dissertação
Nanopartículas de ouro suportadas em núcleos de óxido de ferro magnético revestidos por sílica
Gold nanoparticles supported in silicon-coated magnetic rain oxide nuclei
Registro en:
PEREIRA, L. E. das C. Nanopartículas de ouro suportadas em núcleos de óxido de ferro magnético revestidos por sílica. 2017. 78 p. Dissertação (Mestrado Multicêntrico em Química de Minas Gerais)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2016.
Autor
Pereira, Larissa Emilly das Chagas
Institución
Resumen
Magnetic nanoparticles (NPMs), such as magnetite and maghemite, have
aroused great technological interest due to the ability to adapt according to the
purpose for which they will be employed. The possibility of coating with several
types of binders, such as silica, would be one of its characteristics of interest for
technological applications. Silica was chosen due to its low cost, great
availability and to favor the dispersion of the magnetic nanoparticles in liquid
medium, chemically functionalizing the surface, which makes the magnetic core
more stable. In addition to the functionalization of magnetic materials, silica can
still be used as support for other nanomaterials. Nanoparticulate gold is one of
the potential materials to be supported by silica. Gold catalysts when supported
and nanodispersed have the advantage of high activity and selectivity in various
reactions at low temperatures. Compared to other noble metals such as platinum,
palladium, titanium, rhodium, gold presents lower cost and greater stability in
the trade balance making it more feasible for different applications. The
magnetic iron oxide will be synthesized through the thermal decomposition
method and its functionalization will be given by means of a sol-gel solution
from the solubilized fumed silica. Subsequently gold nanoparticles were
supported. The gold snanoparticles were synthesized from a solution of 1%
HAuCl4 by the sol-gold method. The following materials were synthesized
MagSili (50-50) 1st filtration (suspended material) and MagSili (50-50) 2nd
filtration (decanted material) where the values in parentheses represent the ratios
of the magnetic iron oxide and silica respectively. Tests of catalytic activity
using methylene blue as a model molecule and hydrogen peroxide (H2O2)
decomposition using the pressure equalization system were performed in order
to evaluate the catalytic efficiency of the materials. The structural
characterization was done by infrared, X-ray fluorescence (TXRF) and scanning
electron microscopy (SEM). Thus, the objective of the present work was to coat
a magnetic iron oxide with silica, to support gold nanoparticles which acted as
catalysts in the process of methylene blue discoloration and decomposition of
hydrogen peroxide. As nanopartículas magnéticas (NPMs), como a magnetita e a maghemita, tem
despertado grande interesse tecnológico devido à capacidade de adaptar-se de
acordo com a finalidade para qual serão empregadas. A possibilidade de
recobrimento com diversos tipos de ligantes, como a sílica, seria uma de suas
características de interesse para aplicações tecnológicas. A sílica foi escolhida
devido ao seu baixo custo, grande disponiblidade e por favorecer a dispersão das
nanopartículas magnéticas em meio líquido, funcionalizando quimicamente a
superfície, o que torna o núcleo magnético mais estável. Além da
funcionalização de materiais magnéticos, a sílica ainda pode ser utilizada como
suporte para outros nanomateriais. O ouro nanoparticulado é um dos materiais
com potencial a serem suportados pela sílica. Catalisadores de ouro quando
suportados e nanodispersos apresentam como vantagem a alta atividade e
seletividade em diversas reações a baixas temperaturas. Em comparação com
outros metais nobres tais como platina, paládio, titânio, ródio, o ouro apresenta
menor custo e maior estabilidade na balança comercial tornando maior sua
viabilidade para diferentes aplicações. O óxido de ferro magnético será
sintetizado através do método de decomposição térmica e sua funcionalização
será dada por meio de uma solução sol-gel a partir da sílica fumed solubilizada.
Posteriormente nanopartículas de ouro foram suportadas. As snanopartículas de
ouro foram sintetizadas a partir de uma solução de HAuCl
4 1%, pelo método solouro. Os seguintes materiais foram sintetizados MagSili (50-50) 1ªfiltração
(material suspenso) e MagSili (50-50) 2ªfiltração (material decantado) onde os
valores entre parênteses representam as proporções do óxido de ferro magnético
e sílica respectivamente. Testes de atividade catalítica utilizando o azul de
metileno como molécula modelo e de decomposição de peróxido de hidrogênio
(H2O2) utilizando o sistema de equalização de pressão foram realizados a fim de
avaliar a eficiência catalítica dos materiais. A caracterização estrutural foi feita
por infravermelho, fluorescência de raios X (TXRF) e microscopia eletrônica de
varredura (MEV). Assim, o presente trabalho teve por objetivo revestir um
óxido de ferro magnético com sílica, suportar nanopartículas de ouro as quais
atuaram como catalisador no processo de descoloração do azul de metileno e
decomposição do peróxido de hidrogênio.