Todos os materiais obtidos neste trabalho foram caracterizados por diversas técnicas de caracterizações físico-químicas que serão apresentadas neste capítulo, sendo, 90 % destes resultados obtidos na Universidad de Málaga na Espanha.
4.3.1 Difração de Raios-X (DRX)
Os difratogramas de Raios-X dos materiais do tipo SBA-15 foram obtidos através da varredura angular de 0,5 a 5 oC em um equipamento Rigaku modelo Mini Flex II, utilizando radiações de CuKα, em uma voltagem de 30 k/V e corrente de tubo de 30 m. A abertura da fenda foi de 0,15 oC e o feixe foi defasado em relação a amostra com velocidade de 0,5omin-1 e passo de 0,01o. Para a obtenção dos difratogramas de Raios-X dos materiais do tipo MCM- 41 foi utilizada a mesma metodologia da SBA-15, porém, a distinção foi apenas no intervalo do ângulo 2θ de varredura: 1 a 10 oC.
4.3.2 Adsorção e Dessorção de Nitrogênio
As propriedades texturais dos materiais sintetizados e funcionalizados foram avaliadas a partir das isotermas de adsorção e dessorção de nitrogênio a -196 oC em um analisador de área superficial e porosidade ASAP 2020 da marca Micromeritics. Com a utilização desta técnica, foi determinada a área específica, o volume de poros e a distribuição do tamanho dos poros referentes aos materiais sintetizados e funcionalizados com as aminas. Inicialmente antes da adsorção de nitrogênio as amostras foram submetidas a um processo de desgaseificação por 12 horas. Neste processo foi utilizado uma temperatura de 200 oC e
pressão de 2,7 Pa, aproximadamente. A temperatura de -196 oC utilizada para a adsorção de
nitrogênio foi alcançada termostatizando o porta amostra com um Dewar com nitrogênio líquido.
As isotermas de adsorção e dessorção de nitrogênio a -196 oC foram construídas com os volumes adsorvidos expressos em condições estáticas de pressão e temperatura a diferentes pressões relativas de equilíbrio. A área específica dos materiais foi determinada pelo método de BET e o volume total de poros pelo método do single point (LEOFANTI et al, 1998). O método BJH foi utilizado para estimar o diâmetro médio e a distribuição dos poros, enquanto o método t-plot foi empregado na determinação do volume das amostras (LEOFANTI et al, 1998).
4.3.3 Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV)
A microscopia eletrônica de varredura foi empregada com a finalidade de observar a morfologia, homogeneidade e o tamanho das partículas das amostras. Esta técnica apenas
complementa os resultados obtidos a respeito dos materiais em estudo, visto que, para uma visualização aprofundada dos canais porosos e dos tubos de sílica de materiais tipo MCM-41 e SBA-15, a técnica de microscopia eletrônica de transmissão nos fornece essa real visualização. As análises de MEV foram obtidas em um equipamento modelo JEOL SM 840. O procedimento de preparação dos materiais para a análise consistiu na deposição de uma porção do sólido sobre uma fita adesiva de carbono fixada no porta-amostra. Em seguida, foi depositada uma fina camada de ouro, com o objetivo de dar uma excelente qualidade e resolução de imagem das amostras.
4.3.4 Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET)
Para a visualização da estrutura de mesoporos e tubos de sílicas hexagonais dos materiais sintetizados e funcionalizados foi utilizado um microscópico eletrônico de transmissão, o qual consiste de um feixe de elétrons e um conjunto de lentes eletromagnéticas, que controlam o feixe encerrados em uma coluna evacuada com uma pressão cerca de 10-5 mmHg. Os materiais foram inseridos em um porta amostra e em seguida houve um recobrimento com carbono amorfo, através do sistema de sputtering. Esta análise foi realizada em um microscópico modelo CM-200 da Philips (200KV) acoplada a um dispositivo de energia dispersiva (EDX) da EDAX.
4.3.5 Espectroscopia Fotoeletrônica de Raios-X (XPS)
Equipamentos de XPS consistem em uma fonte de Raio-X, um analisador de energia para o fotoelétron, e um detector de elétron. A análise para identificação de fotoelétrons requer que a amostra seja colocada em uma câmara de alto vácuo. Considerando que a energia de fotoelétron depende de energia do Raio-X, a fonte de excitação deve ser monocromática. A energia do fotoelétron é analisada por um analisador eletrostático, e os fotoelétrons são identificados por um tubo multiplicador de elétron ou um detector multicanal.
Os espectros fotoeletrônicos segundo a técnica de Espectroscopia Fotoeletrônica de Raios-X dos materiais foram obtidos em um espectrofotômetro Physical Eletronics PHI-5700 equipado com uma fonte dupla de radiação de Raios-X de Mg Kα (hυ = 1253,6 eV) e de Al Kα (hυ = 1483,6 eV). Os espectros foram registrados a um ângulo de 45 oC em um analisador,
modelo 80-365B. As amostras na forma de pó foram depositadas sobre fita adesiva de cobre, de forma a cobrir todas a sua superfície. As medidas foram realizadas sob vácuo, no qual, a
pressão na câmara de análise foi mantida inferior a 5 x 10-6 Pa. Para a análise dos dados, foi utilizado o software PHI ACCESS ESCA-V6.0 F, enquanto, os espectros obtidos foram ajustados fazendo-se uso de curvas Gauss-Lourentz. Foi possível então, desta forma, determinar de maneira precisa a ligação dos níveis internos dos diferentes elementos que compunham os materiais avaliados.
4.3.6 Análise Elementar CHN
A análise elementar dos elementos Carbono, Hidrogênio e Nitrogênio (CHN) dos materiais sintetizados e funcionalizados foi obtida utilizando um equipamento modelo LECO CHNS 932. Com base nessa técnica os percentuais destes elementos foram determinados para cada material em estudo.
4.3.7 Análise Térmica (TG)
A termogravimetria tem sido amplamente usada para caracterização de catalisadores, por possibilitar uma avaliação rápida das mudanças ocorridas quando esses materiais são submetidos a variações de temperatura. As curvas termogravimétricas foram obtidas utilizando uma termobalança SDT Q600 (DSC-TGA), da TA Instruments, da temperatura ambiente até 900ºC, num razão de aquecimento de 10 ºC/min sob fluxo de N2 a 25 mL/min.
As análises foram realizadas utilizando cadinhos de alumina de 90 microlitros com uma quantidade de aproximadamente 7 mg para cada material analisado.