Anilina adsorbida sobre Ga/SBA-3: síntesis, caracterización y modos de adsorción.

Abstract

En 1998, un avance notable en la síntesis de materiales mesoporosos ordenado fue hecho por Zhao et al [1]. quien utilizó surfactantes de copolímeros de triblocks como plantilla para la formación del tamiz molecular hidrotérmicamente estable, SBA-15, con canales hexagonales uniformes. Los tamices moleculares del tipo SBA-3 son materiales mesoporosos de estructura de poros hexagonal [2]. La anilina es una base orgánica aromática débil y un compuesto anfiprótico, que puede actuar como aceptor o donor de protones. La polianilina (PANI) existe en una variedad de formas que difieren en sus propiedades qu´ımicas y físicas. La forma emeraldina (conductora, de color verde) o forma protonada de la polianilina tiene una conductividad en un nivel semiconductor de 100 S/cm, muchos ´ordenes de magnitud mayor que los pol´ımeros comunes (aislantes, < 10−9 S/cm), pero menor que los metales (conductores t´ıpicos, > 104 S/cm). Los tamices moleculares mesoporosos del tipo SBA-3 con una estructura de canales empacados y una distribución estrecha de poros, ofrecen oportunidades únicas para la preparación de nuevos materiales híbridos nanoestructurados a través de la encapsulación y la inclusión de algunos polímeros dentro de la cavidad de estos aluminosilicatos con lo cual se obtendrían nuevas propiedades y aplicaciones para estos materiales. En este sentido el estudio de la adsorción de anilina y su posterior polimerización sobre hospedajes tal como SBA-3 es de suma importancia. La adsorción de agua y anilina sobre estos materiales ya fue estudiada en trabajos previos. La s´ıntesis y caracterizaci´on de polianilina contenida es hospedajes del tipo Na-AlMCM-41 fue estudiada previamente por nuestro grupo [3]. En este trabajo estudiamos la adsorci´on y polimerizaci´on de la anilina sobre el galosilicato mesoporoso Ga-SBA-3 que le confiere caracter´ısticas ´unicas al compuesto, obteni´endose composites con caracter´ısticas conductoras similares a las de un semiconductor inorg´anico. El material mesoporoso Ga-SBA-3 es hidrofílicos, en este sentido, la anilina y el agua compiten por los sitios activos de dicho material. Por consiguiente la co-adsorción de agua debió ser considerada. La adsorción de anilina (huésped) sobre Ga-SBA 3 (hospedaje), sintetizada en nuestro laboratorio, ha sido caracterizada por termo-espectroscopia IR y análisis térmico diferencial (TPD). El cálculo de ajuste de curvas combinado con cálculos de deconvoluciones fue utilizado para determinar la localización de las bandas y las áreas de los espectros obtenidos. Cuando la anilina se adsorbe sobre la Ga-SBA-3 aparecen bandas características: un bending N-H2 y dos stretching C-C anillo aromático y bandas a 3100-3400 cm−1 atribuidas al stretching N-H. Cálculos de ajuste de curvas fueron usados para determinar la localización de las bandas y sus áreas. En estos espectros, y con ayuda de las deconvoluciones se pueden observar bandas correspondientes a una vibración de deformación del grupo amino (NH2) a 1622-1625 cm−1 y dos vibraciones de stretching C-C del anillo aromático a 1602 y 1497.3 cm−1 . La vibraci´on de deformaci´on del grupo amino se solapa con el modo deformación del agua y un sobretono del material. La anilina deber´ía estar predominantemente unida a las estructuras a trav´es de interacciones π débiles a los hospedajes. La adsorción de agua y anilina sobre Ga-SBA-3 fue estudiada para luego obtener la polimerización in-situ. La polianilina (PANI) es uno de los polímeros conductores más estudiados por sus propiedades ópticas, eléctricas y electroquímicas que permiten que sea usada en una variedad de procesos industriales. El material híbrido de PANI/Ga-SBA-3 fue sintetizado por técnica de polimerización in-situ. Los análisis FTIR del híbrido muestran bandas atribuidas al stretching de anillo aromático y anillo quinoidal a 1490-1510 cm−1 y 1580-1590 cm−1 respectivamente.