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Tipo: Dissertação
Título: Desenvolvimento de filmes hierárquicos à base de celulose bacteriana e zeólita (Ca, Cu, Zn)A para liberação controlada de óxido nítrico
Título em inglês: Development of hierarchical films based on bacterial cellulose and zeolite (Ca, Cu, Zn) A for controlled release of nitric oxide
Autor(es): Alexandre, Natália Porto
Orientador: Loiola, Adonay Rodrigues
Coorientador: Rosa, Morsyleide de Freitas
Palavras-chave: Zeólita A;Celulose bacteriana;Liberação controlada;Óxido nítrico;Hierarquização;Matriz polimérica;Bactericida
Data do documento: 2020
Citação: ALEXANDRE, Natália Porto. Desenvolvimento de filmes hierárquicos à base de celulose bacteriana e zeólita (Ca, Cu, Zn)A para liberação controlada de óxido nítrico. 2020. 84 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2020.
Resumo: A busca por materiais eficientes para liberação controlada de NO vem crescendo nos últimos anos, possibilitando o estudo de materiais microporosos, dentre os quais se destacam as zeólitas, que apresentam sistemas de poros bem organizados e elevada capacidade de adsorção. No entanto, sua forma de pó restringe o acesso do NO aos centros ativos, limitando a quantidade do gás que pode ser adsorvida. Como alternativa, neste trabalho, é proposta a hierarquização da zeólita tipo A por meio de dispersão em uma matriz polimérica, a celulose bacteriana (CB), para liberação controlada do óxido nítrico, com vistas a aplicações antimicrobianas. Neste estudo, foram desenvolvidos filmes de zeólita A, nas formas Ca2+, Cu2+ e Zn2+, em matrizes de celulose bacteriana, nas proporções de 12,5% e de 25% (m/m), para o teste no armazenamento e na liberação controlada de NO. Os materiais obtidos foram caracterizados por meio das técnicas de difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia por dispersão de raios-X (EDS), espectroscopia de absorção na região do infravermelho (FTIR), espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X (XPS) e análise termogravimétrica (TG). Por meio das técnicas de DRX, foi possível identificar diferentes intensidades em cada zeólita trocada, devido ao fato de que os cátions podem apresentar afinidades diferentes na ocupação dos sítios. As análises de MEV mostraram cristais zeolíticos entrelaçados por fibras de CB com aglomeração de cristais de zeólita nos filmes de 25% (m/m), o que dificulta a adsorção do óxido nítrico e tornam os filmes menos eficientes em comparação ao de 12% (m/m). As medidas de XPS evidenciaram mudanças nas energias de ligação, o que pode indicar a interação entre as superfícies de zeólita e de celulose, que torna possível comprovar a formação do material de estrutura hierárquica. Diante disso, a hierarquização decorrente da dispersão dos cristais zeolíticos sobre as fibras de CB, assim como o processo de troca iônica, influenciaram na capacidade de retenção/liberação de NO pela zeólita, em que foi possível obter desempenho superior ao das suas formas isoladas, chegando a 0,6 mmol de NO/g de zeólita.
Abstract: The search for efficient materials for the release of NO has been growing in recent years, allowing the study of microporous materials, among which are highlighted as zeolites, which reproduce well-organized pore systems and increase the adsorption capacity. However, its powder form restricts NO access to active centers, limiting the amount of gas that can be adsorbed. As an alternative, in this work, the hierarchy of type A zeolite is proposed by means of dispersion in a polymeric matrix, bacterial cellulose (CB), for controlled release of nitric oxide, with a view to antimicrobial applications. In this study, zeolite A films were developed, in Ca2+, Cu2+ and Zn2+ forms, in bacterial cellulose matrices, in the proportions of 12.5% and 25% (m / m), for testing in storage and controlled release from NO. The materials obtained were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), X-ray scattering spectroscopy (EDS), infrared absorption spectroscopy (FTIR), spectroscopy of photoelectrons excited by X-rays (XPS) and thermogravimetric analysis (TG). Through XRD techniques, it was possible to identify different intensities in each zeolite exchanged, due to the fact that cations may have different affinities in the occupation of the sites. SEM analyzes showed zeolitic crystals interlaced by CB fibers with agglomeration of zeolite crystals in 25% (m / m) films, which makes it difficult to adsorb nitric oxide and make the films less efficient compared to 12% (m / m). The XPS measurements showed changes in the binding energies, which may indicate the interaction between the zeolite and cellulose surfaces, which makes it possible to verify the formation of the hierarchical structure material. Therefore, the hierarchy resulting from the dispersion of the zeolitic crystals over the CB fibers, as well as the ion exchange process, influenced the capacity of retention / release of NO by the zeolite, in which it was possible to obtain superior performance than its isolated forms, reaching 0.6 mmol NO / g of zeolite.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/55954
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