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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autor: Dias, Sílvio Luís Pereira
Título: Utilização do Material Híbrido Orgânico-Inorgânico Celulose-Óxido de Titânio para Imobilização de Alguns Catalisadores
Ano: 2003
Orientador: Prof. Dr. Yoshitaka Gushikem
Departamento: Química Inorgânica
Palavras-chave: Eletrodos modificados, Imobilização de biocatalisadores, Planejamento fatorial
Resumo: No presente trabalho a celulose foi modificada com o óxido de titânio (IV) e utilizada como matriz para a realização de dois estudos eletroquímicos e um estudo biocatalítico. Primeiramente, a hematoporfirina IX e a protoporfirina IX foram imobilizadas sobre o suporte sólido com posterior metalação por Co (II). Estes dois materiais apresentaram a capacidade de eletrocatalisar a redução de oxigênio dissolvido a um potencial de - 0,15 V e - 0,20 V vs ECS em pH 7,0, respectivamente. Os potenciais de redução de O2 permaneceram constantes entre pH 3,0 e 7,0, enquanto que os estudos utilizando-se eletrodo de disco rotatório indicaram que o material Cel/TiO2/CoHMP é mais eficiente catalisador do que o material Cel/TiO2/CoPP para a redução de oxigênio dissolvido. No segundo estudo, o azul de metileno foi imobilizado sobre os materiais Cel/TiO2 e Cel/TiO2/HPO4 e foram investigadas as propriedades eletroquímicas e o comportamento do corante como mediador de elétrons. O sistema eletródico quimicamente modificado foi estudado realizando-se um planejamento fatorial de dois níveis e três variáveis. As observações experimentais e a análise de dados indicaram que o fator pH é uma variável inerte e não está envolvido em qualquer efeito importante. O uso de uma solução de NaCl 0,5 mol L com uma superfície de celulose modificada Cel/Ti(MBPO4) em ambos os valores de pH 4,0 ou 7,0 são as condições ótimas para este sistema. A imobilização do fungo Aspergillus terreus CCT 3320 sobre o material Celulose/TiO2 focou a preparação de compostos sulfóxidos com alto teor de excesso enantiomérico, ee 95 %, através da oxidação enantiosseletiva de sulfetos. As células imobilizadas foram observadas por MEV indicando uma boa aderência do fungo sobre o suporte sólido. O rendimento do sulfóxido e o excesso enantiomérico indicaram que as células imobilizadas mantêm atividade por pelo menos 90 dias, com resultados comparáveis com os obtidos com células do microrganismo não imobilizado.
Abstract: In the present work cellulose-modified titanium oxide (IV) was prepared and used as a matrix for two electrochemical studies and one biocatalitic study. First, hematoporphyrin IX and protoporphyrin IX were immobilized on the solid support with subsequent metallation by Co (II). These materials showed their electrocatalyst capacity of dissolved oxygen reduction at a potential of - 0.15 V and - 0.20 V vs SCE at pH 7.0, respectively. The O2 reduction potentials remained constant between pH 3.0 and 7.0 and studies with rotating disk electrode indicated that Cel/TiO2/CoHMP material is more efficient catalyst than Cel/TiO2/CoPP material for dissolved oxygen reduction. In the second study, methylene blue was immobilized on Cel/TiO2 and Cel/TiO2/HPO4 materials. The electrochemical properties and behavior of the dye as electron mediator were investigated. The chemically modified electrode system was evaluated using a factorial design with three variables in two levels. The experimental results and the analysis of the data indicated that pH is an inert variable and is not involved in any important effect. Use a 0.5 mol L NaCl solution with the modified cellulose Cel/Ti(MBPO4) at both pH 4.0 or 7.0 were the best conditions for this system. The immobilization of the Aspergillus terreus CCT 3320 fungi on the Cel/TiO2 focused on the preparation of sulfoxide compounds with a high enantiomeric excess, ee 95%, through the enantiosselective oxidation of sulfides. The immobilized cells were observed by MEV, indicating a good adherence of the fungus on the solid support. The sulfoxide yield and the enantiomeric excess indicated that the immobilized cells maintained their activity for at least 90 days, with results comparable to those obtained with non-immobilized microorganisms cells.
Arquivo (Texto Completo): vtls000295332.pdf ( tamanho: 2,42MB )

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