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Title in Portuguese: Nanopartículas magnéticas de FeCo. Caracterização e estudo de estabilidade após recobrimento com goma de cajueiro (Anacardium occidentale L.)
Title: FeCo magnetic nanoparticles. Characterization and study of stability after casing with cashew gum (Anacardium occidentale L.)
Author: Oliveira, Maria Karolina da Silva
Advisor(s): Diógenes, Izaura Cirino Nogueira
Co-advisor(s): Abreu, Dieric dos Santos de
Keywords: Nanopartículas
Goma de cajueiro
Estabilidade
Issue Date: 2019
Citation: OLIVEIRA, Maria Karolina da Silva. Nanopartículas magnéticas de FeCo. Caracterização e estudo de estabilidade após recobrimento com goma de cajueiro (Anacardium occidentale L.). 2019. 58 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2019.
Abstract in Portuguese: As propriedades físicas e químicas inerentes à sistemas em dimensões nanométricas tornam as nanopartículas (NPs) bastante interessantes do ponto de vista de produção de sistemas versáteis e com elevado potencial de aplicação. Esse trabalho apresenta os resultados obtidos para NPs magnéticas de FeCo recobertas com polímeros de goma de cajueiro pura (GC) e carboximetilada (GCCM). As NPs foram sintetizadas por termodecomposição de sais de ferro e cobalto na presença de um agente redutor e dos agentes estabilizantes ácido oleico (AO) e oleilamina (OL). Após transferência para meio aquoso com o auxílio de brometo de hexadeciltrimetilamonio (CTAB), alíquotas das NPs foram gotejadas em solução contendo a goma de interesse. O espectro vibracional na região do infravermelho (IV) obtido para as NPs antes da incorporação dos polímeros mostrou bandas características dos agentes estabilizantes e de transferência indicando a presença dessas espécies sobre o material isolado (FeCo-AOOL@CTAB). Os espectros IV das NPs recobertas com os polímeros GC (FeCo-AOOL@CTAB@GC) e GCCM (FeCo-AOOL@CTAB@GC) apresentaram bandas atribuídas aos grupos carboxilatos nas formas protonada e desprotonada. As análises termogravimétricas permitiram estimar a relação em massa NP:polímero em 1:3 e 1:1 para os materiais FeCo-AOOL@GC e FeCo-AOOL@GCCM, respectivamente. A estabilidade das NPs foi avaliada em dispersão aquosa e em meio fisiológico (PBS pH 7,4) através do diâmetro hidrodinâmico (DH) e potencial zeta (ζ). Apesar de não apresentarem aglomeração por um período de 50 h de suspensão nesses meios, os valores de DH em água para as amostras FeCo-AOOL@CTAB@GC e FeCo-AOOL@CTAB@GCCM (459,78 e 231,92 nm) são consideravelmente inferiores comparados aos observados em PBS (660,47 e 580,9 nm). Os valores mais negativos de ζ determinados para as NPs de FeCo-AOOL@CTAB@GCCM (-30 < ζ < -35 mV) comparativamente às NPs FeCo-OAOL@CTAB@CG (-20 < ζ < -30 mV), devem-se a maior quantidade de grupos carboxílicos presentes no polímero GCCM. A partir dos resultados de DH e ζ, pode-se concluir que a estabilidade conferida às NPs pelo polímero GC deve-se à interações eletrostáticas. Para o polímero GCCM, além dessas interações, deve-se considerar uma estabilização adicional resultante do impedimento estérico entre as cadeias carbônicas.
Abstract: Physical and chemical properties inherent of systems in nanometric dimensions make nanoparticles (NPs) highly interesting regarding the production of versatile materials with high potential of applications. This work presents the results obtained for FeCo magnetic NPs covered with polymers of cashew gum (GC) and carboxymethylated cashew gum (CMCG). NPs were synthesized by thermodecomposition of iron and cobalt salts in presence of a reducing agent and the stabilizing agents oleic acid (AO) and oleylamine (OL). Upon transfer to the aqueous medium by using hexadecyltrimethylammonium (CTAB), aliquots were dropped in solution containing the gum of interest. The vibrational spectrum in the infrared region (IR) obtained for the NPs before the polymer immobilization, showed bands typically assigned to the stabilizing and transfer agents indicating the presence of these species on the isolated material (FeCo-AOOL@CTAB). The IR spectra of the NPs covered with the polymers GC (FeCo-AOOL@CTAB@GC) and GCCM (FeCo-AOOL@CTAB@GC) showed bands assigned to the carboxylate groups in the protonated and non-protonated forms. The thermogravimetric analyses allowed to estimate the mass ratio for NP:polymer as 1:3 and 1:1 for FeCo-AOOL@GC and FeCo-AOOL@GCCM, respectively. The stability of the NPs was evaluated in aqueous dispersion and in physiological medium (PBS, pH 7.4) by means of hydrodynamic diameter (DH) and zeta potential (ζ). Although no agglomeration had been observed during 50 h of suspension in these media, the values of DH observed in water for FeCo-AOOL@CTAB@GC and FeCo-AOOL@CTAB@GCCM (459.78 and 231.92 nm) are considerable lower than those observed in PBS (660.47 e 580.9 nm). The more negative values of ζ determined for FeCo-AOOL@CTAB@GCCM (-30 < ζ < -35 mV) in respect to FeCo-OAOL@CTAB@CG (-20 < ζ < -30 mV), are assigned to the higher amount of carboxylate groups in the GCCM polymer. From the values of DH and ζ, it can be concluded that the stability furnished by the GC polymer to the NPs is associated to electrostatic interactions. For the GCCM polymer, besides this interaction, an additional stabilization due to steric hindrance must be taken into account.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/49256
metadata.dc.type: Dissertação
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