A implantação de um projeto de utilização do biogás como fonte renovável de energia em pequena escala, requer a pesquisa de processos de limpeza do biogás e de captura de CO₂, que contemplem os aspectos de sustentabilidade e de uma tecnologia que possa ser aplicada em pequenas instalações. Visando uma matéria-prima de baixo custo, o presente estudo utilizou cinzas de madeira como fonte de carbonatos para a absorção de CO₂, buscando usar um resíduo como solvente, para melhorar a eficiência energética de um combustível de fonte renovável. As cinzas de madeira, geralmente possuem elevados valores de pH e são compostas, principalmente, por óxidos de potássio, magnésio e cálcio. O objetivo deste trabalho foi estudar a absorção do CO₂ por soluções de carbonatos totais e solúveis provenientes de suspensões de cinzas de madeira em água, através de experimentos realizados em escala laboratorial e de simulação empregando como base o carbonato de cálcio equivalente. A célula de absorção é uma ferramenta eficaz para estimar a capacidade de reter CO₂ em um solvente desconhecido, à temperatura e pressão ambientes. Os carbonatos solúveis extraídos das cinzas de madeira, com 5,33 % de CCE, têm a capacidade de absorver, em média, 0,77 g de CO₂ por 100g de cinzas de madeira, em condições ambientes. Já as cinzas com 89,74 % de CCE absorveram, em média, 12,6 g de CO₂ por 100 g de cinzas de madeira, em condições ambientes. Assim, podem-se caracterizar as cinzas de madeira como um potencial solvente para a absorção de CO₂. A simulação de uma coluna de pratos perfurados, equivalente a uma coluna de pratos tipo chicana, através da tranferência da sua área de cortina, foi satisfatória. / The implementation of a project for the use of biogas as a renewable source of energy on a small scale, requires research into cleaning the biogas and CO₂ capture processes, with sustainability and technology that can be applied in small installations. The present study uses wood ash as a source of carbonate for CO₂ absorption, seeking to use waste as a solvent, to improve the energy efficiency of a renewable fuel source. Wood ash is a solid waste with organic and inorganic components, obtained from combustion of wood. Its chemical composition may vary according the tree species, soil type, climate and combustion characteristics. The resulting suspension of ash in water has typical properties of high pH values and high concentrations of carbonates. The aim of this work is to study the absorption of CO₂ by solutions of total carbonates and soluble carbonates from suspensions of wood ashes in water, through experiments conducted in laboratory scale and employing simulation based on the calcium carbonate equivalent. A simple device was successfully developed that could predict the absorption potential for CO₂ of a solvent with unknown composition in ambient conditions of temperature and pressure. The soluble carbonates had 5.33% of calcium carbonate equivalence absorbed 0.77g CO₂ / 100g ashes, at approx. 700 mmHg and 20°C. Ashes with 89.74% of calcium carbonate equivalence absorbed 12.6g CO₂ / 100g ashes, at approx. 700 mmHg and 20°C. This study suggests that wood fuel ashes are a potential solvent for CO₂ absorption. The simulation of an equivalent column of perforated plates to a column of baffle plates, through the transfer of its area curtain was satisfactory.

Uma característica de destaque da Nhecolândia, uma sub-região do Pantanal Sul-Mato- Grossense, é a presença de lagoas doces (baías) e salgadas (salinas) com uma grande variabilidade química entre si. Apesar da presença de sal nas salinas ser historicamente atribuída a processos passados, estudos recentes sugerem que as águas salgadas estão sendo originadas atualmente devido à concentração por evaporação. O perfil químico das águas salinas estaria sendo originado principalmente pelo controle de elementos (Ca2+, Mg2+ e Si(OH)4) durante a concentração das águas, com o conseqüente envolvimento destes íons em dois processos: a formação de carbonatos e de silicatos magnesianos. Estudos preliminares em solos de salinas sugerem que a ocorrência de nódulos esbranquiçados e a presença de um horizonte enriquecido em argila podem evidenciar estes dois processos. Neste tipo de ambiente, carbonatos como calcita e dolomita são comumente neoformados, mas há divergências na literatura quanto ao mecanismo de origem autigênica dos silicatos magnesianos. Baseando-se no exposto acima, foram definidos os seguintes objetivos para a presente pesquisa: 1) ampliar o conhecimento sobre os solos associados às salinas através de uma caracterização baseada em dados de campo e laboratório dos solos presentes no entorno de uma lagoa salina representativa da Nhecolândia (lagoa do Meio); 2) identificar os processos envolvidos no controle do Ca2+, Mg2+ e Si(OH)4 nas águas salinas, através do estudo das relações entre as fases líquidas (águas superficiais e subsuperficiais) e sólidas (minerais) presentes nos solos do entorno da lagoa do Meio; e 3) identificar os mecanismos específicos de gênese dos minerais autigênicos possivelmente presentes nos solos do entorno da lagoa do Meio. As amostras de solo foram coletadas ao longo de uma topossequência nos arredores da lagoa do Meio e submetidas à análise granulométrica, análises químicas (ICP-MS, pH, CE, carbono total, carbonato de cálcio equivalente, bases trocáveis e testes de imersão em água, ácido e bases) e análises mineralógicas (DRX, MET-EDS). Amostras de água superficiais e subsuperficiais foram coletadas em um transecto que abarca a topossequência estudada e então encaminhadas às análises de pH, Eh, CE, temperatura, titulação com HCl, cromatografia de íons, EAA e ICP-MS. Os solos dos arredores da salina do Meio caracterizam-se pela textura areia a franco-arenosa, pela ausência de estrutura e, de maneira geral, por altos valores de pH, CE, CTC e saturação em Na+. O pH fortemente alcalino e o domínio de Na+ no complexo de troca desencadeiam a atuação do processo de solonização e dos seguintes processos específicos associados: migração de matéria orgânica perfil abaixo, precipitação de carbonatos (calcita, dolomita e nahcolita) em nódulos, solubilização/precipitação de sílica amorfa e formação autigênica de minerais de argila do grupo das esmectitas e micas. Diferentes esmectitas estão presentes ao longo da topossequência: a) na zona raramente atingida pelas variações sazonais do nível d\'água da salina, a esmectita é do tipo ferribeidelita, possui um grau de interestratificação com mica e vermiculita e apresenta teores de Fe3+ similares às micas identificadas no mesmo solo. Estas características sugerem que o mineral do tipo ferribeidelita é originado pela transformação de micas enriquecidas em Fe3+, sendo a vermiculita provavelmente uma fase intermediária nesta transformação; b) na zona de maior variação sazonal do nível d\'água da salina, as esmectitas são classificadas como do tipo saponita e estevensita. Os baixos teores de elementos terras-raras nas amostras enriquecidas nestes minerais, o controle do Mg2+ e do Si(OH)4 nas águas próximas à lagoa do Meio, a saturação das águas do entorno da lagoa em relação a saponita e estevensita e a presença destas esmectitas magnesianas nos locais onde são esperadas máximas taxas de evaporação, provam que estes minerais estão se originando por precipitação química diretamente da coluna d\'água da lagoa salina. Já as micas presentes nos solos estudados são do tipo ilita, glauconita e mica glauconítica, possuem interestratificação com camadas de esmectitas e parecem estar associadas a materiais amorfos. Experimentos de síntese disponíveis na literatura mostram que águas semelhantes às associadas à lagoa do Meio são ideais para a cristalização de micas a partir da precipitação inicial de hidróxidos amorfos. Desta forma, as evidências obtidas sugerem que estas micas são neoformadas a partir da precipitação inicial de amorfos e posterior cristalização. Os resultados obtidos certamente ampliaram o conhecimento sobre os solos presentes no entorno de lagoas salinas, uma vez os estudos disponíveis na literatura são baseados quase que exclusivamente em dados de campo. Mostrou-se que o controle do Ca2+ das águas mais salinas está sendo realizado pela formação de calcita e dolomita em nódulos, enquanto o controle do Mg2+ e do Si(OH)4 está ocorrendo pela formação de esmectitas magnesianas do tipo saponita e estevensita. Estes processos são provavelmente os responsáveis pela alta variabilidade entre as águas doces das baías/vazantes e as salgadas das salinas/arredores, conforme hipótese lançada em literatura. Assim, o presente trabalho fornece fortes evidências de que a presença de sal nas águas das lagoas salinas da Nhecolândia é atual ou, ao menos, tem contribuição de processos atuais. Por fim, mostrou-se ser possível a formação conjunta de ilita, glauconita e mica glauconítica e de esmectitas do tipo saponita e estevensita pelo mecanismo de precipitação diretamente das águas ou soluções em ambientes sujeitos a concentração evaporativa. / A distinctive feature of Nhecolândia, a sub-region of the Pantanal wetland, is the presence in close proximity of freshwater and saline lakes with a huge chemical variability. The salt has been generally attributed to Pleistocene processes, but recent studies have suggested that saline waters arise from present-day concentration of freshwater by evaporation. The chemical profile of saline waters would be originated by chemical control of Ca2+, Mg2+, and Si(OH)4 as the water becomes more saline. Two processes would be responsible for this control: formation of carbonates and formation of Mg-silicates. The presence of whitish nodules and clayey horizons in soils associated to the saline lakes would be evidences of these processes. In saline-alkaline environments, carbonates such as calcite and dolomite are commonly formed by chemical precipitation, but the mechanisms responsible for Mgsilicates genesis are still under debate. The objectives of this research are: a) increasing the general knowledge about soils associated to Pantanal saline lakes through a detailed characterization of the soils located around a representative saline lake of Nhecolândia (\"Salina do Meio\"); b) identifying the processes involved in Ca2+, Mg2+ and Si(OH)4 control from saline waters, through the study of relationships between waters and minerals present in the soils around \"Salina do Meio\"; c) identifying the specific mechanisms of authigenic genesis of the minerals possibly found around \"Salina do Meio\". Soils were sampling along a toposequence and submitted to physical (particle-size), chemical (ICP-MS, pH, EC, total carbon, inorganic carbonate, exchangeable bases, and soaking in H2O, HCl 1N, and NaOH 4M), and mineralogical analyses (XRD and TEM-EDS). Water was collected along a transect involving the lake and submitted to pH, Eh, EC, temperature, titration with HCl, ion chromatography, and ICP-MS analyses. The studied soils are sandy, structureless, and present, in general, high values of pH, CE, CEC, and Na+ saturation. Prevailing of Na+ in the waters and exchangeable sites and dominance of extremely high pH strongly suggest the general action of solonization in these soils and its influence on the following processes: organic matter translocation toward deeper horizons, precipitation of carbonates (calcite, dolomite, and nahcolite) in nodules, precipitation of amorphous silica, and authigenic formation of smectites and micas. Different authigenic smectites occur along the toposequence: a) in the zone hardly reached by the lake level variation, the smectite is classified as ferribeidellite-type, present an interstratification with mica and vermiculite, and has similar amounts of Fe3+ than the Fe-mica present in the soils. These characteristics suggest that this ferribeidellite-type mineral originates from transformation of Fe-mica and that vermiculite may be an intermediate phase in this transformation; b) in the zone of seasonal lake level variation, the smectites are classified as saponite- and stevensite-type minerals. Low REE amounts in the samples enriched in saponite and stevensite, geochemical control of Mg2+ and Si(OH)4, saturation with respect to Mg smectite in the more saline waters, and presence of Mg-smectite where the maximum of evaporation is expected, prove that saponite- and stevensite-like minerals originate by chemical precipitation from the water column of the saline lake. The micas present in the studied soils are classified as illite-, glauconite- and glauconitic mica-type minerals. They present 20% or less smectite layers and seem to be associated to amorphous materials. Synthesis of micas available in the literature shows that water conditions similar to the study area allow for dioctahedral mica crystallization from initial precipitation of amorphous hydroxides. Therefore, it suggests that micas of study area are neoformed. The results of this dissertation contributed to a better understanding about the soils associated to Nhecolândia saline lakes, since most of the published researches are based on field data. The control of Ca2+ from more saline waters occurs by formation of calcite and dolomite in nodules, while the control of Mg2+ and Si(OH)4 occur by formation of Mg-smectites classified as saponite- and stevensite-type. These processes are probably responsible for the chemical variability between freshwater and saline lakes, as supposed in a previous research. Therefore, the present work gives strong evidences about the current origin of Nhecolândia salt water. Also, it showed the possibility of genesis of illite, glauconita, glauconitic mica, saponite, and stevensite minerals through direct precipitation of waters or soil solutions under concentration by evaporation.

A Faixa Paraguai é uma faixa de dobramentos neoproterozoicos ao sul do Cráton Amazônico. No Brasil, está, localizada nos estados de Mato Grosso e Mato Grosso do Sul. Esta faixa tem sido alvo de constantes discussões sobre questões paleoambientais, paleoecológicas e evolutivas globais, uma vez que, em suas unidades ocorrem depósitos pós-glaciais marinoanos, as chamadas capas carbonáticas, típicas do inicio do Ediacarano, além de Cloudina lucianoi, fóssil índice do Ediacarano final, associado a outros metazoários. Nesta tese, foram estudados oito afloramentos: três pertencentes à Faixa Paraguai Sul- Formação Bocaina (FB) - Grupo Corumbá e cinco, à Faixa Paraguai Norte- Grupo Araras, sendo dois afloramentos na Formação Mirassol D\'Oeste (FMO), base do grupo e três afloramentos na Formação Nobres (FN), última formação do Grupo Araras. No total foram analisadas 73 amostras representativas de estromatólitos e 37 lâminas petrográficas de estromatólitos e rocha encaixante. Em três afloramentos, definidos como capas carbonáticas, a análise e a comparação entre a associação de estruturas tubulares e estromatólitos indicou que estas estruturas sedimentares são um importante marcador estratigráfico dos depósitos de capas carbonáticas Marinoanas. No entanto, as estruturas previamente descritas como tubulares no afloramento de Porto Morrinhos (FB), são interpretados aqui como estromatólitos colunares sem associação com os eventos do início do Ediacarano. Com a caracterização das associações de estromatólitos e estruturas tubulares nos afloramentos de Morraria do Sul e Forte de Coimbra, foi proposto, neste trabalho, que estes afloramentos não fazem parte da Formação Bocaina, e sim cronocorrelatos à Formação Mirassol D\'Oeste, no inicio do Ediacarano. O escape de fluidos foi considerado a explicação mais adequada para a origem das estruturas tubulares, corroborando alguns estudos originais. Neste sentido, é provável que o fluido tenha se originado do acúmulo de matéria orgânica nos estromatólitos. A comparação entre diferentes ocorrências de estruturas tubulares indicaram que estas possuem uma origem comum, porém, diferem em relação a sua história sedimentar. Em alguns ambientes, as estruturas tubulares eram espaços abertos na interface água-sedimento, enquanto que em outros eram espaços sem esse tipo de contato. A textura dos microbialitos de capas carbonáticas é composta por peloides amalgamados em grumos arredondados interpretados como restos micritizados de colônias cocooidais de cianobactérias. A alternância laminar observada na Pedreira Terconi pode ser relacionada a mudanças sazonais das comunidades dominantes. Os laminitos microbianos de capa carbonática formaram-se em plataformas bem iluminadas, calmas, abaixo do nível de ondas de tempestade, sem contribuição de siliciclásticos, concordante com o ambiente transgressivo proposto para o pós-glacial. A Formação Mirassol D\'Oeste, base do Grupo Araras, apresenta aproximadamente 10 metros de laminitos microbianos seguidos de camadas de megamarcas onduladas com lentes de megapelóides gerados pela ação de ondas de \"hypercanes\" que ocorreram durante a deposição das capas carbonáticasMarinoanas. Estes furações e a ação de ondas foram o motivo para o fim da deposição microbiana na Formação Mirassol D\'Oeste. Na Formação Nobres, última formação do Grupo Araras, foram identificados 15 níveis de estromatólitos, silicificados. A silicificação ocorreu durante a diagênese, obliterando em muitos níveis a laminação estromatolítica. Os estromatólitos da Formação Nobres foram divididos em quatro associações de morfotipos. A distribuição, desenvolvimento e abundância dos morfotipos foi regida por fatores sedimentológicos, devido a variações do nível do mar. O fim dos estromatóltios da Formação Nobres é concomitante com o fim da sedimentação carbonática do Grupo Araras. A evolução dos estromatólitos do Grupo Araras revelou uma variação nas formas e participação dos estromatólitos na composição litofaciológica desta plataforma carbonática. Na Formação Mirassol D\'Oeste, os estromatólitos são abundantes e considerados um dos principais componentes arquiteturais da plataforma carbonática, enquanto na Formação Nobres, apesar da alta frequência e variação de morfotipos dos estromatólitos, a contribuição na composição litofaciológica da plataforma carbonática é mínima. As variações de formas e abundância dos estromatólitos ao longo do Grupo Araras sugerem mudanças em relação importância dos microbialitos na composição das unidades estratigráficas, bem como a alteração nas condições de sedimentação do sistema deposicional -variação do nível do mar e influxo de siliciclásticos- do Grupo Araras. / The Paraguay Belt is a Neoproterozoic fold belt at the south of the Amazon Craton. In Brazil, the Paraguay belt is located in the states of Mato Grosso and Mato Grosso do Sul, central Brazil. The Paraguay Belt has been the subject of constant discussion of paleoenvironmental, paleoecological and evolutionary questions, since, in their units occur the Marinoan post-glacial deposits, the so called \"cap carbonates\", typical of the beginning of the Ediacaran, and Cloudina lucianoi, index fossil of the late Ediacaran, associated with other metazoans. In this thesis, eight outcrops were studied: three belonging to the Southern Paraguay Belt -Bocaina Formation (FB)-Corumbá Group and five outcrops belonging to the Northern Paraguay Belt- Araras Group, two outcrops in Mirassol D\'Oeste Formaton (FMO), the group\'s base and three outcrops in the Nobres Formation (FN), the last unit of the Araras Group. In total 73 representative samples of stromatolites and 37 thin sections of stromatolites and host rock were analyzed. In three outcrops, defined as cap carbonates, analysis and comparison of the tubestone structures and microbial laminites association indicated that these sedimentary structures are an important stratigraphic marker for the deposits of Marinoan cap carbonates. However, the tubular structures previously assigned as tubestone structures in Porto Morrinhos outcrop (FB) are interpreted here as columnar stromatolites unassociated with the events of the early Ediacaran.With the characterization of the tubestone-stromatolite association in the outcrops of Morraria do Sul and Forte de Coimbra, it was proposed in this study that these outcrops are not part of Bocaina Formation but are cronocorrelated to MirassolD\'Oeste Formation, at the beggining of the Ediacaran. The fluid escape was considered the most suitable explanation for the origin of tubestone structures, corroborating some original studies. Therefore, it is likely that the fluids had originated from the accumulation of organic matter in the stromatolites within the cap carbonates. The comparison between different occurrences of tubular structures indicated that they have a common origin, however, differ in their sedimentary history. In some environments, the tubular structures were open spaces in the water-sediment interface, while others were in areas the structures were without such contact. The texture of cap carbonate microbialites comprises peloids amalgamated into rounded microclots interpreted as micritization remains of cocooidal colonies of cyanobacteria. The laminar alternation observed in the quarry Terconi (Mirassol D\'Oeste Formation) may be related to seasonal changes of the dominant communities. The microbial laminites of the Marinoan cap carbonates formed in well-lit platforms, calm, below the level of storm waves, without contribution of siliciclastic, concordant with the transgressive environment proposed for the post-glacial. At the Mirassol D\'Oeste Formation, base of the Araras Group, approximately 10 meters of microbial laminites where described, covered by a packstone deposit of megaripple marks with megapeloid lenses generated by the action of wave \"hypercanes\" that occurred during the deposition of the Marinoan Cap Carbonates. These hypercanes and the wave action were the reason for the waning of microbial deposition in Mirassol D\'Oeste Formation. In the Nobres Formation, at the upper part of the Araras Group, 15 levels of silicified stromatolites were identified. The silicification occurred during late diagenesis, obliterating many portions of stromatolitic lamination. Stromatolites of Nobres Formation were divided into four morphotypes associations. The distribution, development and abundance of morphotypes was governed by sedimentological factors, due to sea level variations. The end of stromatolites in the Nobres Formation is concomitant with the end of carbonate sedimentation of the Araras Group. In Mirassol D\'Oeste Formation, stromatolites are plentiful and considered one of the major architectural components of the carbonate platform, while the Nobres Formation, despite the high frequency and morphotypes variation of stromatolites, the contribution in the litofaciological composition of carbonate platform is minimal. The variations of forms and the abundance of stromatolites along the Araras Group suggest changes regarding importance of microbialites in the composition of stratigraphic units as well as the change in the depositional system - variation in sedimentation conditions of the sea level and the influx of terrigenous in the Araras Group.

A implantação de um projeto de utilização do biogás como fonte renovável de energia em pequena escala, requer a pesquisa de processos de limpeza do biogás e de captura de CO₂, que contemplem os aspectos de sustentabilidade e de uma tecnologia que possa ser aplicada em pequenas instalações. Visando uma matéria-prima de baixo custo, o presente estudo utilizou cinzas de madeira como fonte de carbonatos para a absorção de CO₂, buscando usar um resíduo como solvente, para melhorar a eficiência energética de um combustível de fonte renovável. As cinzas de madeira, geralmente possuem elevados valores de pH e são compostas, principalmente, por óxidos de potássio, magnésio e cálcio. O objetivo deste trabalho foi estudar a absorção do CO₂ por soluções de carbonatos totais e solúveis provenientes de suspensões de cinzas de madeira em água, através de experimentos realizados em escala laboratorial e de simulação empregando como base o carbonato de cálcio equivalente. A célula de absorção é uma ferramenta eficaz para estimar a capacidade de reter CO₂ em um solvente desconhecido, à temperatura e pressão ambientes. Os carbonatos solúveis extraídos das cinzas de madeira, com 5,33 % de CCE, têm a capacidade de absorver, em média, 0,77 g de CO₂ por 100g de cinzas de madeira, em condições ambientes. Já as cinzas com 89,74 % de CCE absorveram, em média, 12,6 g de CO₂ por 100 g de cinzas de madeira, em condições ambientes. Assim, podem-se caracterizar as cinzas de madeira como um potencial solvente para a absorção de CO₂. A simulação de uma coluna de pratos perfurados, equivalente a uma coluna de pratos tipo chicana, através da tranferência da sua área de cortina, foi satisfatória. / The implementation of a project for the use of biogas as a renewable source of energy on a small scale, requires research into cleaning the biogas and CO₂ capture processes, with sustainability and technology that can be applied in small installations. The present study uses wood ash as a source of carbonate for CO₂ absorption, seeking to use waste as a solvent, to improve the energy efficiency of a renewable fuel source. Wood ash is a solid waste with organic and inorganic components, obtained from combustion of wood. Its chemical composition may vary according the tree species, soil type, climate and combustion characteristics. The resulting suspension of ash in water has typical properties of high pH values and high concentrations of carbonates. The aim of this work is to study the absorption of CO₂ by solutions of total carbonates and soluble carbonates from suspensions of wood ashes in water, through experiments conducted in laboratory scale and employing simulation based on the calcium carbonate equivalent. A simple device was successfully developed that could predict the absorption potential for CO₂ of a solvent with unknown composition in ambient conditions of temperature and pressure. The soluble carbonates had 5.33% of calcium carbonate equivalence absorbed 0.77g CO₂ / 100g ashes, at approx. 700 mmHg and 20°C. Ashes with 89.74% of calcium carbonate equivalence absorbed 12.6g CO₂ / 100g ashes, at approx. 700 mmHg and 20°C. This study suggests that wood fuel ashes are a potential solvent for CO₂ absorption. The simulation of an equivalent column of perforated plates to a column of baffle plates, through the transfer of its area curtain was satisfactory.

Com o aumento da consciência global sobre os riscos do Aquecimento do Planeta e de suas possíveis causas ficou claro que é necessário desenvolver ou adaptar processos industriais de maneira a aproveitar dejetos como o CO2. Dentre as formas de se aproveitar o CO2, destaca-se a ciclo-adição aos epóxidos, com a formação de ciclocarbonatos. A reação é tecnologicamente interessante, pois ciclocarbonatos possuem diversas aplicações como solventes polares apróticos, eletrólitos e matéria prima para compostos como purinas, carbamatos, glicóis, policarbonato e outros. Para que a reação ocorra em tempo e condições viáveis, há a necessidade de se trabalhar com catalisadores. Foram reportados muitos catalisadores ao longo dos anos. Dentre os catalisadores mais comumente utilizados, destacam-se os sais orgânicos. Porém o estudo sobre modelos cinéticos e mecanismo de reação ainda carecem de mais atenção. Desta forma este trabalho propõe-se a estudar esta parte, através de experimentos cinéticos, modelos teóricos e cálculos de química quântica. Para isto escolheu-se estudar a ação catalítica do brometo de 1-propil-4-azo-1-azôniobiciclo[2,2,2]octano (P-DABCO) frente a um catalisador bem descrito na literatura, o brometo de tetrapropilamônio (TPA). / Nowadays mankind are becoming more aware about Global Warming risks and its possible causes. With that in mind, it is necessary to develop or to adapt industrial processes to use some wastes like CO2. One of the best strategies to utilize CO2 is to convert it to cyclic carbonate through cyclic addition reaction to epoxides. This reaction is important because cyclic carbonates have other useful applications. For example, they can be used as polar aprotic solvents, electrolytes and as starting material for other compounds like purine, carbamates, glycols, polycarbonate, among others. However, the cyclic addition reaction must be catalyzed so as to get the desired product in short possible time and under soft conditions. Many catalysts have been reported in the literature that can be used for the cyclic addition reaction, with the organic salts being very common ones. Most of these reports focus on the efficiency of the catalyst and little attention has been paid to the reaction kinetics models and reaction mechanisms. Thus, we intend to study this part. For this purpose, we will do kinetics experiments, theoretical models and quantum chemistry calculation. The 1-alkyl-4-aza-1-azaniabicyclo[2.2.2]octyl bromide was chosen to this work and will be compared with tetrapropylammonium bromide that is known in the literature.

O óxido de cério (CeO2), quando dopado com óxidos de terras raras, tem sua condutividade iônica aumentada, possibilitando seu uso como eletrólito de Células a Combustível de Óxido Sólido de Temperatura Intermediária (IT-SOFC), que são operadas entre 500 e 700°C. Os aditivos ou dopantes mais eficientes para o aumento da condutividade iônica são a samária (óxido de samário Sm2O3) e a gadolínia (óxido de gadolínio Gd2O3), com concentrações molares entre 10 e 20%. Neste contexto foram sintetizados, neste trabalho, pós de composição Ce0,8(SmGd)0,2O1,9 pelas rotas de síntese por coprecipitação de hidróxidos, carbonatos e oxalatos. O efeito do tratamento hidrotérmico foi avaliado para pós precipitados com hidróxido de amônio. Utilizou-se, como matériasprimas, concentrados de terras raras contendo 90% em massa de CeO2 e outro contendo 51% de Sm2O3 e 30% de Gd2O3, ambos provenientes do processamento da monazita. Estes concentrados foram utilizados devido ao menor custo em relação às matérias-primas puras adquiridas comercialmente e a semelhança química dos demais elementos de terras raras contidos. Inicialmente, foram definidas as condições das etapas de coprecipitação e a influência da temperatura de calcinação nas características dos pós e produtos sinterizados. Os resultados obtidos mostraram que os pós calcinados na faixa de temperatura entre 450 e 800ºC apresentam elevada área de superfície específica (90-150 m2.g-1) e estrutura cristalina cúbica tipo fluorita da céria, indicando a formação da solução sólida. Observou-se, por microscopia eletrônica de varredura, que a forma das partículas e dos aglomerados é função do tipo de agente precipitante. As análises dilatométricas indicaram maior taxa de retração em temperatura próxima a 1300-1350ºC. Entretanto, valores elevados de densificação (>95% DT) são obtidos em temperaturas superiores a 1400ºC. A síntese por coprecipitação de hidróxidos seguida pelo tratamento hidrotérmico demonstrou ser uma rota promissora para cristalização, em baixas temperaturas (200oC), de nanopós à base de céria, mantendo-se elevados os valores de área de superfície específica (cerca de 100 m2.g-1). Cerâmicas com densificação superior a 95%DT foram obtidas em menores temperaturas de sinterização (1400oC), quando comparadas às provenientes de pós cristalizados por calcinação. / Cerium oxide (CeO2) when doped with rare earth oxides has its ionic conductivity enhanced, enabling its use as electrolyte for Intermediate Temperature Solid Oxide Fuel Cell (IT-SOFC), which is operated in temperatures between 500 e 700°C. The most effective aditives or dopants for ionic condutivity improvement are (samarium oxide Sm2O3) and gadolinia (gadolinium oxide Gd2O3), fixing the concentration between 10 and 20 molar%. In this work, Ce0,8(SmGd)0,2O1,9 powders have been synthesized by hydroxide, carbonate and oxalate coprecipitation routes. The hydrothermal treatment has been studied for powders precipitated with ammonium hydroxide. A concentrate of rare earths containing 90wt% of CeO2 and other containing 51% of Sm2O3 and 30% of Gd2O3, both prepared from monazite processing, were used as starting materials. These concentrates were used due the lower cost compared to pure commercial materials and the chemical similarity of others rare earth elements. Initially, the coprecipitation and calcination conditions were defined. The process efficiency was verified by ceramic sinterability evaluation. The results showed that powders calcined in the range of 450 and 800°C presented high specific surface area (90 - 150 m2.g-1) and fluorite cubic structure, indicating the solid solution formation. It was observed, by scanning electron microscopy, that morphology of particles and agglomerates is a function of precipitant agent. The dilatometric analysis indicated the higher rate of shrinkage at temperatures around 1300-1350°C. High densification values (>95% TD) was obtained at temperatures above 1400ºC. Synthesis by hydroxides coprecipitation followed by hydrothermal treatment demonstrated to be a promising route for crystallization of ceria nanopowders at low temperatures (200oC). High values of specific surface area were reached with the employment of hydrothermal treatment (about 100 m2.g-1). High density ceramics were obtained at lower temperatures (1400oC), compared to those employed for calcined powders.

O óxido de cério (CeO2), quando dopado com óxidos de terras raras, tem sua condutividade iônica aumentada, possibilitando seu uso como eletrólito de Células a Combustível de Óxido Sólido de Temperatura Intermediária (IT-SOFC), que são operadas entre 500 e 700°C. Os aditivos ou dopantes mais eficientes para o aumento da condutividade iônica são a samária (óxido de samário Sm2O3) e a gadolínia (óxido de gadolínio Gd2O3), com concentrações molares entre 10 e 20%. Neste contexto foram sintetizados, neste trabalho, pós de composição Ce0,8(SmGd)0,2O1,9 pelas rotas de síntese por coprecipitação de hidróxidos, carbonatos e oxalatos. O efeito do tratamento hidrotérmico foi avaliado para pós precipitados com hidróxido de amônio. Utilizou-se, como matériasprimas, concentrados de terras raras contendo 90% em massa de CeO2 e outro contendo 51% de Sm2O3 e 30% de Gd2O3, ambos provenientes do processamento da monazita. Estes concentrados foram utilizados devido ao menor custo em relação às matérias-primas puras adquiridas comercialmente e a semelhança química dos demais elementos de terras raras contidos. Inicialmente, foram definidas as condições das etapas de coprecipitação e a influência da temperatura de calcinação nas características dos pós e produtos sinterizados. Os resultados obtidos mostraram que os pós calcinados na faixa de temperatura entre 450 e 800ºC apresentam elevada área de superfície específica (90-150 m2.g-1) e estrutura cristalina cúbica tipo fluorita da céria, indicando a formação da solução sólida. Observou-se, por microscopia eletrônica de varredura, que a forma das partículas e dos aglomerados é função do tipo de agente precipitante. As análises dilatométricas indicaram maior taxa de retração em temperatura próxima a 1300-1350ºC. Entretanto, valores elevados de densificação (>95% DT) são obtidos em temperaturas superiores a 1400ºC. A síntese por coprecipitação de hidróxidos seguida pelo tratamento hidrotérmico demonstrou ser uma rota promissora para cristalização, em baixas temperaturas (200oC), de nanopós à base de céria, mantendo-se elevados os valores de área de superfície específica (cerca de 100 m2.g-1). Cerâmicas com densificação superior a 95%DT foram obtidas em menores temperaturas de sinterização (1400oC), quando comparadas às provenientes de pós cristalizados por calcinação. / Cerium oxide (CeO2) when doped with rare earth oxides has its ionic conductivity enhanced, enabling its use as electrolyte for Intermediate Temperature Solid Oxide Fuel Cell (IT-SOFC), which is operated in temperatures between 500 e 700°C. The most effective aditives or dopants for ionic condutivity improvement are (samarium oxide Sm2O3) and gadolinia (gadolinium oxide Gd2O3), fixing the concentration between 10 and 20 molar%. In this work, Ce0,8(SmGd)0,2O1,9 powders have been synthesized by hydroxide, carbonate and oxalate coprecipitation routes. The hydrothermal treatment has been studied for powders precipitated with ammonium hydroxide. A concentrate of rare earths containing 90wt% of CeO2 and other containing 51% of Sm2O3 and 30% of Gd2O3, both prepared from monazite processing, were used as starting materials. These concentrates were used due the lower cost compared to pure commercial materials and the chemical similarity of others rare earth elements. Initially, the coprecipitation and calcination conditions were defined. The process efficiency was verified by ceramic sinterability evaluation. The results showed that powders calcined in the range of 450 and 800°C presented high specific surface area (90 - 150 m2.g-1) and fluorite cubic structure, indicating the solid solution formation. It was observed, by scanning electron microscopy, that morphology of particles and agglomerates is a function of precipitant agent. The dilatometric analysis indicated the higher rate of shrinkage at temperatures around 1300-1350°C. High densification values (>95% TD) was obtained at temperatures above 1400ºC. Synthesis by hydroxides coprecipitation followed by hydrothermal treatment demonstrated to be a promising route for crystallization of ceria nanopowders at low temperatures (200oC). High values of specific surface area were reached with the employment of hydrothermal treatment (about 100 m2.g-1). High density ceramics were obtained at lower temperatures (1400oC), compared to those employed for calcined powders.

O estudo do interior da Terra apresenta diversos desafios, principalmente devido à impossibilidade de observações diretas de suas propriedades. Ondas sísmicas liberadas por terremotos são a melhor fonte de informação sobre a estrutura do planeta, mas sua correta interpretação depende do conhecimento das propriedades de seus elementos constituintes. Entretanto, estes estudos devem ser feitos nas condições extremas de temperatura e pressão do interior terrestre, condições difíceis de serem alcançadas em laboratório. Neste contexto, o estudo teórico de materiais tem sido muito importante na elaboração de modelos sobre a estrutura interna da Terra e na correta interpretação de dados sísmicos. Pesquisas recentes têm mostrado que a quantidade de carbono no manto inferior da Terra é maior do que se pensava anteriormente, e é importante compreender seus efeitos no interior profundo da Terra. Apesar da importância de entender os efeitos do carbono no interior da Terra, existem poucos estudos deste elemento nestas condições extremas de pressão e temperatura. Neste trabalho, utilizamos métodos e técnicas da física do estado sólido para estudar as propriedades de compostos de carbono nas condições de pressão e temperatura do manto inferior terrestre. Estudamos, primeiramente, as propriedades estruturais, eletrônicas e elásticas do MgSiO3 nas estruturas perovskita e pós-perovskita, considerado o principal mineral do manto inferior. Os resultados obtidos para as velocidades acústicas neste mineral mostraram variações maiores em relação às direções cristalinas, quando comparadas com mudanças devido à transição de fase estrutural. Isso indica que uma orientação preferencial dos eixos (anisotropia) pode ajudar a explicar algumas regiões com aumento descontínuo nas velocidades sísmicas. Posteriormente, foram obtidas as propriedades do MgCO3 e do CaCO3 em suas estruturas mais estáveis, em função da pressão. Nossos resultados foram comparados com os do MgSiO3 , mostrando que carbonatos de cálcio e de magnésio são estáveis nas condições do manto terrestre e que sua formação é energeticamente favorável. Resultados dos cálculos dos coeficientes elásticos e das velocidades acústicas nestes minerais mostram que as velocidades são menores que aquelas no MgSiO 3 . Dessa forma, em regiões ricas em carbono deve ocorrer a formação destes carbonatos e, por conseguinte, as velocidades sísmicas seriam menores nessas regiões. Isso pode explicar a existência das zonas de baixa velocidade na fronteira do manto inferior com o núcleo. Foram estudadas, também, as consequências da introdução de efeitos térmicos. Entretanto, obteve-se que os resultados não apresentam alterações significativas, de modo que mesmo nas altas temperaturas do interior da Terra nossas conclusões permanecem válidas, onde propomos que as regiões de baixa velocidade no manto inferior possam ser provocadas pela presença de carbono na forma de carbonatos e que a formação destes seria um modelo adicional para explicar onde e como o carbono pode ser armazenado no manto profundo. / Investigations on the Earths interior face several challenges, especially due to the infeasibility of direct observations of its properties. Earthquake seismic waves are the best information source about our planets structure, but its correct interpretation depends on the knowledge of its forming elements. However, these studies must consider the extreme pressures and temperatures of the Earths interior, hard to achieve experimentally. In this way, theoretical methods have emerged as an essential tool in elaborating models for the Earth internal structure and in the correct interpretation of seismic data. Recent studies have shown that the Earth must have much more carbon than previous thought, and it is important to understand its effects on the Earths deep interior. Despite its importance, there are few studies on carbon in these extreme conditions of pressure and temperature and on its effects in the Earths interior. In this investigation, we use theoretical solid state physics methods to investigate the properties of carbon compounds in the pressure and temperature conditions of Earths deep interior. First of all, we studied the electronic and elastic properties of MgSiO3 in the perovskite and post perovskite structures. This silicate is considered the main mineral in the Earths lower mantle. Our results show that seismic velocities have a larger variation with respect to the propagation direction than that with the phase transition. This indicates that a lattice preferred orientation can explain some seismic discontinuities. Thereafter, the properties of the MgCO3 and CaCO3 minerals were obtained in their more stable structures with respect to pressure. The results were compared with those of the MgSiO3, showing that calcium and magnesium carbonates are stable in the Earths mantle and that their formation is energetically favorable. The elastic coefficients and the acoustic velocities in these carbonates show seismic velocities considerably lower than those in the MgSiO3 . In this way, in regions with high carbon concentration the formation of carbonates could favorably occur and therefore the seismic velocities would be lower in those regions. This may explain the existence of low velocity zones near the bottom of Earths lower mantle. We also studied the consequences of the introduction of thermal effects. However, our results do not show any significant variation with temperature. Hence, even in the high temperatures of Earths interior, our conclusions are still valid where we propose that low velocity regions can be caused by the presence of carbon in the form of carbonates. Its formation could provide an additional model to explain where and how carbon can be stored in the deep mantle.

A Faixa Paraguai é uma faixa de dobramentos neoproterozoicos ao sul do Cráton Amazônico. No Brasil, está, localizada nos estados de Mato Grosso e Mato Grosso do Sul. Esta faixa tem sido alvo de constantes discussões sobre questões paleoambientais, paleoecológicas e evolutivas globais, uma vez que, em suas unidades ocorrem depósitos pós-glaciais marinoanos, as chamadas capas carbonáticas, típicas do inicio do Ediacarano, além de Cloudina lucianoi, fóssil índice do Ediacarano final, associado a outros metazoários. Nesta tese, foram estudados oito afloramentos: três pertencentes à Faixa Paraguai Sul- Formação Bocaina (FB) - Grupo Corumbá e cinco, à Faixa Paraguai Norte- Grupo Araras, sendo dois afloramentos na Formação Mirassol D\'Oeste (FMO), base do grupo e três afloramentos na Formação Nobres (FN), última formação do Grupo Araras. No total foram analisadas 73 amostras representativas de estromatólitos e 37 lâminas petrográficas de estromatólitos e rocha encaixante. Em três afloramentos, definidos como capas carbonáticas, a análise e a comparação entre a associação de estruturas tubulares e estromatólitos indicou que estas estruturas sedimentares são um importante marcador estratigráfico dos depósitos de capas carbonáticas Marinoanas. No entanto, as estruturas previamente descritas como tubulares no afloramento de Porto Morrinhos (FB), são interpretados aqui como estromatólitos colunares sem associação com os eventos do início do Ediacarano. Com a caracterização das associações de estromatólitos e estruturas tubulares nos afloramentos de Morraria do Sul e Forte de Coimbra, foi proposto, neste trabalho, que estes afloramentos não fazem parte da Formação Bocaina, e sim cronocorrelatos à Formação Mirassol D\'Oeste, no inicio do Ediacarano. O escape de fluidos foi considerado a explicação mais adequada para a origem das estruturas tubulares, corroborando alguns estudos originais. Neste sentido, é provável que o fluido tenha se originado do acúmulo de matéria orgânica nos estromatólitos. A comparação entre diferentes ocorrências de estruturas tubulares indicaram que estas possuem uma origem comum, porém, diferem em relação a sua história sedimentar. Em alguns ambientes, as estruturas tubulares eram espaços abertos na interface água-sedimento, enquanto que em outros eram espaços sem esse tipo de contato. A textura dos microbialitos de capas carbonáticas é composta por peloides amalgamados em grumos arredondados interpretados como restos micritizados de colônias cocooidais de cianobactérias. A alternância laminar observada na Pedreira Terconi pode ser relacionada a mudanças sazonais das comunidades dominantes. Os laminitos microbianos de capa carbonática formaram-se em plataformas bem iluminadas, calmas, abaixo do nível de ondas de tempestade, sem contribuição de siliciclásticos, concordante com o ambiente transgressivo proposto para o pós-glacial. A Formação Mirassol D\'Oeste, base do Grupo Araras, apresenta aproximadamente 10 metros de laminitos microbianos seguidos de camadas de megamarcas onduladas com lentes de megapelóides gerados pela ação de ondas de \"hypercanes\" que ocorreram durante a deposição das capas carbonáticasMarinoanas. Estes furações e a ação de ondas foram o motivo para o fim da deposição microbiana na Formação Mirassol D\'Oeste. Na Formação Nobres, última formação do Grupo Araras, foram identificados 15 níveis de estromatólitos, silicificados. A silicificação ocorreu durante a diagênese, obliterando em muitos níveis a laminação estromatolítica. Os estromatólitos da Formação Nobres foram divididos em quatro associações de morfotipos. A distribuição, desenvolvimento e abundância dos morfotipos foi regida por fatores sedimentológicos, devido a variações do nível do mar. O fim dos estromatóltios da Formação Nobres é concomitante com o fim da sedimentação carbonática do Grupo Araras. A evolução dos estromatólitos do Grupo Araras revelou uma variação nas formas e participação dos estromatólitos na composição litofaciológica desta plataforma carbonática. Na Formação Mirassol D\'Oeste, os estromatólitos são abundantes e considerados um dos principais componentes arquiteturais da plataforma carbonática, enquanto na Formação Nobres, apesar da alta frequência e variação de morfotipos dos estromatólitos, a contribuição na composição litofaciológica da plataforma carbonática é mínima. As variações de formas e abundância dos estromatólitos ao longo do Grupo Araras sugerem mudanças em relação importância dos microbialitos na composição das unidades estratigráficas, bem como a alteração nas condições de sedimentação do sistema deposicional -variação do nível do mar e influxo de siliciclásticos- do Grupo Araras. / The Paraguay Belt is a Neoproterozoic fold belt at the south of the Amazon Craton. In Brazil, the Paraguay belt is located in the states of Mato Grosso and Mato Grosso do Sul, central Brazil. The Paraguay Belt has been the subject of constant discussion of paleoenvironmental, paleoecological and evolutionary questions, since, in their units occur the Marinoan post-glacial deposits, the so called \"cap carbonates\", typical of the beginning of the Ediacaran, and Cloudina lucianoi, index fossil of the late Ediacaran, associated with other metazoans. In this thesis, eight outcrops were studied: three belonging to the Southern Paraguay Belt -Bocaina Formation (FB)-Corumbá Group and five outcrops belonging to the Northern Paraguay Belt- Araras Group, two outcrops in Mirassol D\'Oeste Formaton (FMO), the group\'s base and three outcrops in the Nobres Formation (FN), the last unit of the Araras Group. In total 73 representative samples of stromatolites and 37 thin sections of stromatolites and host rock were analyzed. In three outcrops, defined as cap carbonates, analysis and comparison of the tubestone structures and microbial laminites association indicated that these sedimentary structures are an important stratigraphic marker for the deposits of Marinoan cap carbonates. However, the tubular structures previously assigned as tubestone structures in Porto Morrinhos outcrop (FB) are interpreted here as columnar stromatolites unassociated with the events of the early Ediacaran.With the characterization of the tubestone-stromatolite association in the outcrops of Morraria do Sul and Forte de Coimbra, it was proposed in this study that these outcrops are not part of Bocaina Formation but are cronocorrelated to MirassolD\'Oeste Formation, at the beggining of the Ediacaran. The fluid escape was considered the most suitable explanation for the origin of tubestone structures, corroborating some original studies. Therefore, it is likely that the fluids had originated from the accumulation of organic matter in the stromatolites within the cap carbonates. The comparison between different occurrences of tubular structures indicated that they have a common origin, however, differ in their sedimentary history. In some environments, the tubular structures were open spaces in the water-sediment interface, while others were in areas the structures were without such contact. The texture of cap carbonate microbialites comprises peloids amalgamated into rounded microclots interpreted as micritization remains of cocooidal colonies of cyanobacteria. The laminar alternation observed in the quarry Terconi (Mirassol D\'Oeste Formation) may be related to seasonal changes of the dominant communities. The microbial laminites of the Marinoan cap carbonates formed in well-lit platforms, calm, below the level of storm waves, without contribution of siliciclastic, concordant with the transgressive environment proposed for the post-glacial. At the Mirassol D\'Oeste Formation, base of the Araras Group, approximately 10 meters of microbial laminites where described, covered by a packstone deposit of megaripple marks with megapeloid lenses generated by the action of wave \"hypercanes\" that occurred during the deposition of the Marinoan Cap Carbonates. These hypercanes and the wave action were the reason for the waning of microbial deposition in Mirassol D\'Oeste Formation. In the Nobres Formation, at the upper part of the Araras Group, 15 levels of silicified stromatolites were identified. The silicification occurred during late diagenesis, obliterating many portions of stromatolitic lamination. Stromatolites of Nobres Formation were divided into four morphotypes associations. The distribution, development and abundance of morphotypes was governed by sedimentological factors, due to sea level variations. The end of stromatolites in the Nobres Formation is concomitant with the end of carbonate sedimentation of the Araras Group. In Mirassol D\'Oeste Formation, stromatolites are plentiful and considered one of the major architectural components of the carbonate platform, while the Nobres Formation, despite the high frequency and morphotypes variation of stromatolites, the contribution in the litofaciological composition of carbonate platform is minimal. The variations of forms and the abundance of stromatolites along the Araras Group suggest changes regarding importance of microbialites in the composition of stratigraphic units as well as the change in the depositional system - variation in sedimentation conditions of the sea level and the influx of terrigenous in the Araras Group.

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