Preparação de sílica organofuncionalizada à base de zircônia e estudos de adsorção de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos e pesticidas organoclorados

O trabalho realizado conjuga informações de preparação e caracterização de materiais à base de sílica, com avaliação de possível aplicação potencial na área de química analítica ambiental. As sílicas organofuncionalizadas foram preparadas segundo 2 métodos: grafting e sol-gel. Os 4 sólidos obtidos por grafting diferem essencialmente na natureza da esfera de coordenação em torno do centro metálico (átomo de zircônio), enquanto que os 2 sólidos obtidos pelo processo sol-gel são sólidos híbridos, contendo ligantes indenil, grupos silanóis e etóxidos na superfície, diferindo entre si pela presença de centro metálico. Os teores de metal, determinados por RBS, nas sílicas organofuncionalizadas ficaram em torno de 0,3 % para os sólidos preparados por grafting e 4,5 %,no caso, do sólido preparado por sol-gel. A análise por DRIFTS confirmou a presença dos ligantes orgânicos e, ainda, grupos silanóis residuais nos adsorventes preparados por grafting. A capacidade de adsorção das sílicas organofuncionalizadas foi avaliada frente a duas famílias de compostos: HPAs e pesticidas organoclorados. A identificação e quantificação dos HPAs foi conduzida através de cromatografia gasosa com detector seletivo de massas. Os resultados da capacidade de adsorção para os 16 HPAs prioritários não foram quantitativamente considerados satisfatórios, em parte devido à dificuldade de solubilidade em água. A determinação quantitativa da eficiência dos adsorventes sólidos, na pré-concentração/extração dos pesticidas organoclorados, foi realizada através da cromatografia gasosa com detector de captura de elétrons. Os resultados de recuperação, para os compostos organoclorados: heptacloro epóxido, dieldrin e endrin foram considerados satisfatórios e em concordância com valores encontrados com o adsorvente comercial LC-18. O lindano apresentou boa recuperação especificadamente nos adsorventes preparados por sol-gel. De uma forma geral, os resultados indicam a possibilidade de utilização futura dos adsorventes sólidos preparados em protocolos de pré-concentração/extração de organoclorados a nível de traços.

Adsorção dos íons cobre, cobalto e níquel na superfície organofuncionalizada 3(2-Amino-1,3,4-Tiadiazol) sílica gel, ATDSG

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Sílica gel organofuncionalizada com 4-amino-5-(4-piridil) 4H-1,2,4-triazol-3-tiol (aptt): Propriedades adsortivas e eletroanalíticas

Pós-graduação em Ciência dos Materiais - FEIS

The strength and failure of silica optical fibers

The mechanical strength and failure behavior of conventional and microstructured silica optical fibers was investigated using a tensile test and fracture mechanics and numerical analyses. The effect of polymer coating on failure behavior was also studied. The results indicate that all these fibers fail in a brittle manner and failure normally starts from fiber surfaces. The failure loads observed in coated fibers are higher than those in bare fibers. The introduction of air holes reduces fiber strength and their geometrical arrangements have a remarkable effect on stress distribution in the longitudinal direction. These results are potentially useful for the design, fabrication and evaluation of optical fibers for a wide range of applications.

A novel method for the synthesis of monodisperse gold-coated silica nanoparticles

Monodisperse silica nanoparticles were synthesised by the well-known Stober protocol, then dispersed in acetonitrile (ACN) and subsequently added to a bisacetonitrile gold(I) coordination complex ([Au(MeCN)2]?) in ACN. The silica hydroxyl groups were deprotonated in the presence of ACN, generating a formal negative charge on the siloxy groups. This allowed the [Au(MeCN)2]? complex to undergo ligand exchange with the silica nanoparticles and form a surface coordination complex with reduction to metallic gold (Au0) proceeding by an inner sphere mechanism. The residual [Au(MeCN)2]? complex was allowed to react with water, disproportionating into Au0 and Au(III), respectively, with the Au0 adding to the reduced gold already bound on the silica surface. The so-formed metallic gold seed surface was found to be suitable for the conventional reduction of Au(III) to Au0 by ascorbic acid (ASC). This process generated a thin and uniform gold coating on the silica nanoparticles. The silica NPs batches synthesised were in a size range from 45 to 460 nm. Of these silica NP batches, the size range from 400 to 480 nm were used for the gold-coating experiments.