Sintese, caracterização e termoquimica de materiais lamelares nanoestruturados derivados de magadeita / Synthesis, characterization and thermochemistry of nanostructured lamellar materiais derivative of magadiite

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2008

RESUMO

O composto lamelar magadeíta foi hidrotérmicamente sintetizado na forma (Na2Si14O29.9H2O) [Namag], que ao ser tratado com HCl 0.10 mol dm gerou [Hmag]. O nanocomposto hidratado ácido silícico lamelar magadeíta [Hmag] (H2Si14O29.2H2O), foi utilizado na intercalação de alquilaminas polares de fórmula geral H3C(CH2)nNH2 (n=1-6) em solução aquosa. A distância interlamelar (d) original da [Hmag] de 1150 pm, apresenta aumento com a intercalação, dando correlações com o número de átomos carbonos da amina alifática (nc): d = [(1313±15) + 20±3)]nc. A quantidade de amina intercalada (Ns) diminui com o aumento de nc: Ns = [(5,87±0,12) ? (0,43±0,03)]nc. Os resultados de titulação calorimétrica deram correlações termodinâmicas com a entalpia: DintH = -[(24,45±0,49) ? (1,91±0,10)]nc e d = [(1576±16) ? (11±1)]DintH. Os valores negativos da energia livre de Gibbs e positivos para entropia deram as correlações: DintG = -[(22,3±0,2) ? (0,5±0,1)]nc and DintS = [(6±1) + (5±1)]nc, respectivamente. A forma ácida [Hmag] foi modificada quimicamente com [3- aminopropiltrimetoxissilano (1N), N-3-trimetoxissililpropiletilenodiamina (2N), N-3-trimetoxissililpropiletilenotriamina (3N) e 3-mercaptopropiltrimetoxissilano (1S)]. Os materiais sintetizados foram caracterizados por difração de raios-X, espectroscopia na região do infravermelho, RMN no estado sólido de Na, Si and C, área superficial, volume de poro e termogravimetria. A quantidade de agente sililante incorporada foi determinada por análise elementar resultando em: (2,34±0,18), (1,96±0,18), (1,25±0,11) e (1,45±0,12) mmol g, respectivamente. O número de moles dos cátions divalentes adsorvidos (Co, Ni, Cu, Zn, Cd e Hg) foi determinado através do processo de batelada e ajustado ao modelo de Langmuir. Os efeitos térmicos da interação cátions centros básicos existentes nas cadeias xiv pendentes foram determinados por titulação calorimétrica na interface sólido/líquido. Os valores entálpicos são exotérmicos, de energia livre de Gibbs e entropia negativos e positivos, respectivamente, indicando que os efeitos interativos são termodinamicamente favorecidos. Os espectros de XANES e EXAFS indicam que átomos de cobre são adsorvidos por 1N e 1S resultando em octaédros com diferentes graus de distorção. O Cu-1Nmag apresenta similaridade estrutural ao CuO de acordo com o padrão de Cu(OH)2 com quatro ligações equatoriais e duas axiais. A simulação de EXAFS para a segunda esfera de coordenação está associada ao efeito de interação com um cátion de cobre adjacente, sugerindo que o cobre está coordenado como cluster multinucleares, como resultado de uma precipitação inicial de monômero, seguida pela formação de um cluster com ponte de hidróxido

ASSUNTO(S)

thermochemistry magadeita adsorption adsorção termoquimica magadiite

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