O polissacarideo natural celulose quimicamente modificado no uso da remoção de cations e termoquimica da interação na interface solido/liquido

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva Filho, Edson Cavalcanti
Data de Publicação: 2008
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1607605
Resumo: Orientador: Claudio Airoldi
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spelling O polissacarideo natural celulose quimicamente modificado no uso da remoção de cations e termoquimica da interação na interface solido/liquidoNatural polysaccharide cellulose chemically modified to cations removal and thermochemistry of interaction at the solic/liquid interfaceCelulose - QuímicaAminasAdsorção químicaColorimetriaCellulose - ChemistryAminesAdsorption chemistryColorimetryOrientador: Claudio AiroldiTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de QuimicaResumo: Dentre agentes usados para clorar a celulose, o cloreto de tionila apresentou melhor resultado com grau de substituição 1,00 na hidroxila primária. Esse intermediário reagiu para incorporar as moléculas 1,2-etilenodiamina, 1,4-butilenodiamina, acetilacetona e 2- aminometilpiridina. Na reação com etilenodiamina foram otimizadas as condições de síntese variando a quantidade e os solventes água ou N-N¿-dimetilformamida, demonstrando que quanto menor o volume de solvente 10,0 cm, maior a incorporação. Na ausência de solvente a quantidade incorporada foi maior, com 3,03±0,01 mmol de grupos pendentes por grama de celulose. Com 1,4-butilenodiamina não houve sucesso na ausência de solvente, porém, com a quantidade mínima de solvente foi 0,66±0,04 mmol g. A acetilacetona não reagiu com a celulose clorada, mas apenas após ser modificada com etilenodiamina e 5,70±0,22 mmol de nitrogênio ficou pendente por grama de celulose, após a formação da base de Schiff em ligações cruzadas. A molécula 2-aminometilpiridina foi incorporada na ausência de solvente, conseguindo 0,10±0,01 mmol g. Esses materiais foram caracterizados e aplicados na remoção de metais divalentes em meio aquoso, com as capacidades de adsorção: a) etilenodiamina 1,32±0,07; 1,91±0,07; 1,08±0,04 e 1,31±0,02, b) etilenodiamina/acetilacetona 2,32±0,06; 1,85±0,02; 1,70±0,04 e 1,65±0,02, c) butilenodiamina 0,32±0,03; 0,29±0,01; 0,26±0,03 e 0,25±0,02 e d) 2-aminometilpiridina 0,100±0,012, 0,093±0,021, 0,074±0,011 e 0,071±0,004 mmol g, para cobre cobalto, níquel e zinco, respectivamente. Foram determinadas as interações cátion-centro básico através de titulação calorimétrica em meio heterogêneo com valores exotérmicos de entalpia. A espontaneidade das reações é expressa pelos valores negativos da energia livre de Gibbs. Com exceção do cobre na celulose modificada com etilenodiamina, do cobalto, níquel e zinco com a celulose modificada com a 2-aminometilpiridina, todos os outros valores de entropia foram positivos, havendo assim um favorecimento entrópicoAbstract: Among the agents used to chlorinate cellulose, thionyl chloride gave better results with a degree of substitution 1.00 on primary hydroxyl group. This intermediate reacted to incorporate the molecules 1,2-ethylenediamine, 1,4-butylenediamine, acetylacetone and 2- aminomethylpyridine. For the reaction with 1,2-ethylenediamine the synthetic conditions was optimized, by varying the amounts and the solvents water or N,N¿-dimethylformamide, demonstrating that the lower the volume of solvent 10 cm, the higher is the incorporation. The absence of solvent yielded the highest amount incorporated, 3.03±0.01 mmol of pendant groups per gram of cellulose. For 1,4-butylenediamine the reaction in absence of solvent failed, however, with a minimum amount of solvent, it gave 0.66±0.04 mmol g. Acetylacetone did not react directly with the chlorinated cellulose, but when the precursor was chemically modified with 1,2-ethylenediamine to give 5.70±0.22 mmol of pendant nitrogen atom per gram of cellulose, Schiff base formation with crosslinking bonds was observed. Aminemethylpyridine was incorporated in the absence of solvent to give 0.10±0.01 mmol g. These materials were characterized and applied for divalent cations removal in aqueous solution. The adsorption capacities gave for: a) 1,2-ethylenediamine 1.32±0.07; 1.91±0.07; 1.08±0.04 and 1.31±0.02, b) 1,2-ethylenediamine/acethylacetone 2.32±0.06; 1.85±0.02; 1.70±0.04 and 1.65±0.02, c) butylenediamine 0.32±0.03; 0.29±0.01; 0.26±0.03 and 0.25±0.02 and d) 2-aminemethylpyridine 0.100±0.012, 0.093±0.021, 0.074±0.011 and 0.071±0.004 mmol g, for copper, cobalt, nickel and zinc, respectively. The cation-basic center interactions determined through calorimetric titration in heterogeneous conditions gave exothermic values, with spontaneity of reactions through all negative free Gibbs energies. With the exception of copper with cellulose chemically modified with 1,2-ethylenediamine, cobalt, nickel and zinc with cellulose modified with 2- aminemethylpyridine, all entropy values were endothermic, to give a favorable entropic conditionsDoutoradoQuímica InorgânicaDoutor em Química[s.n.]Airoldi, Claudio, 1942-Santos, Maria Rita de Morais ChavesFonseca, Maria Gardennia daVolpe, Pedro Luiz OnófrioSígoli, Fernando AparecidoUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de QuímicaPrograma de Pós-Graduação em QuímicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASSilva Filho, Edson Cavalcanti20082008-07-18T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf203p. : il.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1607605SILVA FILHO, Edson Cavalcanti. O polissacarideo natural celulose quimicamente modificado no uso da remoção de cations e termoquimica da interação na interface solido/liquido. 2008. 203p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1607605. Acesso em: 2 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/430220porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2017-02-18T05:16:15Zoai::430220Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2017-02-18T05:16:15Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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