Sintese e caracterização de silica mercapto e mercapto oxidado : quimissorção de cations divalentes e aminas primarias

O ligante 3-mercaptopropiltrimetoxissilano foi ancorado sobre a superfície da sílica gel em solvente orgânico (Sil-SH-1 e SH-3) e em meio aquoso (Sil-SH-2 e SH-4), sendo posteriormente oxidado com KMnO4 em meio ácido (Sil-SO3H-1, SO3H-2 e SO3H-3). As superfícies obtidas foram caracterizadas por análise elementar de enxofre, espectroscopia na região do infravermelho, RMN C no estado sólido, medida da área superficial e termogravimetria. Utilizando-se esta última técnica, é proposto um novo método de análise de algumas superfícies obtidas, sendo os resultados comparados com as análises elementares, cujos valores sempre indicaram a presença de em média 1,00 mmol de enxofre por grama de sílica. Os valores da máxima adsorção (10 mol g), utilizando a técnica de batelada, para cátion (água, etanol e acetona) são: a) Sil-SH-1 - Co (0,66 ± 05; 0,23 ± 0,05 e 0,24 ± 0,05), Ni (0,49 ± 0,05 e 0,51 ± 0,05), Cu (0,30 ± 0,05; 0,40 ± 0,05 e 0,41 ± 0,05) e Hg (8,55 ± 0,01 e 7,46 ± 0,01) e b) Sil-SO3H-1- Co (1,65 ± 0,01; 1,30 ± 0,01 e 1,38 0,01), Ni (1,62 ± 0,05 e 0,12 ± 0,05), Cu (0,94 ± 0,05; 0,30 ± 0,05 e 0,31 ± 0,05) e Hg (5,21 ± 0,01 e 4,15 ± 0,01). Esses valores demostraram que o Hg é o cátion que mais adsorveu nas duas superfícies. Pela aplicação da equação de Langmuir modificada, nota-se que os cátions metálicos tem mais afinidade pela superfície oxidada. As aminas primárias metilamina, etilamina, n-butilamina e benzilamina foram estudadas também pelo processo de batelada, em meio aquoso, sobre a superfície Sil-SH-1 e desta com mercúrio (II) adsorvido (Sil-SH-Hg). Os valores de máxima adsorção (10 mol g) para: a) Sil-SH-1 - metilamina (0,80 ± 0,01), etilamina (2,40 ± 0,01), n-butilamina (2,50 ± 0,01) e benzilamina (2,60 ± 0,01) e b) Sil-SH-Hg - metilamina (4,60 ± 0,01), etilamina (6,40 ± 0,01), n-butilamina (5,80 ± 0,01) e benzilamina (4,00 ± 0,01), indicam que a presença de mercúrio (II) aumentou a adsorção dessas aminas sobre a sílica SH-1.The ligand 3-mercaptopropyltrimethoxysilane was anchored on silica gel surface in organic solvent (Sil-SH-1 and SH-3) and in aqueous medium (Sil-SH-2 and SH-4), and then oxidized with KMnO4 in acid medium (Sil-SO3H-1, SO3H-2 and SO3H-3). These surfaces were characterized through sulphur elemental analysis, infrared spectroscopy, solid state C NMR, surface area and thermogravimetry. A new method based on the last technique for the analysis of the surfaces obtained is proposed. The results are comparable to those obtained from elemental analysis, which indicated the presence of a medium value of 1,00 mmol of sulphur per gram of silica. The maximum adsorption values (10 mol g) obtained through batch technique for cation (water, ethanol and acetone) are: a) Sil-SH-1 - Co (0,66 ± 0,05; 0,23 ± 0,05 and 0,24 ± 0,05), Ni (0,49 ± 0,05 and 0,51 ± 0,05), Cu (0,30 ± 0,05; 0,40 ± 0,05 and 0,41 ± 0,05) and Hg (8,55 ± 0,01 and 7,46 ± 0,01) and b) Sil-SO3H-1- Co (1,65 ± 0,01; 1,30 ± 0,01 and 1,38 ± 0,01), Ni (1,62 ± 0,05 and 0,12 ± 0,05), Cu (0,94 ± 0,05; 0,30 ± 0,05 and 0,31 ±,05) and Hg (5,21± 0,01 and 4,15 ± 0,01). These results demonstrate that Hg is the cation most highly adsorbed on both surfaces. However, by using the modified Langmuir equation, the data showed that these cations have a high affinity for the oxidized surface. The adsorption of the primary amines methylamine, ethylamine, n-butylamine and benzylamine were also studied by the batch process in aqueous medium on Sil-SH-1 surface and on the same surface with mercury (II) (Sil-SH-Hg) adsorbed. The maximum adsorption values (10 mol g) were: a) Sil-SH-1 - methylamine (0,80 ± 0,01), ethylamine (2,40 ± 0,01), n-butylamina (2,50 ± 0,01) and benzylamine (2,60 ± 0,01) and b) Sil-SH-Hg - methylamine (4,60 ± 0,01), ethylamine (6,40 ± 0,01), n-butylamine (5,80 ± 0,01) and benzylamine (4,00 ± 0,01), which indicate that the presence of mercury (II) increases the adsorption of these amines on SH-1 silica surface