Síntese e caracterização de novos materiais híbridos orgânicos- inorgânicos visando diferenciadas aplicações

Este trabalho reporta a preparacao, caracterizacao e aplicacao de novos materiais hibridos silsesquioxanos, obtidos a partir do metodo sol-gel de sintese, que consistiu em reacoes de hidrolise e policondensacao dos precursores a base de silica e por meio da reacao SN2 dos precursores com os ligantes orgânicos 4-(aminometil)piridina e imidazol, obtendo assim o Si4ampy+Cl- e o SiImi+Cl-, respectivamente. Os silsesquioxanos nitrogenados foram submetidos a tecnicas de caracterizacao como RMN, DRX, MEV, UV-VIS, FTIR e BET para confirmacao das estruturas apresentadas nesta tese, bem como a organofuncionalizacao dos materiais. No caso do Si4ampy+Cl-, verificou-se dois sitios de reacao com ligacao do carbono –α do grupo npropil ao nitrogenio do grupamento amino e do nitrogenio do anel piridinio, com proposta de dois arranjos da cadeia carbonica. O Si4ampy+Cl- foi aplicado na construcao de eletrodos modificados com a NiTsPc, utilizando a tecnica LbL para a fabricacao de filmes finos. O eletrodo na configuracao (Si4ampy+Cl-/NiTsPc)11 foi aplicado como sensor eletroquimico sensivel ao nitrito, com r = 0,999 na faixa de 0,113 mmol L-1 a 0,860 mmol L-1, LD e LQ de 0,026 mmol L-1 e 0,127 mmol L-1, respectivamente e os valores de desvio-padrao foram de aproximadamente 3%, estando de acordo com recomendacoes da ANVISA e Inmetro. Outro emprego do Si4ampy+Cl- foi na estabilizacao de nanoparticulas de prata para fabricacao de filmes finos. A presenca das Ag-NPs/Si4ampy+Cl- foi confirmada por UV-VIS, pela banda plasmon em 426 nm, as quais apresentaram distribuicao com tamanho aproximado entre 12 e 131 nm, constatado por DLS e corroborado por MEV, apresentando boa estabilidade (= +43,4 mV). As Ag-NPs/Si4ampy+Cl- mostraram-se promissoras na modificacao do eletrodo ITO com a NiTsPc, apresentando um crescimento linear do filme LbL e processos redox referentes a oxirreducao do centro metalico e a oxidacao do anel da ftalocianina vistos por voltametria ciclica, exibindo a capacidade do eletrodo modificado (Ag-NPs/Si4ampy+Cl-/NiTsPc)7 em eletrocatalisar especies quimicas. No geral, os eletrodos modificados (Si4ampy+Cl-/NiTsPc)11 e (Ag-NPs/Si4ampy+Cl-/NiTsPc)7 proporcionaram aprimoramento na resposta de corrente anodica e reducao do potencial de oxidacao comparado com o eletrodo nao-modificado (ITO) em presenca de nitrito. O SiImi+Cl- que foi destinado a adsorcao dos ions Cu2+, Cd2+ e Ni2+, apresentou capacidade de troca ionica de 2,944 mmol g-1, resultado considerado excelente de acordo com a literatura para a aplicacao proposta. Os resultados de adsorcao mostraram a viabilidade do uso do SiImi+Cl- como eficiente material adsorvente, exibindo maior afinidade para os ions Cu2+ em pH 4. Ao aplicar os modelos de Langmuir e Freundlich nas isotermas de adsorcao, verificou-se que tanto o pH como a natureza do ion sao fatores que influenciaram o ajuste das isotermas aos modelos propostos.