Preparo e caracterização de novos materiais para SPE baseados em sílica modificada com Zr e PMODS para extração de poluentes hidrofóbicos

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Iniciação Científica

Autores

da Silva Pereira, R. (UFMT) ; Azevedo da Silva, C.G. (UFMT)

Resumo

Este trabalho tem como objetivo principal o desenvolvimento e a caracterização de novos materiais sorventes para extração em fase sólida (do inglês, solid phase extraction, SPE) baseados em sílica modificada com Zr e poli(metiloctadecilsiloxano), C18, para extração de amostras ambientais aquosas (águas, efluentes, etc.). A caracterização dos materiais foi realizada através do emprego de técnicas físico-químicas: espectroscopia de raios-X com energia dispersiva e espectroscopia de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier e reflectância total atenuada.

Palavras chaves

Extração em Fase Sólida; Fases para SPE; Sílica modificada com Zr

Introdução

No estudo de amostras ambientais aquosas complexas como águas e efluentes para a determinação de poluentes orgânicos, por exemplo, a etapa de eliminação de interferentes que podem prejudicar a qualidade dos resultados analíticos devido ao efeito de matriz é de extrema importância. Dentre as várias técnicas existentes para solução de problemas relacionados ao efeito de matriz na extração de amostras complexas, a extração em fase sólida (SPE) se sobressai como uma das mais utilizadas. A técnica é extremamente eficiente na eliminação de interferentes, na concentração de compostos de interesse ambiental e devido o seu menor consumo de solventes orgânicos também atende os princípios da Química Verde. Este trabalho teve como objetivo geral o preparo e a caracterização físico-química (espectroscopia de raios-X com energia dispersiva e espectroscopia de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier e reflectância total atenuada) de um novo material sorvente a base de sílica zirconizada e poli(metiloctadecilsiloxano), PMODS, C18.

Material e métodos

A metalização dos suportes cromatográficos de sílica com Zr foi realizada de acordo com o método desenvolvido por Faria e Colaboradores (2005). Em tubos de reação foram pesados 2,5 g de sílica (100 µm), 7,1 g de tetrabutóxido de zircônio e adicionados 20 mL de tolueno anidro. Após, os tubos foram agitados em vórtex por dois min. Em seguida, o tubo com a mistura foi deixado por 5 h e 30 min a 40 ºC em banho. Após o período de reação, a mistura foi centrifugada por 15 min, o sobrenadante descartado e o sólido lavado com e tolueno. Ao final dessa etapa, o sólido foi seco com N2 (12 h). Após a secagem, o material foi lavado com 15 mL de HNO3 0,001 M. A mistura foi agitada em vórtex por um minuto e centrifugada por 15 minutos. Após, a fase aquosa foi descartada e o sólido lavado com quatro porções de água deionizada e seco em estufa a 120 ºC por 12 h. A sorção do polímero PMODS ao material preparado anteriormente foi realizada segundo Tonhi e colaboradores (2006). Para isso, foi preparada, separadamente, uma suspensão de suporte, previamente ativado em estufa a 150 °C por 16 h, e uma solução do polímero, em n-hexano (10% m/v). Em seguida, a solução polimérica foi adicionada à suspensão de sílica, e a mistura agitada durante 3 h e deixada em repouso na capela por seis dias para evaporação do solvente. Após, foi realizado o procedimento de imobilização térmica em estufa nas condições: 120 °C por 16 h, 140° C por 6 h e 160 °C por 4 h e o excesso de PMODS removido pela extração do material em n-hexano a 0,5 mL/min por 4 h. Após a secagem em capela, o material foi submetido as caracterizações físico-químicas: espectroscopia de raios-X com energia dispersiva e espectroscopia de absorção na região do infravermelho com reflectância total atenuada.

Resultado e discussão

A espectroscopia de raios-X com energia dispersiva evidenciou a efetividade do processo de metalização dos materiais com incorporação de 53,3% (m/m) de Zr (CV, %: 4,5%; n = 4) (Figura 1). A espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier e reflectância total atenuada demonstrou que ocorreu a incorporação do polímero C18 pelo aparecimento de bandas relacionadas às vibrações de deformação axial nos átomos de hidrogênio ligados a carbono (C-H) de grupos funcionais -CH3, -CH2 do PMODS na região de 2.960-2.850 cm-1 (Figura 2 ) (Silverstein et al., 2006).

Resultados obtidos pela caracterização dos materiais por espectroscopia de raios-X com energia dispersiva.


Espectros de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier e reflectância total atenuada dos materiais (SiZr e Si-Zr-C18.

Conclusões

A preparação do material sorvente a base de sílica cromatográfica modificada com Zr e PMODS apresentou adequada incorporação do metal (acima de 50% (m/m)) e do polímero, o que o candidata a ser utilizado no preparo de amostras ambientais aquosas complexas de poluentes orgânicos hidrofóbicos como os agrotóxicos utilizando o modo de retenção em fase reversa.

Agradecimentos

À UFMT e ao CNPq pela bolsa de iniciação científica e pelo apoio financeiro.

Referências

1) A. M. Faria, C. H. Collins, I. C. S. F. Jardim, State-of-the-art in immobilized polymer stationary phases for high-performance liquid chromatography, J. Braz. Chem. Soc. 20, (2009) 1385-1398.

2)E. Tonhi, K. E. Collins, C. H. Collins, High-performance liquid chromatographic stationary phases based on polysiloxanes with different chain lengths thermally immobilized on silica supports, J. Chromatogr. A 1119 (2006) 135-139.

3) Silverstein, R. M.; Webster, F. X.; Kiemle, D. J. Identificação espectrométrica de compostos orgânicos. 7a ed. Rio de Janeiro: Editora LTC, 530 p., 2006.