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apresentação de formas de modificação da superficie da silica
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Modificação química da
superfície de sílica
Silica
Suporte Inorgânico que contem disperso uma elevada
quantidade de grupos silanóis ( SI-OH)
Se comportam como ácido fraco de Bronsted – Lowry, sendo
responsáveis pela reatividade da sílica
Os grupos silanóis conferem à sílica suas propriedades
polares, os quais são considerados sítios de adsorção
eficientes, podendo ser hidratados através da adsorção de
moléculas de água.
A estrutura do suporte inorgânico é constituída por unidades
tetraédricas de SiO4 distribuídas aleatoriamente e unidas por pontes
de siloxanos (≡Si-O-Si≡).
Os grupos silanóis podem ser classificados em três categorias:
silanóis livres (isolados), geminais e vicinais, sendo que estes
últimos apresentam-se ligados através de ligações de
hidrogênio
(a) grupos silanóis geminais, (b) grupos silanóis vicinais, (c) um grupo siloxano e o
(d) grupo silanol isolado
Silanóis
Vicinais
Silanol
isolado
Grupo
siloxano
Silanóis
Germinais
Os grupos silanóis da superfície interagem com moléculas
de água fisicamente adsorvidas ou ligadas por ligações
hidrogênio
Dificulta a adsorção de reagentes e imobilização
Ativação térmica a 150 °C
Ativação ácida
Caracterização da superfície
Três parâmetros fundamentais para a caracterização
física da superfície da sílica
Área superficial especifica
Volume de poro
Tamanho de partícula
Modificação de superfície da sílica
Modificação de superfície de sílica se refere a todos os
processos que levam a alterações na composição
química da superfície
Modificação por tratamento físico
Modificação por tratamento químico
A superfície da sílica pode ser modificada por dois
distintos processos
Organofuncionalização - onde a modificação agente é
um grupo orgânico
Inorganofuncionalização - grupo ancorado sobre a
superfície pode ser um composto organometálico ou um
óxido metálico.
Modificação por impregnação
Impregnação com interações físicas entre o
modificador e suporte sólido por qualquer inclusão nos
poros do material do suporte ou por aderência ou
processo de interação eletrostática
Modificação por reação de grafting
Moléculas de íons de quelantes orgânicos são ligados a superfície da sílica por ligação covalente denominada grafting.
As principais ligações formadas na superfície da sílica são
Si-O-C
Si-N
Si-C
Ligação tipo Si-O-C
Esterificação direta dos grupos silanóis, de caráter
fracamente ácido, da superfície da sílica com álcoois.
Características
Não são hidrolitícas
Termicamente instáveis
Ligação tipo Si-N
A reação é iniciada pela, cloração dos grupos silanóis da superfície da sílica, com cloreto de tionila. Posteriormente a sílica ser clorada reage com aminas primarias ou secundarias
Características Estabilidade hidrolítica e térmica razoáveis
Restrita utilização na faixa de pH entre 4-8, quando utilizados solventes orgânicos
Ligação tipo Si-C
É a forma mais comum de modificação da superfície da sílica através de reações com agentes sililantes, também chamado de organossilanos. Ou também através da cloração da superfície da sílica, e posterior reação com reagente de Grignard.
Características Estabilidade hidrolítica na faixa de 2-8,5
Estabilidade térmica
Estabilidade mecanica
Formula geral agentes siliantes
Y3Si-R-X
Estrutura
Monodentada
Bidentada
Tridentada
Aplicações
Adsorção de metais
Catalise
Imobilização de metais
Bioimobilização de enzimas
Colunas cromatográficas
Sulfurados
Adsorção de metais
Xerogel híbrido é seletivo para Cu (II) de limpeza de água, na presença de
Zn (II) e Cd (II).
Catálise
Este é um dos mais poderosos catalisadores
heterogéneos para os acoplamentos de diferentes
cloretos de heteroarilo. Além disso, o catalisador
pode ser reutilizado com atividade quase
constante.
Separação de compostos sulfurados
Separação de PAH dos PASH para determinação por GC
Considerações finais
Dentre os materiais híbridos, se destacam compostos a base de sílica por
apresentarem uma cinética de reação lenta o qual é possível um melhor
controle do processo.
A sílica organofuncionalisada é empregada em inúmeros processos
podendo estar presentes desde sequestrantes de metais em águas pluviais,
polimento de efluentes, bem como catalisadores de reações.
A escolha de seus precursores é uma etapa fundamental podendo ser
agregado diversas propriedades tornando sua aplicação bastante seletiva.
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