ÁREA: Materiais
TÍTULO: MATERIAIS HÍBRIDOS APLICADOS COMO CATALIZADORES EM REAÇÃO DE FORMAÇÃO DE DISSULFETO
AUTORES: Rosa, P. (UFGD) ; Winck, C. (UFGD) ; Batista, K. (UFGD) ; Matsumoto, M. (UFGD) ; Trombini, D. (UFGD) ; Kupfer, V. (UFGD) ; Sá, I. (UFGD) ; Domingues, N. (UFGD) ; Rinaldi, A. (UFGD)
RESUMO: O presente estudo reporta os resultados de síntese, caracterização e aplicação
de materiais híbridos, constituídos de PAni/HNO/M (M = Fe; Zn; Cu e
Ni). Os materiais híbridos foram sintetizados a partir de PAni e os respectivos
sais dos metais. Foram caracterizados através de FTIR e UV-Vis, e os resultados
confirmar a formação do material. Estes materiais foram aplicados como
catalisadores nas reações de sínteses de dissulfetos. Os produtos obtidos foram
caracterizados através de FTIR, UV-Vis e CG-MS. Os resultados de FTIR e UV-Vis
indicaram a eficiência do material como catalisador. Os resultados de CG-MS
corroboram com esta afirmativa, pois independentemente do metal utilizado no
material híbrido (Fe, Cu, Ni ou Zn) os produtos obtidos apresentam as mesmas
características.
PALAVRAS CHAVES: POLIANILINA; MATERIAIS HÍBRIDOS; CATALISE
INTRODUÇÃO: A polianilina (PAni) assim como outros polímeros derivados de anilina tem
recebido grande atenção de pesquisadores desde a sua descoberta [MOLINA, 2009].
A PAni possui boa estabilidade térmica e ambiental,boa processabilidade, baixo
custo, além de alcançar a condutividade de 10 S.cm, um
valor bastante expressivo para um polímero de alto peso molecular uniaxialmente
orientado. Existem várias aplicações citadas por alguns autores para este
importante polímero como as citadas por Júnior e cols. , [MOLINA, 2009] que
descrevem em uma revisão sobre as aplicações dos PICs e transdutores
potenciométricos, o uso de PAni em eletrodos íons seletivos, sensores e
microssensores potenciométricos funcionando como matrizes receptoras ou
aceptoras de elétrons, dependendo do dopante e/ou analito envolvidos nas
reações, sendo que ao ser reduzida ou oxidada pelo analito em um meio especifico
(geralmente ácido) será gerado um potencial referente a este revelando assim a
sua concentração, ou ainda, como sensor de gases, que tem a mesma funcionalidade
diferindo apenas o meio e o tempo de resposta em que se trabalha, além de
funcionar como matriz, base para biossensores. Além destas aplicações pode-se
citar outras como eletrodo para degradação de pigmentos orgânicos [MOLINA,
2009], sensores de umidade [KULKARNI, 2006], supercapacitores [VAILLANT, 2006]
entre outros dispositivos. Diante disso, o presente trabalho tem como objetivo
desenvolver metodologias de síntese para os catalisadores híbridos, visando sua
aplicabilidade e investigar as propriedades espectroscópicas, estruturais e as
conformações assumidas pelos híbridos, visando explorar a potencialidade destes
materiais, relacionando estrutura com aplicabilidade.
MATERIAL E MÉTODOS: No processo de síntese da PAni, o monômero de anilina foi bidestilado em
atmosfera ambiente, e a temperatura mantida entre 182,5ºC, a anilina foi
utilizada imediatamente após a purificação. Preparou-se uma solução 0,100 M do
monômero em HNO 0,100 M. Esta solução foi homogeneizada e oxidada com
perssulfato de amônio (APS) 0,01 M. O resultado desta reação foi um precipitado
(PAni/HNO), que foi lavado e seco em estufa a vácuo com temperatura
de ~400°C, por um período de 48 horas.Os híbridos foram sintetizados a partir da
PAni/HNO e os cloretos de Níquel (II), cloreto de Ferro (II) e
acetatos de Zinco (II) e Cobre (II) na razão de 0,2 g de PAni para 0,6 gramas
dos sais, utilizando 20 mL de acetonitrila e ácido acético como solvente, a
reação permaneceu sob agitação por um período de 36horas. Os materiais foram
filtrados a vácuo e secos a temperatura ambiente. As caracterizações foram
realizadas através de técnicas de FTIR, UV-Vis e CG-MS.
Os materiais hibridos obtidos foram testados como catalisadores, e o
processo reacional esta ilustrado na Figura 1.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Realizou-se a analise de FTIR para a PAni/HNO, foi possível observar
os sinais característicos do material em 1608 e 1570 cm sendo
atribuídos aos estiramentos N=C e C=C dos anéis quinoides e benzóides da
PAni/HNO. Outros sinais característicos foram observados em 1303 cm
característico do estiramento proveniente de C-N. Desta forma,
através dos resultados de FTIR e dos sinais observados pode-se sugerir a efetiva
oxidação do monômero, formando o material PAni/HNO.
Após a confirmação da obtenção da PAni/HNO3 foram realizadas analises de
FTIR para confirmar a efetiva formação do catalisador. Os catalisadores
PAni/HNO e os respectivos metais (Zn, Cu, Ni e Fe) foram submetidos
a análises de FTIR. A partir dos resultados observados, pode-se observar a
permanência dos sinais característicos da PAni indicando a existência das
estruturas benzoides e quinoides. Além disso, foram observados sinais
característicos provenientes dos metais nas regiões de baixo número de onda, ou
seja, confirmando a efetividade do processo de síntese do catalisador.O
desempenho dos materiais híbridos como catalisadores foram avaliados no processo
de síntese de dissulfetos. E os resultados observados foram satisfatórios, pois
através das analises de FTIR foi possível confirmar que para todos os
catalisadores o produto reacional obtido apresentou sinais de dissulfetos.
Através dos espectros de UV-Vis foi possivel observar a presença de sinais
característicos dos produtos obtidos empregando-se os materiais híbridos como
catalisadores.
O espectro de massa(Figura 2). O espectro apresenta os picos do íon molecular
m/z 218.1 [M+H+] e m/z 219 [M-H+] provenientes da ionização das suas massas 218
,confirmando seus pesos para difenildisulfetos.
Figura 1
Figura 1 – Esquema reacional do dissulfeto,
empregando os catalisadores híbridos.
Figura 2
Figura 2. Cromatograma dos produtos obtidos,
empregando os catalisadores híbridos.
CONCLUSÕES: O processo de síntese dos materiais híbridos constituídos de PAni/HNO3 e metais
se mostraram eficientes. E os resultados de FTIR confirmaram a formação dos
materiais híbridos. O emprego dos catalisadores híbridos nas reações para
formação de difenildisulfeto apresentaram resultados satisfatórios. Pois através
de analises de FTIR foi possível acompanhar a formação dos
produtos(difenildisulfetos), independente do metal empregado no catalisador. Os
resultados de UV-Vis confirmaram a formação do produto, pois foi evidente o sinal
característico do difenildisulfeto na região de 192 nm.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem ao CNPQ (Proc: 577527/2008-8), UFGD e ao FUNDECT. Rosa, P.
P. agradece a CAPES pela bolsa.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: [1] MOLINA, J.; DEL RIO ,A. I.; BONASTRE,J.; CASES, F. 2009. European Polymer Journal 45, 1302.
[2] KULKARNI, M. V.; VISWANATH , A. K. ; KHANNA, P.K. 2006. Sensors and Actuators B, 115, 140.
[3] VAILLANT, J.; LIRA-CANTU, M.; CUENTAS-GALLEGOS , K.; CASÃN-PASTOR, N.; GÓMEZ-ROMERO, P. 2006. Progress in Solid State Chemistry 34,147.
