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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
 
Autora: Rippel, Márcia Maria
Título: Obtenção de Nanotubos de Sílica a partir de Silicato de Tetrametilamônio sobre Arranjos Supramoleculares
Ano: 1999
Orientadora: Profa. Dra. Heloise de Oliveira Pastore
Departamento: Química Inorgânica
Palavras-chave: Peneiras moleculares mesoporosas, Zeólitos, Surfactante
Resumo: Peneiras moleculares com estrutura MCM-41 foram obtidas pela polimerização de silicato de tetrametilamônio, [TMASiO2,5]8, sobre arranjos supramoleculares de brometo de cetiltrimetilamônio. A condensação do silicato é estimulada pela diminuição do pH com os ácidos iodídrico, fluorídrico, nítrico, clorídrico ou acético. Alternativamente, as peneiras moleculares foram preparadas com composição de aluminossilicato pela adição de isopropóxido de alumínio à mistura reacional. Os materiais obtidos foram caracterizados por ressonância magnética nuclear de Si e Al (MAS/RMN), análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia de infravermelho (FTIR), difração de raio-X (PXRD) e espalhamento de raios-X em pequenos ângulos (SAXS), que confirmaram a formação de estrutura hexagonal para os silicatos obtidos co HF, HCl, HAc e HNO3. O HI produziu silicatos com misturas de fases: as fases lamelares dos surfactantes e uma fase não-organizada do silicato. Os aluminossilicatos produziram mesofases hexagonais com HCl e HAc. Misturas de fases foram novamente obtidas com HI, mas HF e HNO3 também produziram este resultado em altas concentrações relativas de surfactante. Estudos de Si-RMN em solução do silicato de tetrametilamônio, com adição de diferentes concentrações de alumínio foram utilizados para analisar aspectos mecanísticos da síntese. A adição do alumínio altera a basicidade das espécies de silicato, reagindo preferencialmente com espécies menos polimerizadas. A presença destas espécies juntamente com os ânions NO3 e I, que interagem fortemente com o CTA , produziram misturas de fases. O ânion F também produziu aluminossilicatos em misturas de fases, não por sua interação com o CTA ,mas por sua habilidade em formar ligações Si-F.
Abstract: Molecular sieves, with MCM-41 structure, were obtained by polymerization of tetramethylammonium silicate, [TMASiO2,5]8, over supramolecular arrays of CTABr. The condensation of the siticate groups was stimulated by decreasing the pH with one of the acids: hydroiodic, hydrochloric, nitric, hydrofluoric and acetic. Alternatively, the molecular sieves were obtained with an aluminosilicate composition by the addition of aluminum isopropoxide to the reaction mixture. The materials were characterized by nuclear magnetic resonance, employing the MAS technique (MAS-NMR), termogravimetric analysis (TGA), infrared spectroscopy (IV-FT), X-ray diffraction (PXRD) and small angle X-ray scattering (SAXS), which confirmed the formation of the hexagonal structure for the silicates obtained in the presence of HF, HCl, HAc and HNO3. The use of HI favored the production of a mixture of phases composed by lamellar phase of surfactants and a disordered silicate phase. The aluminosilicate synthesis also produced hexagonal mesophases when HCl or HAc were used. Phase mixtures were obtained using HI. Likewise, the presence of HF and HNO3 afforded the lamellar phase of surfactant, only when the surfactant was present in a high relative concentration. Si-NMR studies of the tetramethylammonium silicate solution, where variable concentrations of Al ion were added, were conducted in order to analyse the mechanistic aspects of the synthesis. The addition of aluminum changed the basicity of the silicate species and favors the reaction with less-polymerized species. The presence of these species as well as the NO3 and I anions, which interact strongly with the CTA cation, led to the formation of phase mixtures. The F anion also produced phase mixtures, due to its ability to bind to silicon to form Si-F bonds.
Arquivo (Texto Completo): vtls000225609.pdf ( tamanho: 4,37MB )

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