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Título
DESIGN DE NANOCATALISADORES DERIVADOS DE ÓXIDO DE GRAFENO FUNCIONALIZADO COM GRUPOS IMIDAZÓIS

Aluno: Sirlon Francisco Blaskievicz - PROBEM/UFPR - Curso de Química (MT) - Orientador: Elisa Souza Orth - Departamento de Química - Área de conhecimento: 10602046 - Palavras-chave: funcionalização química; derivado de imidazol; óxido de grafeno - Colaborador: Aldo J. G. Zarbin; Jéssica Elisa Fonsaca; Sergio H. Domingues.

O grafeno é um material bidimensional composto por carbonos sp2 que tem chamado bastante atenção devido as suas excelentes propriedades eletrônica, óptica, térmica e mecânica. Na busca por promissores materiais multifuncionais, destaca-se o óxido de grafeno (GO) que possui sítios oxigenados onde podem ser estrategicamente ancorados grupos funcionais específicos, por exemplo, com atividade catalítica. Neste contexto, o grupo imidazol é interessante, pois está presente em muitas enzimas, exercendo múltiplas catálises em reações de desfosforilações. Assim, o presente trabalho tem como objetivo funcionalizar GO com 1-(3-aminopropil)imidazol (API) nos sítios de carboxilato e caracterizar por espectroscopia Raman, infravermelho (FTIR), difração de raios X (DRX) e análise termogravimétrica (TGA). A projeção de nanocatalisadores com grupos imidazóis livres está aliado aos objetivos desse trabalho, que busca com novas ferramentas fortalecer o design de enzimas artificiais, ainda um grande desafio. A amostra funcionalizada é denominada aqui de GOIMZ. Os espectros de FTIR confirmam a funcionalização pelas típicas bandas referente à amida: 3290 cm-1 (N-H), 1641cm-1 (C=O) e 1419 cm-1 (C-N). As medidas de DRX mostraram o pico ~10º referente ao GO e um aumento no espaçamento interplanar após a funcionalização. Ainda os vários novos picos de 19-26º no GOIMZ indicam uma nova organização estrutural. Análise de TGA mostra para GOIMZ uma queda de massa na faixa de 300 à 360°C inexistente no GO, proveniente da perda dos grupos imidazóis, confirmando a funcionalização bem sucedida O espectro Raman apresentou as bandas D, G, D' e G', características de compostos derivados de grafeno. Ainda, tem-se uma maior razão ID/IG para GOIMZ, indicando maior número de defeitos na superfície do material, consistente com a funcionalização. Os estudos catalíticos realizados com o triester dietil 2,4-dinitrofenil fosfato mostram incrementos catalíticos de 2x106 vezes, comparada com a respectiva reação espontânea. O GOIMZ pode ser eficientemente reciclado por filtração, sem perder atividade. Concluindo, os resultados evidenciam que é possível ancorar grupos imidazóis livres no GO e assim obter novos nanomaterias com promissor potencial catalítico em reações de desfosforilação. Esses estudos são fundamentais para projeção de nanocatalisadores com efeitos sinérgicos que podem atuar como enzimas artificiais ou ainda detoxificantes químicos.