Obtención y caracterización de materiales híbridos a base de quitosano-SiO2

Abstract

In this paper we obtain a chitosan-SiO2 hybrid material that will later support for the immobilization of enzymes is described. The inorganic matrix was synthesized by the sol-gel process to obtain specific forms called monoliths, which were dried at 100 ° C for 14 hours and then calcined at 500 ° C for 6 hours. Chitosan biopolymer was adsorbed on SiO2 wet-immersion in acid medium. The adsorption capacity of chitosan in the following amounts SiO2 0.25, 0.5, 0.75 were studied, and 1 gram, immersion times of 15, 30, 60, 90 and 120 minutes and temperatures of 25, 50 and 70 ° C. The wet samples were dried at a temperature of 80 ° C for 24 hours to determine percent adsorption of the QT-HAC solution.The hybrid materials obtained were characterized by X-ray diffraction, surface area (BET), scanning electron microscopy (SEM), infrared spectroscopy (FTIR) and thermogravimetric (TGA) analysis. The results show that the best adsorption of the QT-HAC solution was at immersion times of 90 and 120 minutes, a temperature of 50 to 70 ° C and QT concentration of 1 gram. According to the analyzes, the hybrid material obtained had a characteristic behavior of an amorphous material, similar to the SiO2 precursor, reducing the effect of chitosan, due to the high concentration of inorganic material. Major structural changes were observed in the hybrid materials.SiO2 surface morphology of surface modifications introduced, highlighting the presence of a simple homopolymer. The material obtained had porosity and the presence of chitosan evidenced mainly on the surface of SiO2 monoliths.

En el presente trabajo se describe la obtención de un material híbrido quitosano-SiO2 que posteriormente servirá de soporte para la inmovilización de enzimas. La matriz inorgánica fue sintetizada por el Proceso Sol-Gel obteniendo formas específicas llamadas monolitos, las cuales fueron secadas a 100 °C por 14 horas y posteriormente calcinadas a 500 °C durante 6 horas. El biopolímero quitosano fue adsorbido sobre el SiO2 vía inmersión húmeda en medio ácido. Se estudio la capacidad de adsorción del Quitosano en SiO2 a las cantidades siguientes 0.25, 0.5, 0.75, y 1 gramo, tiempos de inmersión de 15, 30, 60, 90 y 120 minutos y temperaturas de 25, 50 y 70 °C. Las muestras húmedas se secaron a una temperatura de 80 °C por 24 horas para determinar el porcentaje de adsorción de la solución QT-HAC. Los materiales híbridos obtenidos fueron caracterizados por Difracción de Rayos X, Área Superficial (BET), Microscopia Electrónica de Barrido (SEM), Espectroscopía Infrarroja (FTIR), y Análisis Termogravimétrico (TGA). Los resultados muestran que la mejor adsorción de la solución QT-HAC fue a tiempos de inmersión de 90 y 120 minutos, una temperatura de 50 y 70°C y concentración de QT de 1 gramo. De acuerdo a los análisis realizados, el material híbrido obtenido presentó un comportamiento característico de un material amorfo, muy similar a su precursor el SiO2, disminuyendo el efecto del quitosano, debido a la alta concentración del material inorgánico. Se observaron cambios estructurales importantes en los materiales híbridos. La morfología superficial del SiO2 presentó modificaciones en la superficie, destacándose la presencia de un simple homopolímero. El material obtenido presentó porosidad, y se evidenció la presencia del quitosano principalmente en la superficie de los monolitos de SiO2.