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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autor: Fujiwara, Sérgio Toshio
Título: Filme Fino do Polieletrólito Cloreto de 3-n-Propilpiridínio Silsesquioxano sobre SiO2/Al2O3: Preparação, Caracterização e Aplicações
Ano: 2002
Orientador: Prof. Dr. Yoshitaka Gushikem
Departamento: Química Inorgânica
Palavras-chave: Hexacianoferrato, Ftalocianina de cobre, Ácido ascórbico, Cisteína
Resumo: Recentemente foi preparado e caracterizado, no Laboratório de Química de Superfície, um polímero contendo grupos 3-n-propilpiridínio ligados a um esqueleto de silsesquioxano, SiPyCl. Este polieletrólito apresenta como principais características: alta capacidade de troca iônica, solubilidade em água e excelente propriedade de filmogenia (capacidade de formar filmes). O polieletrólito recebeu o nome de piridion e foi utilizado para modificar a superfície da SiO2/Al2O3. O filme do polímero aderiu fortemente a superfície do substrato devido à formação da ligação Al-O-Si (Al presente na superfície da SiO2/Al2O3) e apresentou capacidade de troca iônica igual a 1,04 mmol g. O material obtido foi designado, SiAl-SiPyCl. Através do estudo das isotermas de adsorção dos íons metálicos (Fe, Cu e Zn) em soluções etanólicas, verificou-se a alta eficiência do material na adsorção desses cátions. A espectroscopia de espalhamento Raman revelou que esses cátions são adsorvidos na superfície do SiAl-SiPyCl na forma de complexos aniônicos MCl4. O SiAl-SiPyCl foi então, aplicado na pré-concentração de íons metálicos de soluções etanólicas apresentando resultados muito satisfatórios. O polieletrólito, SiPyCl, foi também utilizado para imobilizar a ftalocianina de cobre (II) tetrasulfonada sobre a superfície da SiO2/Al2O3. O composto obtido foi analisado por espectroscopia eletrônica e espectroscopia de absorção atômica. O material foi incorporado em um eletrodo de pasta de carbono e suas propriedades eletroquímicas, tal como, catalisar a eletrooxidação do ácido ascórbico, foram estudadas através das técnicas de voltametria de pulso diferencial, voltametria cíclica e cronoamperometria. Como o composto SiAl-SiPyCl apresentou boa quantidade de cloretos ionizáveis (1,04 mmol.g) foram adsorvidos sobre o mesmo, através de um processo de troca iônica, os ânions hexacianoferrato, [Fe(CN)6], e nitroprussiato, [Fe(CN)5NO]. Os materiais sintetizados foram analisados por espectroscopia na região do infravermelho e espectroscopia de absorção atômica. Os materiais foram incorporados em eletrodos de pasta de carbono e suas propriedades eletroquímicas foram estudadas através das técnicas de voltametria cíclica e cronoamperometria. Estes eletrodos apresentaram a capacidade de eletrocatalisar à oxidação da cisteína.
Abstract: Recently was prepared and characterized, in the Laboratory of Surface Chemistry, a polymer containing 3-n-propylpyridinium groups bonded to a silsesquioxane framework, SiPyCl. This polymer presents as main characteristics: high ionic exchange capacity, solubility in water and excellent property of making films. The polymer was designed piridion and was used to modify the surface of SiO2/Al2O3. The resulting polymer film was strongly adhered to the surface by means of Al-O-Si bonding (where Al stands for Al2O3 grafted on SiO2 surface) and presented an ion exchange capacity of 1.04 mmol.g. The obtained material was designated, SiAl-SiPyCl. By studying the adsorption isotherms of ions (Fe, Cu and Zn) in ethanol solutions, it was verified the high efficiency of the material (SiAl-SiPyCl) in the adsorption of those ions. The Raman scattering spectra showed that ions are adsorbed as anionic complexes (MCl4). The SiAl-SiPyCl was used to preconcentrate metal ions from ethanol solutions and presented very satisfactory results. Copper (II) tetrasulphophthalocyanine was encapsulated in a 3-n-propylpyridiniumsilsesquioxane chloride polymer, SiPyCl, immobilized on the SiO2/Al2O3 surface. The obtained material was analyzed by electronic absorption spectroscopy and atomic absorption spectroscopy. This material was then incorporated in a carbon paste electrode and its electrochemical properties were studied by using pulse differential voltammetry, cyclic voltammetry and chronoamperometry techniques. The obtained electrode was very stable and presented the property to electrocatalyze the oxidation of ascorbic acid, being applied in real samples determinations. The ions hexacyanoferrate, [Fe(CN)6], and pentacyanonitrosylferrate, [Fe(CN)5NO] was also immobilized on SiAl-SiPyCl. The obtained materials were analyzed by atomic absorption spectroscopy and infrared absorption spectroscopy. The materials were incorporated in carbon paste electrodes and their electrochemistry properties were studied by cyclic voltammetry and chronoamperometry techniques. Both electrodes electrocatalyzed the cysteine oxidation in a considerable low potential.
Arquivo (Texto Completo): vtls000290679.pdf ( tamanho: 2,34MB )

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