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

Abstract

En 1998, un avance notable en la s´ıntesis de materiales mesoporosos ordenado fue hecho por Zhao et al [1]. quien utiliz´o surfactantes de copol´ımeros de triblocks como plantilla para la formaci´on del tamiz molecular hidrot´ermicamente 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 org´anica arom´atica d´ebil y un compuesto anfipr´otico, 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 f´ısicas. 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 distribuci´on estrecha de poros, ofrecen oportunidades ´unicas para la preparaci´on de nuevos materiales h´ıbridos nanoestructurados a trav´es de la encapsulaci´on y la inclusi´on de algunos pol´ımeros dentro de la cavidad de estos aluminosilicatos con lo cual se obtendr´ıan nuevas propiedades y aplicaciones para estos materiales. En este sentido el estudio de la adsorci´on de anilina y su posterior polimerizaci´on sobre hospedajes tal como SBA-3 es de suma importancia. La adsorci´on 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 hidrof´ılicos, en este sentido, la anilina y el agua compiten por los sitios activos de dicho material. Por consiguiente la co-adsorci´on de agua debi´o ser considerada. La adsorci´on de anilina (hu´esped) sobre Ga-SBA 3 (hospedaje), sintetizada en nuestro laboratorio, ha sido caracterizada por termo-espectroscopia IR y an´alisis t´ermico diferencial (TPD). El c´alculo de ajuste de curvas combinado con c´alculos de deconvoluciones fue utilizado para determinar la localizaci´on de las bandas y las ´areas de los espectros obtenidos. Cuando la anilina se adsorbe sobre la Ga-SBA-3 aparecen bandas caracter´ısticas: un bending N-H2 y dos stretching C-C anillo arom´atico y bandas a 3100-3400 cm−1 atribuidas al stretching N-H. C´alculos de ajuste de curvas fueron usados para determinar la localizaci´on de las bandas y sus ´areas. En estos espectros, y con ayuda de las deconvoluciones se pueden observar bandas correspondientes a una vibraci´on de deformaci´on del grupo amino (NH2) a 1622-1625 cm−1 y dos vibraciones de stretching C-C del anillo arom´atico a 1602 y 1497.3 cm−1 . La vibraci´on de deformaci´on del grupo amino se solapa con el modo deformaci´on del agua y un sobretono del material. La anilina deber´ıa estar predominantemente unida a las estructuras a trav´es de interacciones π d´ebiles a los hospedajes. La adsorci´on de agua y anilina sobre Ga-SBA-3 fue estudiada para luego obtener la polimerizaci´on in-situ. La polianilina (PANI) es uno de los pol´ımeros conductores m´as estudiados por sus propiedades ´opticas, el´ectricas y electroqu´ımicas que permiten que sea usada en una variedad de procesos industriales. El material h´ıbrido de PANI/Ga-SBA-3 fue sintetizado por t´ecnica de polimerizaci´on in-situ. Los an´alisis FTIR del h´ıbrido muestran bandas atribuidas al stretching de anillo arom´atico y anillo quinoidal a 1490-1510 cm−1 y 1580-1590 cm−1 respectivamente. Referencias [1]. D. Zhao; J. Feng; Q. Huo; N. Melosh; G.H.Fredrickson; B.F Chmelka; G.D. Stucky; Science. 1998, 279, 548. [2] Oscar A. Anunziata, Mar´ıa L. Mart´ınez, Marcos Gomez Costa. Materials Letters 64, 545-548(2010). [3] Oscar A. Anunziata, Marcos B. G´omez Costa, Mar´ıa L. Mart´ınez, Catalysis Today 133-135 (2008) 897-905