Imobilização de metaloporfirinas em sílica e em magnetita revestida com sílica, investigação da atividade catalítica em reações de oxidação de substratos orgânicos
Resumo: Baseado nos sistemas catalíticos naturais, metaloporfirinas (MP) sintéticas são pesquisadas por várias décadas, como catalisadores para a oxidação de substratos orgânicos na presença de diferentes doadores de oxigênio, tanto em catálise homogênea como heterogênea. O que se tem observado é que estes compostos são catalisadores altamente eficientes e seletivos para a oxidação de diferentes substratos orgânicos e nos últimos anos começaram a ser investigados também como catalisadores para reações de degradação e descoloração de corantes orgânicos frequentemente utilizados em processos industriais diversos. Dentro deste contexto, neste trabalho foram preparados sólidos a partir da imobilização de MP em sílica obtida por diversas metodologias a fim de se investigar a atividade catalítica na oxidação de substratos orgânicos, tais como cicloocteno, cicloexano, cicloexeno e o corante verde brilhante (VB). Primeiramente diferentes MP (catiônica e neutra) foram imobilizadas em nanopartículas de magnetita revestidas por sílica pela metodologia sol-gel (Mag-S), e os sólidos obtidos caracterizados por MET comprovando o recobrimento das nanopartículas de Mag por sílica e mostrando o tamanho médio das nanopartículas. Os sólidos foram ainda caracterizados por DRX, FTIR, MEV, EDS, XPS, RPE e UV-Vis confirmando a obtenção do sólido de interesse e a imobilização das MP. Estes sólidos foram investigados como catalisadores na oxidação do cicloocteno, cicloexeno e cicloexano com PhIO, os quais mostraram bons resultados, com seletividade para formação de álcool quando o cicloexano foi utilizado, seletividade para epóxido quando o substrato cicloexeno foi utilizado, além de mostrarem capacidade de reuso por pelo menos cinco ciclos quando o cicloocteno foi utilizado, com a vantagem de recuperação do catalisador facilmente do meio de reação apenas com a utilização de um imã. Alguns dos sólidos foram ainda utilizados na degradação do corante VB com peróxido de hidrogênio, onde as reações catalisadas mostram maior constante de velocidade se comparado as reações controle. Diferentes MP foram também imobilizadas na sílica comercial (Sic) e na sílica obtida in situ pelo processo sol-gel hidrolítico em meio básico (SGHB) e não hidrolítico (SGNH). Os sólidos foram caracterizados por DRX, FTIR, RPE e UV-Vis confirmando a obtenção do sólido de interesse e a imobilização das MP. A atividade catalítica dos novos sólidos foi investigada na oxidação do cicloocteno, os quais se mostraram ativos e com capacidade de reuso por três ciclos. Por fim, as porfirinas base livre e os complexos correspondentes de manganês(III) e de ferro(III) foram caracterizados por voltametria cíclica e espectroeletroquímica na região do UV-Vis. As duas técnicas acopladas permitiram monitorar as características espectrais das MP que são ativas eletroquimicamente, durante os processos de oxidação e redução que ocorrem no eletrodo.