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http://hdl.handle.net/123456789/2275| Título: | Desenvolvimento de nanomateriais híbridos e bio-híbridos a partir de silicatos naturais para uso como adsorventes ecológicos |
| Título(s) alternativo(s): | Development of hybrid and bio-hybrid nanomaterials from natural silicates for use as eco-friendly adsorbents |
| Autor(es): | ARAUJO, Jeovan Aquino de |
| Palavras-chave: | Nanomateriais híbridos e bio-híbridos Silicatos naturais Montmorillonita Palygorskita Adsorventes ecológicos Hybrid and bio-hybrid nanomaterials Natural silicates Montmorillonite Palygorskite Eco-friendly adsorbents |
| Data do documento: | 7-Jul-2018 |
| Editor: | UFMA |
| Resumo: | A preparação de materiais nanohíbridos orgânicos-inorgânicos tem sido amplamente investigada na ciência de argilas e em suas aplicações relacionadas à nanotecnologia. A partir da combinação em que partes orgânicas e inorgânicas interagem a um nível molecular, tais híbridos nanoestruturados fornecem propriedades físico-químicas e mecânicas únicas e novas funcionalidades. O objetivo principal do presente trabalho foi desenvolver materiais bionanohíbridos por meio da automontagem de espécies proteicas em sólidos inorgânicos da classe dos argilominerais de natureza lamelar (montmorillonita) e fibrosa (palygorskita), comparar com nanohíbridos sintetizados à base de organossilanos, e testar sua aplicabilidade como adsorventes ecológicos. Gelatina foi utilizada como fonte proteica na preparação dos materiais bio-híbridos, enquanto 3-aminopropiltrietoxissilano (APTES) foi usado como modificador sintético nos materiais híbridos. As caracterizações físico-químicas indicaram que os materiais modificados à base de montmorillonita apresentam diferentes estruturas intercaladas, enquanto os nanohíbridos baseados em palygorskita resultam de mecanismos induzidos por forças de interações entre cadeias residuais de gelatina ou grupos silanos de APTES com grupos silanóis localizados na superfície externa deste mineral. Tais híbridos e bio-híbridos foram avaliados quanto às suas capacidades de adsorção de moléculas orgânicas utilizando como modelo fármacos de caráter hidrofílico (cafeína) e hidrofóbico (curcumina) em meio aquoso. Observou-se que os bio-híbridos à base de montmorillonita exibem boa afinidade por cafeína, enquanto os híbridos à base de APTES apresentam diferentes perfis de adsorção tanto para a cafeína quanto para a curcumina, aumentando a capacidade de adsorção em até sete vezes neste último caso, em função do pH de equilíbrio do ensaio e do solvente empregado na síntese. Tais resultados sugerem a possibilidade de desenvolver materiais híbridos seletivos quanto à sua afinidade por moléculas de diferentes polaridades, com propriedades funcionais aprimoradas, tornando-os bastante versáteis e promissores em diversos campos de aplicações, como a remediação de água contaminada. |
| Descrição: | The preparation of organic-inorganic nanohybrid materials has been widely investigated in clay science and nanotechnology related applications. Resulting from the combination in which the organic and inorganic parts interact at a molecular level, such nanostructured hybrids provide unique physico-chemical and mechanical properties and new functionalities. The main objective of this work was to develop bionanohybrid materials through the selfassembling of protein species into lamellar (montmorillonite) and fibrous (palygorskite) clay minerals, to compare with nanohybrids modified by organosilane, and to evaluate the applicability of these materials as eco-friendly adsorbents. Gelatine was used as a protein source for the preparation of bio-hybrid materials, while 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) was used as a synthetic modifier in the hybrid materials. Physicochemical characterization indicated that modified montmorillonite-based materials have different intercalated structures, whereas palygorskite-based nanohybrids result from mechanisms induced by interactions between residual gelatin chains or APTES silane groups with silanols located on the outer surface of this mineral. These hybrids and bio-hybrids were evaluated for their ability to adsorb organic molecules in aqueous media using hydrophilic (i.e. caffeine) and hydrophobic drugs (i.e. curcumin) as model compounds. It has been observed that montmorillonite-based bio-hybrids exhibit good affinity for caffeine, while APTES-based hybrids have different adsorption profiles for both caffeine and curcumin, enhancing the adsorption capacity up to seven times in the last case, depending upon the pH of the assay at equilibrium and the solvent used in the synthesis of the material. These results suggest the possibility of developing selective materials in relation to their affinity for molecules showing different polarities, with improved physical and functional properties, which make this class of materials quite versatile and promising in several fields of applications, such as the remediation of contaminated water. |
| URI: | http://hdl.handle.net/123456789/2275 |
| Aparece nas coleções: | TCCs de Graduação em Engenharia Química do Campus do Bacanga |
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