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Synthesis, characterization and catalytic evaluation of cubic ordered mesoporous iron-silicon oxides

MARTINS, T. S.; MAHMOUD, A.; Silva, Luis Carlos Cides da; COSENTINO, I. C.; Tabacniks, Manfredo Harri; MATOS, J. R.; FREIRE, R. S.; Fantini, Marcia Carvalho de Abreu
Fonte: ELSEVIER SCIENCE SA Publicador: ELSEVIER SCIENCE SA
Tipo: Artigo de Revista Científica
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365.1608%
Iron was successfully incorporated in FDU-1 type cubic ordered mesoporous silica by a simple direct synthesis route. The (Fe/FDU-1) samples were characterized by Rutherford back-scattering spectrometry (RBS), small angle X-ray scattering (SAXS). N(2) sorption isotherm, X-ray diffraction (XRD) and X-ray absorption spectroscopy (XAS). The resulting material presented an iron content of about 5%. Prepared at the usual acid pH of -0.3, the composite was mostly formed by amorphous silica and hematite with a quantity of Fe(2+) present in the structure. The samples prepared with adjusted pH values (2 and 3.5) were amorphous. The samples` average pore diameter was around 12.0 nm and BET specific surface area was of 680 m(2) g(-1). Although the iron-incorporated material presented larger lattice parameter, about 25 nm compared to pure FDU-1, the Fe/FDU-1 composite still maintained its cubic ordered fcc mesoporous structure before and after the template removal at 540 degrees C. The catalytic performance of Fe/FDU-1 was investigated in the catalytic oxidation of Black Remazol B dye using a catalytic ozonation process. The results indicated that Fe/FDU-1 prepared at the usual acid pH exhibited high catalytic activity in the mineralization of this pollutant when compared to the pure FDU-1. Fe(2)O(3) and Fe/FDU-1 prepared with higher pH of 2 and 3.5. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.; Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Sao Paulo (FAPESP); Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP); Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq); Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico (CNPq)

Factorial design to optimize microwave-assisted synthesis of FDU-1 silica with a new triblock copolymer

Silva, Luis Carlos Cides da; REIS, T. V. S. dos; COSENTINO, I. C.; Fantini, Marcia Carvalho de Abreu; MATOS, J. R.; BRUNS, R. E.
Fonte: ELSEVIER SCIENCE BV Publicador: ELSEVIER SCIENCE BV
Tipo: Artigo de Revista Científica
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1055.2924%
The synthesis of FDU-1 silica with large cage-like mesopores prepared with a new triblock copolymer Vorasurf 504 (R) (Eo)(38)(BO)(46)(EO)(38) was developed. The hydrothermal treatment temperature, the dissolution of the copolymer in ethanol, the HCl concentration, the solution stirring time and the hydrothermal treatment time in a microwave oven were evaluated with factorial design procedures. The dissolution in ethanol is important to produce a material with better porous morphology. Increases in the hydrothermal temperature (100 degrees C) and HCl concentration (2 M) improved structural, textural and chemical properties of the cubic ordered mesoporous silica. Also, longer times induced better physical and chemical property characteristics. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.; FAPESP[03/10067-3]; Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP); Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP); FAPESP[2007/07646-2]; Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq); CNPq; CAPES; Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Immobilization of glucose oxidase enzyme (GOD) in large pore ordered mesoporous cage-like FDU-1 silica

Silva, Luis Carlos Cides da; INFANTE, C. M. C.; LIMA, A. W. O.; COSENTINO, I. C.; Fantini, Marcia Carvalho de Abreu; ROCHA, F. R. P.; MASINI, J. C.; MATOS, J. R.
Fonte: ELSEVIER SCIENCE BV Publicador: ELSEVIER SCIENCE BV
Tipo: Artigo de Revista Científica
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1069.64445%
Large pore ordered mesoporous silica FDU-1 with three-dimensional (3D) face-centered cubic, Fm3m arrangement of rnesopores, was synthesized under strong acid media using B-50-6600 poly(ethylene oxide)-poly(butylene oxide)-poly(ethylene oxide) triblock copolymer (EO(39)BO(47)EO(39)), tetraethyl orthosilicate (TEOS) and trimethyl-benzene (TMB). Large pore FDU-1 silica was obtained by using the following gel composition 1TEOS:0.00735B50-6600:0.00735TMB:6HCl:155H(2)O. The pristine material exhibited a BET specific surface area of 684 m(2) g(-1), total pore volume of 0.89 cm(3) g(-1), external surface area of 49 m(2) g(-1) and microporous volume of 0.09 cm(3) g(-1). The enzyme activity was determined by the Flow Injection Analysis-Chemiluminescence (FIA-CL) method. For GOD immobilized on the FDU-1 silica, GOD supernatant and GOD solution, the FIA-CL results were 9.0, 18.6 and 34.0 U, respectively. The value obtained for the activity of the GOD solution with FIA-CL method is in agreement with the 35 U, obtained by spectrophotometry. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.; Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP); FAPESP[2007/07646-2]; FAPESP[2008/09284-3]; Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP); CNPq; Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq); CAPES; Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Adsorption of Pb(2+), Cu(2+) and Cd(2+) in FDU-1 silica and FDU-1 silica modified with humic acid

Silva, Luis Carlos Cides da; SANTOS, L. B. O. dos; Abate, Gilberto; Cosentino, Ivana Conte; Fantini, Marcia Carvalho de Abreu; MASINI, J. C.; MATOS, J. R.
Fonte: ELSEVIER SCIENCE BV Publicador: ELSEVIER SCIENCE BV
Tipo: Artigo de Revista Científica
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1077.6139%
Ordered mesoporous silica with cubic structure, type FDU-1, was synthesized under strong acid media using B-50-6600 poly(ethylene oxide)-poly(butilene oxide)-poly(ethylene oxide) triblock copolymer (EO(39)BO(47)EO(39)) and tetraethyl orthosilicate (TEOS). Humic acid (HA) was modified to the synthesis process at a concentration of 1.5 mmol per gram of SiO(2). Thermogravimetry, small angle X-ray diffraction, nitrogen adsorption and high resolution transmission electron microscopy were used to characterize the samples. The pristine FDU-1 and FDU-1 with incorporated 1.5 mmol of HA were tested for adsorption of Pb(2+), Cu(2+) and Cd(2+) in aqueous solution. Incorporation of humic acid into the FDU-1 silica afforded an adsorbent with strong affinity for Cd(2+), Cu(2+) and Pb(2+) from single ion solutions. Adsorption of Cu(2+) was significantly enhanced after incorporation of humic acid, a fact that can be explained by the formation of complexes with carboxylic and phenolic groups at low concentrations of the metal cation. The results demonstrated the potential applicability of FDU-1 with incorporated HA in the removal of low concentrations of heavy metal cations from aqueous solution, such as wastewaters, after usual precipitation of metal hydroxides in alkaline medium and proper pH conditioning in the range between 6 and 7. (C) 2007 Elsevier Inc. All rights reserved.

Synthesis and structure of cage-like mesoporous silica using different precursors

Fantini, Marcia Carvalho de Abreu; Kanagussuko, Cíntia Fabiana; Zilioti, George José Martins; MARTINS, T. S.
Fonte: ELSEVIER SCIENCE SA Publicador: ELSEVIER SCIENCE SA
Tipo: Artigo de Revista Científica
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512.41645%
In this work the synthesis of cubic, FDU-1 type, ordered mesoporous silica (OMS) was developed from two types of silicon source, tetraethyl orthosilicate (TEOS) and a less expensive compound, sodium silicate (Na(2)Si(3)O(7)), in the presence of a new triblock copolymer template Vorasurf 504 (EO(38)BO(46)EO(38)). For both silicon precursors the synthesis temperature was evaluated. For TEOS the effect of polymer dissolution in methanol and the acid solution (HCl and HBr) on the material structure was analyzed. For Na(2)Si(3)O(7) the influence of the polymer mass and the hydrothermal treatment time were the explored experimental parameters. The samples were examined by Small Angle X-ray Scattering (SAXS) and Nitrogen Sorption. For both precursors the decrease on the synthesis temperature from ambient, -25 degrees C, to -15 degrees C improved the ordered porous structure. For TEOS, the SAXS results showed that there is an optimum amount of hydrophobic methanol that contributed to dissolve the polymer but did not provoke structural disorder. The less electronegative Br-ions, when compared to Cl-, induced a more ordered porous structure, higher surface areas and larger lattice parameters. For Na(2)Si(3)O(7) the increase on the hydrothermal treatment time as well as the use of an optimized amount of polymer promoted a better ordered porous structure. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Síntese, caracterização e potenciais aplicações de materiais nanoporosos altamente ordenados; Synthesis, characterization and potentials applications of highly ordered nanoporous materials

Silva, Luis Carlos Cides da
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 22/06/2007 PT
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591.5195%
Esse trabalho consiste na síntese, caracterização e potenciais aplicações de sílicas mesoporosas altamente ordenadas, estáveis térmica e hidrotermicamente. Esses materiais de estrutura cúbica do tipo FDU-1 foram sintetizados, em meio ácido, utilizando como fonte de sílica tetraetilortosilicato (TEOS) e como moldes os copolímeros tribloco B50-6600 (EO39BO47EO39) e Vorasurf 504®. Os géis de síntese foram submetidos a tratamento hidrotérmico em forno de microondas e em seguida as amostras foram calcinados em atmosfera de N2 e ar, ou submetidos à extração por solvente. Os materiais foram caracterizados por termogravimetria (TG), análise elementar, espectroscopia de absorção no infravermelho, difração de raios X a baixo ângulo (SAXRD), microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (HRTEM), isotermas de adsorção de N2 e espectrometria de retroespalhamento de Rutherford (RBS). Os materiais FDU-1 foram empregados para o desenvolvimento dos seguintes estudos: i) aplicação do planejamento fatorial para definir um novo copolímero tribloco como direcionador de estrutura, o Vorasurf® 504, a fim de substituir o B50-6600 não mais disponível no mercado. As respostas obtidas não foram significativas num nível de 95% de confiança para as variáveis escolhidas (tempo de agitação e tempo de microondas). O estudo demonstrou que é possível diminuir o tempo de síntese do FDU-1 e ainda assim obter materiais com boas propriedades estruturais e texturais. Para os planejamentos fatoriais 22 e 23 observou-se que a variável mais importante foi a temperatura do forno de microondas usada no tratamento hidrotérmico. Contudo...

Síntese e caracterização de catalisadores de níquel suportados em sílica mesoporosa altamente ordenada para hidrogenação de óleos vegetais; Synthesis and characterization of highly ordered mesoporous silica supported nickel catalysts for the hydrogenation of vegetable oils

Oliveira, Nara Andréa de
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 14/04/2008 PT
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568.8855%
Este trabalho teve como objetivo a síntese e caracterização de sílicas mesoporosas suportadas com níquel para atuarem como catalisadores na hidrogenação de óleos vegetais. Foram escolhidas as sílicas mesoporosas ordenadas do tipo SBA-15 e FDU-1, sintetizadas a partir de TEOS como fonte de sílica e copolímeros triblocos como agentes direcionadores de estrutura em meio HCl. O Ni(NO3)2.6H2O foi utilizado como fonte de metal, cuja solução aquosa com a concentração de níquel desejada foi adicionada à sílica antes da remoção do molde polimérico, originando os precursores dos catalisadores. Após a impregnação, as amostras foram submetidas à calcinação sob atmosfera de ar, gerando o precursor na forma de óxido que ao ser tratado com H2 é reduzido Nio , forma ativa do catalisador. As técnicas de termogravimetria, termogravimetria derivada, difração de raios X a alto e baixo ângulo, isotermas de adsorção de nitrogênio e absorção atômica foram empregadas para a caracterização destes materiais. A TG/DTG foi utilizada para a simulação das melhores condições de calcinação/redução. As amostras foram calcinadas em um forno tubular com controlador de temperatura. Os ensaios de DRX confirmaram a fase NiO após calcinação e a fase Nio na redução...

Síntese e caracterização de catalisadores de Co-Mo e Ni-Mo para hidrodessulfurização suportados em sílica mesoporosa ordenada (SBA-15 e FDU-1); Synthesis and characterization of Co-Mo and Ni-Mo catalysts supported on ordered mesoporous silica (SBA-15 and FDU-1) for hydrodessulfurization

Oliveira, Nara Andréa de
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 26/09/2013 PT
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788.7307%
Este trabalho teve como objetivo a síntese e caracterização de catalisadores de Co-Mo e Ni-Mo para hidrodessulfurização suportados em sílica mesoporosa ordenada (SBA-15 e FDU-1). As amostras de SBA-15 and FDU-1 foram sintetizadas a partir de TEOS como fonte de sílica e copolímeros triblocos como agentes direcionadores de estrutura em meio ácido. Ni(NO3)2.6H2O, Co(NO3)2.6H2O, (NH4)6Mo7O24.4H2O foram utilizados como fontes de metais. A suspensão aquosa de sílica foi misturada com a solução do cátion metálico conforme a concentração desejada. Após evaporação da água o molde polimérico foi eliminado por calcinação sob atmosferas dinâmicas de N2/ar, produzindo os precursores na forma de óxidos. As técnicas de TG/DTG, DRX, MEV-EDS, ICP OES, isotermas de adsorção/dessorção de N2 e SAXRD foram empregadas para a caracterização destes materiais. A TG foi utilizada para verificar a composição dos sais de partida, para definir as melhores condições de calcinação e definir a estequiometria do produto final. Os resultados de DRX confirmaram as fases óxidos após a calcinação dos sais e dos catalisadores. Os resultados de SAXRD indicaram picos bem resolvidos e ótima estruturação para os catalisadores suportados em SBA-15. Entretanto...

Factorial design to optimize microwave-assisted synthesis of FDU-1 silica with a new triblock copolymer

SILVA, L. C. Cides da; REIS, T. V. S. dos; COSENTINO, I. C.; FANTINI, M. C. A.; MATOS, J. R.; BRUNS, R. E.
Fonte: ELSEVIER SCIENCE BV Publicador: ELSEVIER SCIENCE BV
Tipo: Artigo de Revista Científica
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1052.77625%
The synthesis of FDU-1 silica with large cage-like mesopores prepared with a new triblock copolymer Vorasurf 504 (R) (Eo)(38)(BO)(46)(EO)(38) was developed. The hydrothermal treatment temperature, the dissolution of the copolymer in ethanol, the HCl concentration, the solution stirring time and the hydrothermal treatment time in a microwave oven were evaluated with factorial design procedures. The dissolution in ethanol is important to produce a material with better porous morphology. Increases in the hydrothermal temperature (100 degrees C) and HCl concentration (2 M) improved structural, textural and chemical properties of the cubic ordered mesoporous silica. Also, longer times induced better physical and chemical property characteristics. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.; Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP); Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES); Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)