Síntese de materiais híbridos para o desenvolvimento de novas membranas à base de líquidos iônicos funcionalizados

Abstract

O objetivo desse trabalho é de estudar e de contribuir ao aperfeiçoamento do uso de líquidos iônicos na absorção seletiva e na capacidade de separação de gases. Para isso, foi sintetizado um pó cerâmico de alumina gama no qual um líquido iônico funcionalizado por grupos trimetoxisilanos é ancorado na sua superfície. Esse pó poderá ser utilizado em trabalhos futuros para o desenvolvimento de uma membrana na qual poderá ser feito o ensaio de separação de gases. A utilização destes agentes de acoplamento tem por objetivo realizar uma ancoragem covalente do líquido iônico sobre a membrana permitindo então o aumento da estabilidade da fase orgânica. Num primeiro momento foram sintetizados o suporte (de alumina gama) e o líquido iônico: A alumina gama é obtida pelo processo sol-gel. Primeiramente há a peptização e desagregação do precursor (boemita) para se obter o “sol” e secagem para obtenção do “gel”. Uma etapa final de calcinação é feita para obter a estrutura metaestável da alumina gama que é estocada sob atmosfera inerte. O LI é sintetizado, sem solvente, em uma autoclave de micro-ondas, e para a análise do avanço da reação é utilizada a ressonância magnética nuclear (RMN1H). Após alcançado o rendimento máximo obtido por essa técnica, é feita a destilação sob pressão reduzida. Num segundo momento foi feita a ancoragem do liquido iônico sintetizado sobre o suporte. Para tal, a solução de LI é posta em contato com o suporte de alumina, com temperatura e tempo controlados, sem haver agitação. Após é feita uma etapa de centrifugação para obtenção do suporte com o LI ancorado em sua superfície. A caracterização da ancoragem foi feita através de ensaios de Análise de energia dispersiva (EDX), Infravermelho (FTIR) e Ressonância Magnética Nuclear (RMN). Através deste projeto, foi otimizado um protocolo de ancoragem de um líquido iônico de função metoxisilano sobre um suporte de alumina gama. Nas melhores condições, 60% de uma monocamada do líquido iônico foram ancoradas na superfície do suporte. Levando em conta este protocolo, foi possível transpor sobre uma membrana de suporte cerâmico. As perspectivas para um futuro trabalho são de testar a separação de gases ácidos utilizando um suporte ancorado com um líquido iônico e comparar a um suporte contendo um líquido iônico aprisionado mecanicamente na matriz.