Elaboração de nanocompósitos magnéticos clorometil-funcionalizados visando aplicações biotecnológicas e ambientais

Abstract

O presente trabalho descreve a preparação e a caracterização de nanocompósitos à base de poliestireno clorometilado altamente magnetizável. Para isso, inicialmente, as nanopartículas magnéticas de maguemita foram sintetizadas via coprecipitação e em seguida funcionalizadas com moléculas de oleato. O resultado de difração de raios-X confirmou a formação da fase de γ-Fe2O3 com diâmetro cristalino médio de 8.7 nm. A caracterização morfológica realizada via Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) das nanopartículas de γ-Fe2O3 revestidas com oleato demostraram a formação de nanopartículas quase esféricas e monodispersas com um diâmetro médio de 10,6 nm e polidispersão de 0,22. A preparação do nanocompósito de PVBC carregado com NPMs (γ-Fe2O3@PVBC) foi realizada por meio da adaptação de um procedimento de polimerização em suspensão. As microesferas de γ-Fe2O3@PVBC são um nanocompósito magnético que consiste de microesferas poliméricas reticuladas de tamanho de ~ 500 μm, incorporando nanopartículas de γ-Fe2O3. As microesferas de γ-Fe2O3@PVBC foram caracterizadas por meio das técnicas de Microscopia Eletrônica de Varredura, Microscopia Óptica, Análise Porosimétrica e de Área Superficial por Brunauer–Emmett–Teller (BET), Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Espectroscopia de Fotoelétrons de Raios X, Análise Termogravimétrica, Espectrometria de Emissão Óptica por Plasma Acoplado Indutivamente e medidas de magnetização. Os resultados obtidos por MEV revelaram a presença de uma superfície áspera relativamente uniforme e com numerosos poros. A isoterma obtida para as microesferas de γ-Fe2O3@PVBC pelo método de BET é do tipo IV, confirmaram a presença de mesoporos uniformes com uma área de superfície de ~320 m2/g e volume de poros de ~0,085 cm3/g.nm. As propriedades magnéticas revelaram que as microesferas de γ-Fe2O3@PVBC apresenta comportamento superparamagnético à 300K. Os resultados das caracterizações realizadas utilizando as técnicas de espectroscopias de infravermelho e de fotoelétrons de raios X confirmaram a presença de grupos clorometilados superficiais. As microesferas de γ-Fe2O3@PVBC exibem grupos clorometila e alta magnetização, que as tornam adequadas para separações moleculares in situ e na aplicação como agente antibactericida conforme apresentado no bioensaio qualitativo realizado contra bactérias Escherichia coli.