takes place at the solid/liquid interface and some interactive effects have their thermodynamic data determined.Keywords: inorganic polymer; biopolymer; cation removal. INTRODUÇÃONos dias de hoje, quando se veicula assuntos relacionados com superfícies, principalmente na área de Química Inorgânica, os interessados se voltam mais diretamente à rotulação dos profissionais atuantes como químicos de materiais. Porém, muitas vezes são esquecidos os aspectos envolvendo as ligações efetuadas entre os átomos, que estão em quantidade maiores ou menores na formação do esqueleto polimérico. Mesmo sem o conhecimento de tais detalhes e ainda sobre a estrutura é possível empregar o material em atividades tanto acadêmicas como tecnológicas, sendo comumente destacada a propriedade da adsorção. Curiosamente, o material derivado da queima ou extraído de minas naturais, após tratamento, deriva o chamado carvão ativado, o qual foi o primeiro material usado para a remoção de metais pesados contidos em efluentes industriais. No entanto, em qualquer processo operacional, o custo envolvido precisa ser examinado para que seja viável o uso, pois o preço cresce em função das especificidades requeridas e, de fato, a purificação é bastante relevante, o que chega a inviabilizá-lo na adsorção, mas que possibilita o emprego mais amplo somente em pequenas escalas laboratoriais 1 . Diante dos aspectos econômicos limitantes na obtenção do carvão de alta pureza, as pesquisas foram paulatinamente direcionadas para outras fontes alternativas. Um ponto marcante neste estudo foi buscar materiais naturais de baixo custo, que pudessem ter alta capacidade de adsorção, o que implicava na existência de centros quimicamente ativos na superfície, para que pudessem atuar com alta eficiência na retenção de cátions indesejáveis existentes em um leito aquoso contaminado. Nesta direção, o progresso do campo passou a ser mais eficaz após o conhecimento das funções quí-micas disponíveis nas superfícies dos materiais e possíveis tipos de ligações que poderiam formar frente a um determinado soluto, no decorrer do processo de adsorção na interface sólido/líquido 2 . Uma maneira de se obter o material com baixo custo é explorar fontes amplamente encontradas na natureza, que exijam operações simples para chegar a um composto final de composição definida e de alta pureza, fato que nem sempre é alcançado. Dentre uma série de materiais, os zeólitos se ajustam com essas...

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“…Ambos têm largo emprego na obtenção de novos materiais a partir do processo sol-gel possibilitando, através do polímero tridimensional formado, adicionar o silício na forma de óxido, o qual pode estar acompanhado de outro elemento desejado na mesma matriz. Com esta estrutura formada, pode-se trabalhar quimicamente no sentido de incrustar novos derivados na superfície inorgânica do material sintetizado, através de agentes sililantes adequados, que estão acompanhados de funções químicas, para se atingir uma determinada finalidade na utilização do novo material preparado [13][14][15][16] . Um dos recentes usos dos alcóxidos de silício tem sido na obtenção de sílica lamelar [17][18][19][20][21][22][23][24][25] , cuja divulgação do tema 26 mostra o inegável progresso laboratorial, na descoberta de propriedades de hidrólise controlada, para se atingir o objetivo desejado.…”

Section: Alcóxidos De Silíciounclassified

Alcóxidos como precursores na síntese de novos materiais através do processo sol-gel

Airoldi¹,

Farias²

2004

Quím. Nova

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Recebido em 17/9/02; aceito em 15/5/03 ALKOXIDE AS PRECURSORS IN THE SYNTHESIS OF NEW MATERIALS THROUGH THE SOL-GEL PROCESS. An overview about the role of alkoxides in the most recent uses of the sol-gel process in the synthesis of new materials is presented. Special attention is focused on the uses of silicon, aluminum, zirconium and titanium alkoxides. This review shows that the alkoxides enable the synthesis of new matrices with controlled surface area, acidity and porosity, as well as some unusual properties. The property associated with the solubility of metal alkoxides opens enormous possibilities of combining them for the synthesis films of powders with a very large range of metal compositions.Keywords: sol-gel; alkoxide; materials. INTRODUÇÃONos últimos anos, os profissionais em Química foram aos poucos se familiarizando com uma nova denominação, corriqueiramente utilizada, a fim de destacar o emprego cada vez mais freqüente de novos compostos químicos para fins tecnológicos, que consiste na Química dos Materiais. Aos poucos o poderio da Química se projetou num espaço interdisciplinar, ou mesmo multidisciplinar. A clás-sica divisão entre as quatro áreas da química, a saber, químicas inorgânica, orgânica, analítica e físico-química, torna-se cada vez menos definida. Tal interpenetração das diferentes sub-áreas faz-se sentir nitidamente na chamada Química supramolecular 1,2 . As inovações que propiciaram o surgimento deste novo campo de pesquisa, consistiram no envolvimento de todos os conhecimentos das áreas antes específicas, na busca de novos compostos, notadamente aqueles com elevado potencial de aplicação tecnológica.Em se tratando de novos materiais, a primeira impressão que se tem é de que existiria uma larga utilização das clássicas rotas da chamada Química do Estado Sólido que, em princípio, deve estar alicerçada no entendimento da termodinâmica da reação. Desta forma, as condições experimentais podem prever a obtenção de compostos estáveis ou metaestáveis. Para o sucesso de muitas destas operações, fatalmente faz-se necessário o uso de uma metodologia que empregue altas temperaturas na obtenção de cristais, vidros ou materiais cerâmicos. Em caso de baixas temperaturas, pode-se obter agregados cristalinos através da preparação de poliânions a partir de soluções, ou mesmo, em processos sintéticos hidrotérmicos. Em quaisquer casos, as propriedades dos materiais sólidos estão altamente governadas pelas leis termodinâmicas, que se traduzem nos diagramas de fases 3 . O panorama assim apresentado contrasta com o crescente interesse que vem surgindo através de uma metodologia aplicada à preparação de materiais, que se baseia na polimerização de compostos inorgânicos simples abrindo um campo na ciência dos materiais, que se direciona à Química macromolecular. O sólido pode não ser o mais estável termodinamicamente, mas resulta de um possível controle da reação química 4 envolvendo, em muitos casos, condições específicas em altas temperaturas.Contrastando com métodos sintéticos clássicos, destacam-se as sí...

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Two Independent Routes to Synthesize Identical Silicas by Grafting Ethylenimine or 2-Aminoethanethiol, Their Cation Adsorbing Abilities, and Thermodynamic Data

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Chemisorption and Thermodynamic Data of the Interaction between a Chelate Free Acidic Center with Basic Groups Attached to Grafted Silicas

Chemisorption and Thermodynamic Data of the Interaction between a Chelate Free Acidic Center with Basic Groups Attached to Grafted Silicas

A relevante potencialidade dos centros básicos nitrogenados disponíveis em polímeros inorgânicos e biopolímeros na remoção catiônica

Alcóxidos como precursores na síntese de novos materiais através do processo sol-gel

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