Desenvolvimento de novos materiais à base de sílica com aplicação na adsorção de metais que apresentam atividade desreguladora do sistema endócrino

Abstract

Na atualidade, uma das discussões de maior relevância na química ambiental é a qualidade das águas. A presença de micro poluentes no ambiente, dentre estes hormônios sexuais, agrotóxicos e metais pesados, está sendo detectada em vários mananciais pelo Brasil e por diversos outros países. Apesar das baixas concentrações desses compostos no ambiente aquático, estas podem ser consideradas bastante elevadas quando comparadas à concentração capaz de causar efeitos biológicos nos organismos aquáticos. Nesse sentido, dois novos materiais adsorventes foram sintetizados a partir da organofuncionalização de uma rede de sílica com os ligantes 2-(aminometil)piridina (2-AMPy) e 2-(2-aminoetil)piridina (2-AEPy). As técnicas de espectroscopia de infravermelho e de ressonância magnética nuclear de 13C e de 29Si indicaram que ambas as sínteses foram bem sucedidas. Através dos resultados de análise elementar (CHN) foi possível determinar que houve a incorporação de 2,65 mmol de 2-AMPy e 3,21 mmol de 2-AEPy por grama dos seus respectivos materiais. O material Si-AEPy mostrou-se estável até 130 °C enquanto que o material Si-AMPy até 242 °C. Os estudos morfológicos dos materiais obtidos mostram que os mesmos não são porosos e apresentam área superficial inferior a 1 m2 g-1. Quanto às propriedades adsorvedoras dos materiais frente aos íons Cu2+ e Cd2+, foi determinado que o tempo de adsorção encontra-se na faixa de 4500 minutos (4 dias) a 12000 minutos (8 dias). Os parâmetros de ajuste das isotermas experimentais, capacidade de adsorção e constante de equilíbrio foram determinados utilizando o modelo de Langmuir e o método de regressão não linear por meio de critério de minimização via o software CLINP 2.1.<br>

Abstract : Nowadays, one of the most relevant discussions in environmental chemistry concerns the quality of water. Micro pollutants in the environment, such as sex hormones, pesticides and trace elements, are being detected in several water sources in Brazil and in other countries. Although there are low concentrations of these compounds in aquatic environments, these can still be regarded as high when compared to the concentration capable of causing biological effects on aquatic organisms. In this sense, two new adsorbent materials were synthesized from organofunctionalization of a silica matrix with the binders 2-(aminomethyl)pyridine (2-AMPy) and 2-(2-aminoethyl)pyridine (2-AEPy). Infrared spectroscopy and 13C and 29Si nuclear magnetic resonance indicated that both syntheses were successful. Elemental analysis (CHN) determined the incorporation of 2.65 mmol of 2-AMPy and 3.21 mmol of 2-AEPy per gram of the respective materials. The material Si-AEPy is stable up to 403 K, whereas the material Si-AMPy is stable up to 515 K. Morphological studies of the materials showed that they are nonporous, presenting surface areas lower than 1 m2 g-1. Regarding the adsorbent properties of the materials, relative to Cu2+ and Cd2+, the adsorption time ranged between 4,500 minutes (4 days) and 12,000 minutes (8 days). Fitting parameters of the experimental isotherms, adsorption capacity and equilibrium constant were determined using Langmuir model and nonlinear regression method with the minimization criteria using the software CLINP 2.1.