Sociedade Brasileira de Química (SBQ)
33a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química
Efeito do Alumínio na organização local em silicato lamelar [Al]- magadiita medido por 3QMAS NMR.
Hipassia M. Moura (IC), Fabio A. Bonk(PQ) e Heloise O. Pastore* (PQ)
Instituto de Química/Unicamp, Rua Monteiro Lobato, 270, CP 6154, CEP 13084-971, Campinas-SP, Brasil
*e-mail: gpmmm@iqm.unicamp.br
Palavras Chave: silicatos lamelares, síntese, semente, [Al]-magadiita, 2D 3QMAS NMR.
Introdução
A magadiita natural, um silicato lamelar, foi descoberta em 1967 no lago Magadi no Kênia[1], contudo, também pode ser obtida em laboratório através de síntese hidrotérmica além de ter suas propriedades ácidas controladas pela adição de alumínio em sua estrutura[2]. Nesse sentido, foi obtida [Al]-magadiita com diversas razões Si/Al por uso de sementes de cristalização.
Em presença de alumínio, a cristalinidade dos silicatos lamelares obtidos é afetada já que a geometria local de [AlO4]5- difere significativamente dos tetraedros de [SiO4]4- e, portanto, cada substituição Al/Si perturba a estrutura ideal da magadiita. A estrutura local dos sítios AlO4
- nestes materiais pode ser estudada por espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN) de alta resolução de 27Al através de um experimento de 3QMAS[3] e pela medida de cristalinidade de [Al]- magadiita sintetizada pelo método AIC[2] e pelo método direto com semente (SIC).
Resultados e Discussão
A figura 1A mostra os difratogramas de raios-X das [Al]-magadiitas sintetizadas pelo método AIC (Si/Al=15) e pelo método SIC (Si/Al=15, 30 e 60).
Utilizando o método SIC (curva b), obteve-se um material com cristalinidade similar ao desenvolvido pelo método AIC (curva a).
Figura 1. (A) DRX e (B) RMN de 27Al de [Al]- magadiita sintetizada pelo método AIC (a) e pelo método SIC com razão Si/Al= 15 (b), 30 (c) e 60 (d).
O espectro de RMN de 27Al das [Al]-magadiitas preparadas pelos dois métodos (figura 1B) apresentam duas ressonâncias, uma com máximo em 58 ppm atribuída à Altd na estrutura e outra em
8,7 ppm referente a Aloct em sítios superficiais da lamela. Com o aumento da razão Si/Al ocorre o aumento dos sítios Altd e as linhas tornam-se assimétricas, indicando a presença de diferentes sítios não-equivalentes de Al(IV) como mostrado pelo experimento de 3QMAS (figura 2).
Figura 2. 2D-3QMAS NMR aplicado a [Al]-magadiita sintetizada pelo método AIC (a) e pelo método SIC com razão Si/Al= 15 (b), 30 (c) e 60 (d).
Conclusões
O método de síntese de [Al]-magadiita utilizando cristais do próprio material como semente permitiu aperfeiçoar a síntese deste sólido em uma única etapa.
Com o experimento de 3QMAS, a pequena quantidade de Al inserida causa um aumento da ordem local do sistema e formação de dois sítios Al(IV)distintos. Conforme se aumenta a concentração deste metal, maior é a perturbação na estrutura devido ao deslocamento dos átomos de 29Si do interior para regiões mais superficiais da lamela.
Agradecimentos
PIBIC(SAE) – Unicamp; CAPES e FAPESP.
____________________
1 Eugster, H.P.; Science 157, 1967, 1177.
2 Superti, G.B.; Oliveira, E. C.; Pastore, H. O., Gatti, G. Marchese, L.;
Chem. Mater. 19, 2007, 4300-4315.
3 van Bokhoven, J. A.; Koningsberger, D.C.; Kunkeler, P.; van Bekkum, H.; Kentgens, A. P. M.; J. Am. Chem. Soc. 122, 2000, 163.
A) B)
(a) (b)
(c) (d)
