Mestrado em Química

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Acesso aberto (Open Access)
Adsorção de íons mercúrio em uma rede de poli(dimetilsiloxano) funcionalizada com tiol contendo nanopartículas de prata
(Universidade Federal de Alfenas, 2019-02-26) Ferrarezi, Lucas; Pissetti, Fábio Luiz; Martins, Giovana De Fátima Lima; Molina, Eduardo Ferreira
Tendo em vista a grande variedade de utilização de matrizes e suportes compostos por poli(dimetilsiloxano), este trabalho sintetizou uma rede polimérica funcionalizada com grupos tiol ou sulfônico contendo nanopartículas de prata. Os materiais preparados foram caracterizados pelas técnicas de Análise Termogravimétrica (TGA), em que apresentaram estabilidade térmica até cerca de 210 °C. Dentre os materiais sintetizados e estudados, o contendo catalisador dibutil dilaurato de estanho e nanopartículas de prata apresentou a maior estabilidade térmica. A caracterização por Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) demonstrou a formação de uma rede reticulada de polidimetilsiloxano, sem modificação na dimensão das cadeias de PDMS. A Espectroscopia Vibracional na região do Infravermelho (FTIR) mostrou que a funcionalização dos materiais foi eficiente e a Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) apontou um aumento da área de contato dos materiais, com a inserção das nanopartículas de prata. A capacidade de adsorção de íons mercúrio em solução aquosa, para os materiais preparados, foi obtida por isotermas de adsorção. Foram aplicados os modelos de Langmuir, Freundlich e Sips no dados de adsorção. Os materiais contendo grupos sulfônicos com nanopartículas de prata apresentaram-se os mais promissores como materiais adsorventes de íons mercúrio em solução aquosa.
Acesso aberto (Open Access)
Avaliação de nanotubos de carbono de acesso restrito na obtenção e determinação de apoproteínas
(Universidade Federal de Alfenas, 2016-02-27) Gomes, Raphael Antônio Borges; Magalhães, Cristiana Schmidt De; Virtuoso, Luciano Sindra; Pereira Filho, Edenir Rodrigues
Neste trabalho, propomos o estudo dos mecanismos de adsorção de um novo material adsorvente capaz de extrair íons metálicos, obtido através da modificação química de nanotubos de carbono (CNT) com o emprego de agente oxidante ácido, seguido do revestimento com uma camada externa de albumina de soro bovino (BSA), resultando em nanotubos de carbono de acesso restrito revestidos com BSA (RACNT-BSA). Os materiais foram caracterizados por: análise termogravimétrica (TG/DTG) a fim de avaliar a estabilidade térmica, espectroscopia no infravermelho (IR) para confirmação dos grupos funcionais envolvidos nos processos oxidação dos CNT e recobrimento dos mesmos com BSA, análise elementar (CHN), microscopia eletrônica de varredura (MEV) para avaliar a morfologia e difração de raio-X. Para facilitar a compreensão dos mecanismos de interações entre os RACNT-BSA com BSA em solução e com íons metálicos, determinaram-se os pontos isoelétricos de todos os materiais. Para o estudo dos possíveis mecanismos de interação entre os RACNT-BSA e proteínas em solução, percolou-se soluções de BSA com concentração 3 μg. mL-¹ em tampão fosfato com pH no intervalo de 2,2 a 7,0 nos RACNT-BSA. Dessa maneira, verificou-se uma relação entre o processo adsortivo nos RACNT-BSA e o pI (ponto isoelétrico) das proteínas, ou seja, propomos um mecanismo para o funcionamento dos RACNT-BSA dependente do pH da solução e das proteínas a serem percoladas. Quando uma solução de proteínas é percolada através de um cartucho de SPE contendo RACNT-BSA e o pH da solução é maior do que o ponto isoelétrico das proteínas, ambas as proteínas solubilizadas e a camada de BSA são ionizadas negativamente. Assim, uma repulsão eletrostática impede a interação entre as proteínas da amostra e a superfície do RACNT-BSA. Verificou-se que os íons metálicos podem ser adsorvidos nos RACNT-BSA, porém os processos adsortivos são afetados quanto a variação do pH da solução e a escolha do tampão adequado. Também se estudou a extração dos íons Fe das estruturas das proteínas da catalase. Quanto à aplicação para a catalase, verificamos que ao mesmo tempo em que não há adsorção desta proteína nos RACNT-BSA, os íons Fe, ligados covalentemente à ela, são atraídos e adsorvidos nos RACNT-BSA, sendo necessário, porém a desnaturação proteíca. Isto nos mostrou que o material RACNT-BSA se mostrou promissor para a formação de apoproteínas.
Acesso aberto (Open Access)
Magnetita recoberta com filmes de redes poliméricas à base de poli(dimetilsiloxano) funcionalizados com o grupo amino: caracterização e propriedades de adsorção
(Universidade Federal de Alfenas, 2016-07-28) Bonesio, Mariana De Rezende; Pissetti, Fábio Luiz; Silva, Ana Cláudia Bernardes; Magalhães, Cristiana Schmidt
A intensificação da industrialização resultou na demanda por novas tecnologias e processos que contribuam para a remediação dos diferentes tipos de contaminantes gerados. No que diz respeito aos efluentes aquosos, o processo de adsorção tem se mostrado promissor e a busca por materiais adsorventes eficazes cresceu no ambiente científico. A obtenção de materiais à base de silicona, e sua funcionalização com o grupo amino para a formação de filmes sobre grãos de magnetita, bem como sua caracterização, propriedades de adsorção e dessorção são os objetos de estudo deste trabalho. O processo de condensação catalisada foi utilizado para a preparação de rede polimérica a partir dos reagentes precursores poli(dimetilsiloxano) (PDMS) e o 3-aminopropiltrimetoxisilano (APTMS). A adição de magnetita foi estudada devido às suas propriedades magnéticas, com o objetivo de facilitar a separação do adsorvente. Três proporções foram estudadas variando em PDMS:APTMS, 1:1, 1:0,5 e 1:0,25 m/m, PNM1, PNM0,5 e PNM0,25, respectivamente. Pela análise dos espectros de Infravermelho observou-se a presença das bandas características para a identificação da rede formada, caracterizando a formação do filme funcionalizado com amino recobrindo a magnetita. A difração de raios-x de pó indicou a estabilidade da fase cristalina da magnetita após a formação de rede. A análise termogravimétrica foi utilizada para verificar a estabilidade térmica dos materiais, que foi aproximadamente 300°C. Condições experimentais como pH, tempo e concentração foram estudados. O pH 5 e o tempo de 36 h mostraram ser parâmetros adequados para máxima eficiência de adsorção. Estudos cinéticos indicaram que os materiais PNM1 e PNM0,25 seguem o mecanismo de quimissorção e o PNM0,5, de pseudo-segunda ordem. As capacidades de adsorção foram de 0,56, 0,44 e 0,41 mmol g-¹ para PNM1, PNM0,5 e PNM0,25, respectivamente, nas condições otimizadas. O modelo de adsorção proposto por Sips é o que melhor se adéqua ao processo de adsorção nos três materiais. Estudos de adsorção mostraram que o material pode adsorver outros metais além do Cu(II), como Cd(II) (0,40, 0,20 e 0,29 mmol g-¹) e Pb(II) (0,42, 0,25 e 0,34 mmol g-¹) para as proporções PNM1, PNM0,5 e PNM0,25, respectivamente. A reutilização dos três materiais foi possível para dois ciclos de adsorção-dessorção, mas apenas um com elevada eficiência.
Acesso aberto (Open Access)
Preparação e caracterização de partículas de sílica da casca de arroz funcionalizada na imobilização de lipase e aplicação na síntese de ésteres
(Universidade Federal de Alfenas, 2018-05-25) Machado, Natália Boscariol; Mendes, Adriano Aguiar; Hirata, Daniela Battaglia; Silva, José Maurício S. Ferreira Da
Sílica de casca de arroz foi extraída por um processo termoquímico e funcionalizada com trietóxi(octil)silano (OCTES) para a preparação de um suporte hidrofóbico (Octil–SiO2) para ser usado na imobilização de lipase de Thermomyces lanuginosus (LTL) via ativação interfacial. Diferentes técnicas tais como distribuição de tamanho de par-tícula, difração de Raio-X (DRX), análise termogravimétrica (ATG), microscopia ele-trônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (MFA), fisissorção de N2 e adsorção de corante Rosa de Bengala (teste de hidrofobicidade) foram realizadas na qual confirmaram a sua funcionalização. O efeito de importantes parâmetros como pH de incubação, temperatura, carregamento inicial de proteína e tempo de contato no processo de adsorção da enzima e propriedades catalíticas dos biocatalisadores pre-parados foi avaliado. De acordo com os resultados obtidos, a funcionalização melho-rou a capacidade de adsorção do suporte. Nas condições ótimas de adsorção (pH 5,0 tampão acetato de sódio 5 mM, 25°C e 150 min de incubação), máxima concentração de proteína imobilizada de 21,9 ± 0,1 mg/g de suporte foi observado. O biocatalisador preparado exibiu máxima atividade na hidrólise de azeite de oliva emulsificado de 630,3 ± 5,8 UI/g. A adsorção de LTL em Octil-SiO2 foi um processo espontâneo e de fisissorção (–20,4 kJ/mol ≤ ΔG ≤ –7,6 kJ/mol). Os dados experimentais de adsorção foram bem ajustados ao modelo de isoterma de Langmuir (R2 = 0,9952). A atividade catalítica do biocatalisador preparado em reações em meio orgânico foi também ava-liada na síntese de ésteres cetílicos (octanoato de cetila, estearato de cetila e oleato de cetila) por reação de esterificação em meio de hexano. A síntese de estearato de cetila, éster selecionado neste estudo, foi otimizada empregando um delineamento composto central rotacional (DCCR). Nas condições ótimas de reação (64°C, concentração de biocatalisador 21% m/v, 170 rpm e razão equimolar ácido:álcool – 1:1), máxima porcentagem de conversão da ordem de 90% foi observado após 60 min de reação. Após 9 ciclos sucessivos de reação, o biocatalisador reteve 90% de sua atividade inicial. Estes resultados mostram a promissora aplicação do suporte preparado em adsorção de lipase e aplicação em biocatálise (reações de hidrólise e esterificação).
Acesso aberto (Open Access)
Rede de poli(dimetilsiloxano) funcionalizado com o grupo amino sobre partículas de carvão ativado para adsorção de íons metálicos
(Universidade Federal de Alfenas, 2017-05-30) Alves, Galvani Pereira; Pissetti, Fábio Luiz; Trevisan, Marcello Garcia; Rodrigues Filho, Ubirajara
Neste trabalho, o poli(dimetilsiloxano), um polímero inorgânico com característica não porosa e hidrofóbica, foi funcionalizado com o agente reticulante 3-(aminopropil)trietoxisilano, obtendo um material com características hidrofílicas e capacidade de adsorver íons metálicos em meio aquoso. A rede elastomérica funcionalizada serviu como base para o revestimento de partículas de carvão ativado, com o objetivo de mimetizar seus poros, aumentando a superfície de contato e a capacidade adsortiva, tornando disponíveis mais sítios ativos de adsorção. Foram sintetizados quatro materiais, cuja variável foi o tempo da mistura reacional. Definido o melhor tempo de mistura reacional, novos materiais foram preparados variando a massa de carvão ativado. A caracterização por análises termogravimétricas (TGA) e espectroscopia na região do infravermelho com transformada de fourier via refletância total atenuada (FT-IR) confirmaram a formação da rede polimérica proposta e os dados obtidos por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia ótica na região do ultravioleta (UV-Vis) indicam que esta rede recobriu as partículas de carvão ativado. Por fim, foram realizados estudos de pH e de tempo de contato, além de modelagem do processo de adsorção utilizando modelos teóricos de Langmuir, Freundlich, SIPS e Redlich-Peterson a partir das isotermas de concentração em relação ao processo adsortivo, onde foi possível definir o melhor material adsorvente, denominado CPND1.
Acesso aberto (Open Access)
Redes poliméricas de poli(dimetilsiloxano) funcionalizadas com grupo tiol ou sulfônico para adsorção de íons cádmio em solução etanólica
(Universidade Federal de Alfenas, 2012-02-27) Silva, Fábio Antônio Belinelli; Pissetti, Fábio Luiz; Yoshida, Inez Valéria Pagotto; Florenzano, Fábio Herbst
Foram preparadas redes poliméricas com propriedades elastoméricas de poli(dimetilsiloxano) (PDMS) funcionalizadas com os grupos tiol ou sulfônico. Os materiais preparados foram caracterizados por Espectroscopia na região do Infravermelho (IV), Análise Termogravimétrica (TG), Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), Difração de Raios X (DRX) e Ressonância Magnética Nuclear de 13C e 29Si (RMN). Os resultados destas análises sugerem que os materiais foram funcionalizados com os grupos citados e que são constituídas de segmentos lineares de PDMS reticulados por nós silsesquioxanos que contém silícios do tipo T3 e/ou T2. As redes poliméricas se apresentam no estado amorfo e com alta estabilidade térmica em atmosfera inerte. A potencialidade dos materiais como adsorventes de íons metálicos de soluções etanólicas foram avaliadas obtendo-se isotermas de adsorção para o íon Cd2+. O material com o grupo ácido sulfônico apresentou maior eficiência em reter este metal quando comparado com os materiais contendo o grupo tiol. A quantidade total de cádmio adsorvido foi de 0,89 mmol g-1 e 0,33 mmol g-1, respectivamente. Pelo estudo da linearização dos dados das isotermas, o modelo que melhor representa a interação adsorvente-adsorvato para os materiais preparados é o descrito por Langmuir.
Acesso aberto (Open Access)
Síntese e caracterização de nanopartículas magnéticas (Fe3O4) e seu uso como suporte para imobilização de lipase Thermomyces lanuginosus (TLL)
(Universidade Federal de Alfenas, 2020-02-27) Cavalcanti, Marcello Henrique Da Silva; Virtuoso, Luciano Sindra; Borges, Diogo Gontijo; Tavano, Olga Luisa
A imobilização de enzimas em nanopartículas magnéticas é uma estratégia que viabiliza a recuperação do conjugado nanopartícula-enzima a partir da separação do material imobilizado por centrifugação ou pela aplicação de um campo magnético externo. Nesse contexto, o presente trabalho avaliou o uso de nanopartículas magnéticas (Fe3O4) como suporte para imobilização da lipase produzida por Thermomyces lanuginosus (TLL). Essa lipase possui importantes aplicações na indústria, como, por exemplo, na produção de biodiesel, pesticidas, alimentos, entre outros. De forma específica, na primeira etapa do trabalho, foram obtidas nanopartículas magnéticas (NPM) através do método de coprecipitação usando hidróxido de sódio como agente redutor. As NPM foram caracterizadas por TEM, AFM, DRX, FTIR, TGA, DLS e potencial zeta e os resultados mostraram por diferentes técnicas se tratar de NPM pequenas, devido as imagens de TEM apresentarem partículas de 8,3 ± 2,7 nm; de AFM apresentarem um tamanho de 12,0 ± 2,0 nm e os dados de DLS mostrarem um DH 34,19 ± 0,91 nm, com superfície de carga variando entre + 35,0 mV em pH 3,0 à – 35,0 mV em pH 12,0. A caracterização por DRX comprovou que as NPM são do tipo Fe3O4, por FTIR foi determinado a existência de ligações do tipo Fe-O e O-H no material e por TGA foi observado que as NPM são estáveis na faixa de temperatura de 400°C a 900°C. Numa segunda etapa, a superfície de carga para a enzima TLL foi avaliada computacionalmente por meio das informações obtidas no PDB, sendo verificada a diferenciação do potencial eletrostático em cada região da macromolécula. Por fim, foram escolhidos 3 condições de controle de pH de forma a modificar as superfícies de carga da enzima e da NPM e avaliar o seu processo de adsorção. Assim, o material imobilizado apresentou 99,49% de adsorção da enzima ao suporte, recuperando 62,3% da atividade hidrolítica, em relação à atividade inicial da lipase livre. E a eficiência catalítica na síntese do éster oleato de etila foi de aproximadamente 80% após 12 ciclos de reutilização

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