Hidróxidos duplos lamelares: síntese, estrutura, propriedades e aplicações

The layered double hydroxides, known as anionic clays and represented by the general formula [M2+1-x M3+x (OH) 2]x+ Am-x/m·nH 2O, are a group of materials which are of much interest currently. They present a variety of potential applications as adsorbents, catalysts and catalyst support, ion-exchangers, antacids and as a polymer stabilizer. It is possible to obtain a broad variety of layered double hydroxides (LDHs), depending on the identity and ratio of the cations M2+ and M3+, as well as the interlamelar anion. The aim of this review is to give out some information about this class of materials, concerning to the synthesis, characterization, properties and applications.

Filme fino de ZrO2 enxertado sobre a superfície de sílica gel: preparação e propriedade de adsorção de Cr(VI)

The present experiment describes an easy procedure for obtaining SiO2/ZrO2 by reacting ZrOCl2 with SiO2 with the following characteristics: S BET = 500 m² g-1 and an average pore diameter of 6 nm. The material obtained presented 1.3 wt% ZrO2 content corresponding to 140 mumol g-1. The average density of ZrO2 onto SiO2/ZrO2 matrix is 2.8x10-11 mol cm-2. The adsorption isotherm for Cr(VI) showed a maximum of adsorption value (200 mumol g-1) at pH 2. The adsorption can be described by the reaction: =Zr(OH)2 + 2HCrO4- + 2H+ [(=Zr(OH2+)2) (HCrO4-)2]. Above the zero point of charge, i.e. pH > 5.5 due to the surface charge inversion, desorption of Cr(VI) occurs according to the reaction: [(=Zr(OH2+)2) (HCrO4-)2] + 6OH- (=ZrO2)2- + 6H2O + 2CrO4(2-).

Intercalação e funcionalização da brucita com ácidos carboxílicos

Brucite (Mg(OH)2) is a structural model of several natural layered minerals as well as of synthetic layered double hydroxides (LDH). Exchange reaction studies of these compounds are well documented in the literature but surface chemical modifications, especially for brucite, are quite rare. We report the behaviour of brucite in reaction with succinic and benzoic acid in different solvents and temperatures. The compounds were analysed through X-ray diffraction (XRD) and infrared spectroscopy (FTIR). The surfaces of brucite crystals were grafted producing expansions, attributed to the arrangement of the grafted species between the layers.

Cerâmicas bioativas: estado da arte

Bioactive glasses undergo corrosion with leaching of alkaline ions when exposed to body fluids. This results in the spontaneous formation of a layer of hydroxyapatite (HA), the mineral component of natural bone, which in turn can induce bone growth in vivo. This paper describes the different types of bioactive glasses, the characterization methods currently used, and the main factors that influence their bioactivity. Nucleation and crystallization, the main mechanisms involved in the formation of hydroxyapatite, Ca10(PO4)6(OH)2, are discussed as a function of the chemical composition and the reactivity of the surface of the material. Finally, promising applications are considered.

Abordagem teórico-experimental da teoria do campo cristalino na disciplina de síntese inorgânica

We describe herein the synthesis and characterization of the complexes KNiF3, [Ni(en)3]I2, [Ni(en)3]Cl2, [Ni(acac)2(H2O)2], [Ni(en)2(H2O)2]Cl2 and [Ni(NH3)6](BF4)2 (en = ethylenediamine, acac- = acetylacetonate) performed in the inorganic synthesis major course at the Chemistry Institute of UFRGS (Universidade Federal do Rio Grande do Sul). The compounds were characterized by infrared and electronic spectroscopy and the electrolytic conductivity was measured. The parameters 10Dq and B were obtained from the electronic spectra and the nefelauxetic and spectrochemical series were determined. The obtained spectrochemical series was F- < acac- < NH3 < en and the nefeulaxetic series was en < NH3 < acac- < F-.

Efecto del secado térmico y el tratamiento alcalino en las características microbiológicas y químicas de biosólidos de plantas de tratamiento de aguas residuales domésticas

We evaluated the effect of thermal drying (60 to 75 ºC and times from 0 to 12.58 h) and alkaline treatment (Ca(OH)2 and CaO at doses from 8 to 10%.) on the microbiological and chemical characteristics of biosolids from the Cañaveralejo WWTP. The results showed that in thermal drying all temperatures studied were sufficient to achieve the sanitation of biosolids. In the alkaline treatment the two types of lime showed the total elimination of fecal coliforms, E. coli and helminth eggs, however, the process of alkalization of biosolids had significant influences on organic carbon and calcium.

Especiação e quimissorção de Pb(II) em rejeito de caulim

This study assesses the adsorption of Pb(II) on natural kaolin waste (KRnatural) and on that treated with 3 mol L-1 H2SO4 and HCl. Equilibrium and thermodynamic parameters were determined. The results indicate that the values of CEC, specific area and SiO2/Al2O3 ratio (4.6-6.0 cmol kg-1, 14.0-16.0 m² g-1 and 1.16-1.30, respectively) vary only slightly for the adsorbents; the concentration of Pb2+ is much higher than that of other species (PbOH+ and Pb(OH)2). The values of R L, ΔGº, ΔHº and ΔSº are typical of feasible, spontaneous, exothermic and ordered adsorption. The chemisorption on KRnatural is more feasible and ordered.

Preconcentration of copper from natural water samples using ligand-less in situ surfactant-based solid phase extraction prior to FAAS determination

In the present work, a simple and rapid ligand-less, in situ, surfactant-based solid phase extraction for the preconcentration of copper in water samples was developed. In this method, a cationic surfactant (n-dodecyltrimethylammonium bromide) was dissolved in an aqueous sample followed by the addition of an appropriate ion-pairing agent (ClO4-). Due to the interaction between the surfactant and ion-pairing agent, solid particles were formed and subsequently used for the adsorption of Cu(OH)2 and CuI. After centrifugation, the sediment was dissolved in 1.0 mL of 1 mol L-1 HNO3 in ethanol and aspirated directly into the flame atomic absorption spectrometer. In order to obtain the optimum conditions, several parameters affecting the performance of the LL-ISS-SPE, including the volumes of DTAB, KClO4, and KI, pH, and potentially interfering ions, were optimized. It was found that KI and phosphate buffer solution (pH = 9) could extract more than 95% of copper ions. The amount of copper ions in the water samples varied from 3.2 to 4.8 ng mL-1, with relative standard deviations of 98.5%-103%. The determination of copper in water samples was linear over a concentration range of 0.5-200.0 ng mL-1. The limit of detection (3Sb/m) was 0.1 ng mL-1 with an enrichment factor of 38.7. The accuracy of the developed method was verified by the determination of copper in two certified reference materials, producing satisfactory results.

Influência de nitrato de paládio, nitrato de magnésio e nitrato de níquel no comportamento térmico de arsênio em açúcares por espectrometria de absorção atômica em forno de grafite

A influência de digeridos e suspensões de açúcar no comportamento térmico de As usando Pd(NO3)2, Pd(NO3)2 + Mg(NO3)2, and Ni(NO3)2 como modificadores químicos foi investigada. Influência de 0,2%, 5%, 10% e 35% (v/v) HNO3 na calibração (1,00 - 10,0 µg As L-1) também foi feita. Um volume de 20 µL de amostra mais 5 µL Pd ou 5 µL Pd + 3 µL Mg, ou 20 µL Ni foi injetado no atomizador do GF AAS. Para cada modificador, temperaturas de pirólise e atomização foram avaliadas por meio de curvas de pirólise e de atomização, respectivamente. Para suspensão de açúcar, temperaturas de pirólise e atomização (Tp, Ta) obtidas foram: sem modificador (400° C, 2000° C); Pd (1400° C, 2200° C); Pd/Mg (1400° C, 2200° C) e Ni (1600° C, 2200° C). Os valores para digeridos de açúcar foram: sem modificador (400° C, 2200° C); Pd (1400° C, 2200° C); Pd/Mg (1400° C, 2200° C) e Ni (600° C, 2200° C). Paládio foi selecionado como o melhor modificador químico. O tempo de vida do tubo de grafte foi de aproximadamente 350 queimas, o RSD (n = 12) para uma amostra típica contendo 5,52 µg As L-1 foi < 2,2% e o limite de detecção foi 2,4 pg As. Recuperações entre 80 e 92% foram encontradas.

Síntese de hidroxiapatita pelo método sol-gel utilizando precursores alternativos: nitrato de cálcio e ácido fosfórico

A hidroxiapatita [Ca10(PO4)6(OH)2, HA] foi sintetizada utilizando-se a rota sol-gel partindo-se de ácido fosfórico e nitrato de cálcio como precursores de cálcio e fósforo, respectivamente e como solvente utilizou-se o metanol na preparação do sol que posteriormente será utilizado na obtenção de recobrimentos de hidroxiapatita sobre substratos de ligas de titânio. O sol permaneceu estável e não ocorreu gelatinização em temperatura ambiente durante sete dias. O sol transformou-se em um gel branco somente após a remoção do solvente a 100ºC. O produto assim obtido foi calcinado em 300°C, 500°C e 700°C e caracterizou-se por DRX, FT-IR, MEV/EDS e TGA/DSC. As fases de HA sintetizada tornaram-se estáveis sem sub-produtos a 700°C. A difração de raios X mostrou que a estrutura apatita é aparente em 300°C. O tamanho do cristal e o teor de HA aumentaram com o aumento da temperatura de calcinação. A análise por MEV mostrou a presença de poros que são importantes para aplicações biomédicas, favorecendo a adesão entre o tecido ósseo neoformado e a apatita sintética, ou seja, osseointegração.

Determinação de biureto em uréia agroindustrial por espectrofotometria

Foi desenvolvido um método espectrofotométrico para a determinação de biureto em fertilizantes à base de uréia empregando Cu(OH)2(s) como reagente analítico. O método se baseia na reação entre biureto e Cu(OH)2(s) e formação do complexo Cu(C2N3O2H5)2 de coloração violeta cujo espectro apresenta máximo de absorção em 510 nm. Após o estabelecimento das melhores condições analíticas, o método proposto foi aplicado na determinação de biureto em duas amostras comerciais de uréia, uma para pecuária e outra para agricultura. Curvas analíticas construídas no intervalo de concentrações de 0,1 a 0,5% (m/v) em biureto produziram coeficientes de correlação típicos > 0,9990. Os resultados obtidos pelo método proposto foram concordantes ao nível de 95% de confiança com os obtidos por um método alternativo empregando espectrometria de absorção atômica. A exatidão do método foi também avaliada por meio de testes de adição e recuperação de padrão. Recuperações de 92 a 100% foram obtidas e o desvio padrão relativo calculado para 12 medidas sucessivas de uma amostra contendo 0,31% (m/v) foi 2%.

Efeito da adição de diferentes substâncias químicas no extrato de sementes de moringa utilizado como coagulante no tratamento de esgoto sanitário

Este trabalho foi realizado em duas fases. Na primeira, objetivou-se avaliar o efeito de diferentes concentrações de sementes de moringa, aplicadas na forma de extrato, na remoção de turbidez de esgoto sanitário. A segunda fase consistiu em avaliar o efeito da adição de diferentes sais (NaCl e KCl) e uma base (Ca(OH)2) no preparo do extrato de sementes de moringa, com a melhor faixa de remoção obtida na fase 1, utilizada como agente coagulante na remoção de turbidez de esgoto sanitário. De acordo com os resultados obtidos, pôde-se concluir que a máxima eficiência na remoção da turbidez, utilizando-se do extrato de semente de moringa preparado tanto com NaCl como com KCl, foi obtida na concentração de 2 g L-1; das três substâncias químicas utilizadas no experimento, o Ca(OH)2 foi o que demonstrou melhor capacidade de potencializar a ação coagulante das sementes de Moringa oleífera; a adição isolada do extrato de sementes de Moringa oleífera também pode ser considerada eficiente na remoção da turbidez do esgoto doméstico; entretanto, torna-se inviável em razão da grande área necessária para o tratamento de esgoto de uma pequena comunidade.

Arterial diffuse intimal thickening associated with enzootic calcinosis of sheep

Morphometric, immunohistochemical and ultrastructural studies were carried out on the diffuse intimal thickening (DIT) in arteries of 7 sheep with clinical signs of naturally occurring enzootic calcinosis due to ingestion of the plant Nierembergia veitchii. Arterial lesions consisted of medial deposition of calcium salts and DIT. Calcification of the intima was rare, mild and located near the elastic lamina. By immunohistochemistry a-actin was detected in cells of the media and in cells forming the intimal thickening. Receptors for 1,25(OH)2 vitamin D3 were detected in nuclei of intimal, medial and endothelial cells. DIT was irregularly distributed and was neither proportionally related to the intensity of the underlying mineralization area nor to the thickening of the remaining media. Ultrastructural morphometry in smooth muscle cells (SMCs) of the media and thickened intima revealed, in the latter, an increase of 318% in the volumetric fraction of those organelles involved in synthesis and a proportional decrease in contractile elements when compared to normal values of media cells. There were histological and ultrastructural evidences of modification of SMCs and their migration to the intima, where they proliferated causing DIT. It was concluded that DIT is a consistent component of arteriosclerotic lesions in N. veitchii induced calcinosis of sheep and that the predominant cell in this process is the SMCs originated from its predecessors of the media. It is suggested that the inducing factor for the arterial changes is 1,25(OH)2 D3 present in N. veitchii.

Avaliação comparativa da ultraestrutura e propriedades físicas do esmalte bovino, bubalino e humano

Este estudo teve como finalidade comparar a morfologia e propriedades físicas da estrutura do esmalte dos dentes bovinos, bubalinos e humanos. A análise deste tecido foi realizada por meio de microscopia eletrônica de varredura, composição mineral, microdureza e rugosidade superficial do esmalte em 41 incisivos bubalinos (Bos taurus indicus), 41 incisivos bovinos (Pelorovis antiques) e 30 incisivos permanentes de humanos. Os resultados mostraram que a ultraestrutura do esmalte revela uma significativa similaridade das espécies estudadas com a encontrada em amostras humanas. No esmalte bovino e bubalino os elementos químicos que apresentaram maior concentração foram: O, Ca e P, justamente os que formam os cristais de hidroxiapatita - Ca10(PO4)6(OH)2. Na microdureza Knoop não houve diferença estatisticamente significante entre as três espécies. Porém, a rugosidade superficial do esmalte bubalino (2,16µm ±0,23) foi significativamente maior quando comparada aos dentes humano (0,36µm ±0,05) e bovino (0,41µm ±0,07). Conclui-se que as características e propriedades do esmalte bovino e bubalino, por meio de análises e testes, apresentou uma morfologia semelhante à de humanos, arquitetura ultraestrutural similar, microdureza e composição mineral equivalente ao tecido dental humano, tornando-se modelos de referência para pesquisas.

Simultaneous allergen inactivation and detoxification of castor bean cake by treatment with calcium compounds

Ricinus communis L. is of great economic importance due to the oil extracted from its seeds. Castor oil has been used for pharmaceutical and industrial applications, as a lubricant or coating agent, as a component of plastic products, as a fungicide or in the synthesis of biodiesel fuels. After oil extraction, a castor cake with a large amount of protein is obtained. However, this by-product cannot be used as animal feed due to the presence of toxic (ricin) and allergenic (2S albumin) proteins. Here, we propose two processes for detoxification and allergen inactivation of the castor cake. In addition, we establish a biological test to detect ricin and validate these detoxification processes. In this test, Vero cells were treated with ricin, and cell death was assessed by cell counting and measurement of lactate dehydrogenase activity. The limit of detection of the Vero cell assay was 10 ng/mL using a concentration of 1.6 x 10(5) cells/well. Solid-state fermentation (SSF) and treatment with calcium compounds were used as cake detoxification processes. For SSF, Aspergillus niger was grown using a castor cake as a substrate, and this cake was analyzed after 24, 48, 72, and 96 h of SSF. Ricin was eliminated after 24 h of SSF treatment. The cake was treated with 4 or 8% Ca(OH)2 or CaO, and both the toxicity and the allergenic properties were entirely abolished. A by-product free of toxicity and allergens was obtained.