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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autor: Cardoso, William da Silva
Título: Óxido Misto de SiO2/SnO2, SiO2/SnO2/Fosfato: Propriedades e Aplicações
Ano: 2005
Orientador: Prof. Dr. Yoshitaka Gushikem
Departamento: Química Inorgânica
Palavras-chave: Óxidos mistos, Sol-gel, Sensor eletroquímico, Pasta de carbono
Resumo: O presente trabalho descreve a síntese do óxido misto SiO2/SnO2, sintetizado pela rota de síntese sol-gel, obtido nas composições de 4, 13 18% em Sn % (m/m) o qual foi devidamente caracterizado e tais características, em especial sua elevada área superficial e acidez o qualificam como um material promissor, usado como substrato condutor ou base imobilizadora de espécies eletroativas, permitindo assim o desenvolvimento de novos eletrodos quimicamente modificados. Numa específica aplicação, a superfície do óxido misto foi modificada com hexacianoferrato de cobre (II), resultando no complexo SnOH2/{Cu[Fe(CN)6]}, onde SnOH2 representa o SnO2 hidratado sobre a matriz de sílica que é formado de acordo com a reação SnOH + H SnOH2. Os estudos mostram que este complexo de valência mista apresenta-se como uma estrutura zeolítica, contendo micro cavidades que permitem um fluxo de cátions através destas cavidades. O complexo SnOH2/{Cu[Fe(CN)6]} mostrou uma alta seletividade para troca iônica em solução aquosa de eletrólitos suportes, principalmente os cátions de metais alcalinos: K, Na, Li, NH4, quando investigados por voltametria cíclica. Uma outra modificação da superfície do óxido misto SiO2/SnO2 mostrou que sua potencialidade, para imobilizar espécies eletroativas, tornou-se ainda maior quando sua superfície foi modificada com íons fosfato, visto que é bastante conhecido que o hidrogênio fosfato de estanho (IV) livre é um excelente ácido de Brfnsted. A obtenção do fosfato ácido de estanho (IV) imobilizado sobre uma matriz de sílica porosa, tornou o novo material com alta resistência mecânica, térmica e química, aliado a uma elevada capacidade ácida por unidade de massa ou volume. Assim, o complexo SiO2/SnO2/Fosfato foi utilizado para a imobilização de porfirina catiônica por meio de interação eletrostática e por fim sua metalação in situ com íons de Co (II). Investigações eletroquímicas, em separado, mostraram a potencialidade do eletrodo de pasta de carbono modificada com (18%SnOH/PO)4CoP para ser usado como um sensor para redução eletrocatalítica de oxigênio dissolvido e oxidação de íons nitrito em matrizes aquosas.
Abstract: The present work describes the preparation of SiO2/SnO2 mixed oxide obtained by the sol-gel processing method with Sn compositions (in wt %) of 4, 13 and 18%. The high specific surface and the presence of Lewis and Brfnsted acid sites, constitutes an interesting substrate for preparing new classes of chemically modified electrodes. In a specific application, the SiO2/SnO2 surface was modified with copper hexacyanoferrate. The resulting material can be represented as SnOH2/{Cu[Fe(CN)6]} where SnOH2 means the hydrated SnO2 in the silica matrix and it is formed according to the reaction SnOH + H SnOH2. It is a mixed valence compound with a zeolitic structure. The redox reaction can proceed through a solid compound because the zeolitic structure allows a flux of cations to go through its channels and holes. The new material SnOH2/{Cu[Fe(CN)6]} shows a high selectivity for ion exchange in aqueous supporting electrolytes, principally alkali metal cations: K, Na, Li, NH4when investigated by cyclic voltammetry. The potential of the SiO2/SnO2 binary oxide to immobilize electroactives species becomes even better when its surface was modified with phosphate ions. Adsorption of phosphoric acid on sol-gel SiO2/SnO2 mixed oxide, resulting in a phosphate species bonded to tin oxide, is an interesting procedure to increase the Brfnsted surface acidity. The solid acid obtained combines the characteristics of a rigid matrix conferred by the SiO2 skeleton, a high specific surface area due to the porous nature of the matrix and a high surface density of Brfnsted acid sites. These characteristic are desirable to immobilize a cationic metallated porphyrin species by means of electrostatic interaction viewing its use as an electron mediator in electrocatalytic reduction of dissolved oxygen and oxidation of nitrite ions in aqueous matrix using electrochemical techniques.
Arquivo (Texto Completo): vtls000366324.pdf ( tamanho: 1,03 MB )

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