Ciência, saúde e esporte: conhecimento e acessibilidade
21 a 26 de outubro de 2013
Trabalho 959
| ISSN | 2237-9045 |
|---|---|
| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Nanociência/nanotecnologia |
| Setor | Departamento de Química |
| Bolsa | PROBIC/FAPEMIG |
| Conclusão de bolsa | Sim |
| Primeiro autor | Jeanderson de Melo Pereira |
| Orientador | LUIS HENRIQUE MENDES DA SILVA |
| Outros membros | MARIA DO CARMO HESPANHOL DA SILVA |
| Título | Termodinâmica de adsorção de moléculas modelo em nanotubos de carbono de paredes múltiplas |
| Resumo | A propriedade que os nanotubos de carbono (CNTs) têm de se agregarem quando puros ou em solução faz com que sua aplicabilidade seja diminuída. Recentemente este problema vem sendo contornado através da adsorção de moléculas modelo (como surfactantes e proteínas) sobre a superfície destas nanoestruturas. Entretanto, as forças que regem tais processos de adsorção ainda são desconhecidas. Tal conhecimento é fundamental, pois levaria ao entendimento do processo da adsorção, à melhor utilização de nanoestruturas à base de CNTs e também contribuiria para avaliar os impactos do descarte de CNTs no meio ambiente, pois estes interagem com uma grande variedade de substâncias. Em virtude disto, o objetivo desse trabalho foi estudar as interações entre CNTs de paredes múltiplas (MWCNTs) e surfactantes Triton X com diferentes comprimentos de cadeia hidrofílica, a 25°C. Esse estudo foi realizado através da construção de isotermas de adsorção e medidas microcalorimétricas. Isotermas de adsorção foram obtidas pela dispersão de 20 mg de MWCNT em 10 mL de solução de surfactante (0 a 2000 mg mL-1). Cada sistema foi agitado por 10 min. A concentração em equilíbrio de surfactante no sobrenadante foi determinada após 48 horas por espectrometria de absorção molecular UV-Vis. O estudo calorimétrico foi feito em um microcalorímetro de titulação isotérmica pela titulação de uma solução aquosa de cada surfactante em uma cela de amostra de 1,8 mL contendo 3,6 mg de MWCNT. Titulações do surfactante em água foram feitas para determinar energias de diluição. As isotermas foram ajustadas aos modelos de Langmuir e Freundlich e os parâmetros termodinâmicos padrões de adsorção foram calculados. Os experimentos demonstraram que o aumento do comprimento da cadeia hidrofílica do surfactante (TX-114 < TX-100 < TX-102 < TX-165 < TX-305 < TX-405) promove uma diminuição na quantidade máxima adsorvida. Além disso, foi possível verificar que fenômenos como interações laterais entre cadeias de surfactantes na superfície do CNT e interações entre o grupo hidrofílico do surfactante e grupos funcionais presentes nos CNTs tomam parte no processo de adsorção. As medidas calorimétricas demonstraram que diferentes sítios de interação estão envolvidos no processo de adsorção e/ou que ocorrem interações laterais na superfície dos CNTs. Os parâmetros termodinâmicos calculados mostraram que os valores de ΔadsG° são negativos, variando de -24,16 a -25,23 kJ mol-1, caracterizando que o processo de adsorção é espontâneo. Além disto, o aumento do caráter hidrofílico do surfactante leva a um aumento da entalpia e a uma diminuição da entropia do sistema. Os valores de ΔadsH° variaram de -114,56 a -55,41 kJ mol-1 e os de TΔadsS° entre -89,61 e -31,19 kJ mol-1. O estudo da interação de MWCNT e diferentes surfactantes Triton X mostrou que os parâmetros termodinâmicos de adsorção são dependentes do comprimento da cauda hidrofílica do surfactante, que interagem lateralmente na superfície do adsorvente. |
| Palavras-chave | termodinâmica, adsorção, nanotubos de carbono |
| Forma de apresentação..... | Oral |