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Avaliação da eficácia de clareamento, permeabilidade e morfologia superficial do esmalte submetido a diferentes técnicas de aplicação do peróxido de hidrogênio a 35%, após aplicação de flúor / Evaluation of the effectiveness of whitening, morphlogy and perneability of enamel surface under different techniques for application of a hydrogen peroxide 35% after application of fluorideSchiavoni, Renato Jonas dos Santos 31 March 2010 (has links)
Alterações visuais, histoquímicas e micromorfológicas podem ser observadas em superfícies dentais submetidas ao clareamento, desencadeando sensibilidade, menor resistência ao desgaste, maior manchamento e aderência bacteriana. Uma forma de verificar a ocorrência de danos superficiais e sub-superficiais é através da permeabilidade e da avaliação superficial por meio de microscopia eletrônica de varredura. Assim, este estudo in vitro teve por objetivo avaliar a eficácia de clareamento em dentes manchados, a permeabilidade e a morfologia superficial do esmalte dental após tratamento com diferentes técnicas de aplicação do peróxido de hidrogênio a 35% (FGM) seguido ou não da aplicação de flúor. Foram utilizados 260 incisivos bovinos, com superfícies de esmalte de 10x10 mm de área. Após, os espécimes foram casualmente distribuídos (n = 10) e submetidos ao manchamento com café, chá preto e vinho tinto por 72 horas. As medidas de cor eram realizadas com espectrofotômetro de reflexão nos tempos inicial, após o manchamento e logo após a fase de clareamento. Após o período de manchamento os fragmentos eram clareados com peróxido de hidrogênio a 35% (FGM) - convencional, ativado com LED ou laser de Er:YAG seguido ou não da aplicação de flúor (Desensibilize KF 2%, FGM). Os grupos controles eram expostos: a saliva artificial e a aplicação de flúor + saliva artificial. O tratamento clareador foi realizado de acordo com as recomendações do fabricante. No restante do período diário, os espécimes eram imersos em saliva artificial. A seguir, os fragmentos foram subdivididos em dois fragmentos de aproximadamente 5x5 mm de área, sendo um submetido à avaliação da permeabilidade e o outro a avaliação da superfície do esmalte através de microscopia eletrônica de varredura. O método de coloração histoquímica foi utilizado para evidenciar a extensão da permeabilidade no esmalte. Do esmalte eram obtidos três cortes avaliados em microscopia óptica, através de um software de digitalização de imagem (Axion Vision 3.1) verificando a penetração dos íons cobre em relação à espessura total do esmalte. As fotomicrografias eletrônicas de varredura das superfícies vestibulares do esmalte, com aumento de 2000X, foram digitalizadas e avaliadas. Para as análises estatísticas, foi considerado o valor de alteração de cor de cada fragmento nos diferentes tempos de observação e a média das três secções de um mesmo dente para a avaliação da permeabilidade. Em relação à MEV observou-se que em relação aos processos de clareamento, foi encontrado diferenças quando comparadas aos grupos controles. Os grupos controles apresentaram superfícies dentais lisas e regulares. Já os grupos tratados com PH35% e PH 35% + LED apresentaram superfícies dentais marcadas pela presença dos prismas de esmalte suavemente esboçados em meio a um esmalte interprísmático de textura lisa. A aplicação do Er:YAG promoveu a remoção da camada aprismática e exposição clara dos prismas de esmalte, depressões, tornando a superfície porosa e irregular. Nos grupos em que se aplicou o flúor, independente do tipo de clareamento realizado, observou-se superfícies relativamente cobertas por um precipitado fusiforme. Em relação à permeabilidade, os resultados demonstraram não haver diferença significativa. Já em relação à alteração de cor foi encontrada diferença estatística ente o agente aplicado ativado pelo Er:YAG, o método a alcançar as tonalidades de cor mais claras, quando comparado aos métodos convencional e ativado pelo LED. Concluímos que novos estudos são necessários para que se estabeleçam parâmetros adequados e seguros para a aplicação do laser. Isso fará com que se consiga não só melhor tonalidade de cor, mas menores efeitos deletérios na morfologia superficial do esmalte clareado. / Visual changes, micromorphological and histochemical can be observed in areas subjected to dental bleaching, triggering sensitivity, lower wear resistance, increased staining and bacterial adhesion. One way to check the damage to surface and subsurface is through the permeability and surface evaluation by scanning electron microscopy. Thus, this in vitro study was to evaluate the effectiveness of whitening stained teeth, permeability and morphology of enamel after treatment with different techniques of application of hydrogen peroxide 35% (FGM) whether or not the application of fluoride . We used 260 bovine incisors with enamel surfaces of 10x10 mm in size. After, the specimens were randomly distributed (n = 10) and subjected to staining with coffee, black tea and red wine for 72 hours. The color measurements were made at a reflection spectrophotometer in early times, after staining and after the bleaching stage. After the period of staining the fragments were bleached with hydrogen peroxide 35% (FGM) - conventional activated LED or laser Er:YAG whether or not the application of fluoride (KF Desensibilize 2%, FGM). Control groups were exposed: the artificial saliva and fluoride application + artificial saliva. The bleaching treatment was performed according to the manufacturer\'s recommendations. The rest of the daily period, the specimens were immersed in artificial saliva. Next, the fragments were divided into two fragments of approximately 5x5 mm in size, being submitted to an evaluation of the permeability and the other to evaluate the enamel surface by scanning electron microscopy. The histochemical staining method was used to show the extent of the permeability of enamel. Enamel were obtained from three sections evaluated with optical microscopy, using a software image scanning (Axion Vision 3.1) verifying the penetration of copper ions in relation to the total thickness of enamel. The images of scanning electron photomicrographs of the vestibular enamel, an increase of 2000X were scanned and evaluated. For statistical analysis, we considered the color change of each fragment in different observation times and the average of three sections of the same tooth for assessing permeability. Regarding the SEM showed that in relation to the bleaching procedure, we found differences when compared to control groups. The control groups showed tooth surfaces smooth and regular. Since the groups treated with PH35% and 35% PH + LED tooth surfaces showed marked by the presence of enamel rods gently outlined in the midst of an enamel interprismatic smooth texture. The application of Er:YAG promoted the removal of the layer aprismatic and clear statement of the enamel prisms, depressions, making the surface porous and irregular. In groups that applied fluoride, regardless of the type of bleaching done, it was observed on surfaces covered by a precipitate fusiform. In relation to permeability, the results showed no significant difference. In relation to the color change was statistical difference between individual agents used and the Er:YAG method to achieve the color shades lighter when compared to PH35 and PH35% + LED. We conclude that further studies are needed to find themselves safe and appropriate parameters for the laser application. This will make you not only get better color tone, but less deleterious effects on enamel surface morphology cleared.
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Adaptação marginal de restaurações em resina composta expostas a diferentes agentes clareadores / Marginal adaptation of resin composite restorations exposed to bleaching agentsAbe, Andréa Tami 09 April 2018 (has links)
Este estudo teve como objetivo avaliar a adaptação marginal de restaurações em resina composta confeccionadas utilizando-se como agentes adesivos sistemas de diferentes estratégias de interação, expostas a agentes clareadores e submetidas a ciclagem mecânica, por meio de avaliação em tomografia por coerência óptica (OCT). Para este estudo foram utilizados 90 molares humanos hígidos recém-extraídos. Uma cavidade classe V foi confeccionada na face vestibular de cada dente com a margem oclusal localizada em esmalte e a margem cervical em cemento/ dentina. Os espécimes foram divididos em 3 grupos experimentais, de acordo com o sistema adesivo utilizado (SB2: Single Bond 2, SBU: Single Bond Universal e CSE: Clearfil SE Bond). As cavidades foram então preenchidas com a resina composta nanoparticulada Filtek Z350XT, e em seguida o acabamento e o polimento foram realizados. Os espécimes foram submetidos a duas ciclagens mecânicas, sendo a primeira antes e a segunda após o clareamento. Ao final da primeira ciclagem, os espécimes foram subdivididos em 3 grupos (n=10) de acordo com o tratamento realizado (controle - água destilada, HPB: Whiteness HP Blue - pH 8.8, PO: Pola Office - pH 3.6). As imagens em OCT das restaurações foram obtidas em 4 momentos diferentes (antes da primeira ciclagem, depois da primeira ciclagem, após o tratamento e depois da segunda ciclagem). A interface dente-restauração foi analisada de duas formas, por meio de classificação das fendas por escore e mensuração da profundidade da fenda em micrômetros (?m), para esmalte e dentina separadamente. Os valores de escore foram analisados com o teste estatístico não-paramétrico de Kruskal-Wallis (p<0.05), e para os dados de profundidade de fenda em ?m, a ANOVA dois fatores (p<0.05) e teste de Tukey foram empregados. A correlação de Spearman foi empregada para correlacionar esses dois dados e foi observada uma correlação forte entre os dados de escore e de profundidade em ?m (r=0.85 p<0.0001). A comparação entre os grupos, tanto por escores quanto por profundidade em ?m, demonstraram que as fendas observadas após a primeira ciclagem foram estatisticamente maiores (p<=0.05) do que as fendas observadas inicialmente, exceto para a análise por escores, onde essa diferença foi detectada apenas para o adesivo SB2. O adesivo SBU apresentou as menores fendas marginais tanto em esmalte quanto em dentina. Em esmalte o adesivo CSE mostrou-se mais estável à degradação e em dentina não foi observada diferença estatisticamente significante entre os adesivos CSE e SB2. Entre os diferentes tratamentos, nenhuma diferença foi observada, independente do tempo de análise e do adesivo utilizado. Pode-se concluir que os clareadores utilizados não promoveram alteração da integridade marginal das restaurações em resina composta, sendo que as fendas marginais observadas estão mais relacionadas ao efeito do envelhecimento por ciclagem mecânica e são dependentes do sistema adesivo utilizado. Foi observada correlação direta entre os dois métodos de análise para mensuração da fenda marginal, contudo a análise da profundidade em ?m, utilizando teste paramétrico, mostrou-se mais sensível para a detecção de diferenças. / The aim of this study was to evaluate the marginal adaptation of resin composite restorations using different dental adhesive systems, exposed to dental bleaching agents and mechanical load cycling, by evaluation using optical coherence tomography (OCT). For this study 90 sound recently extracted human molars were used. One class V cavity was prepared in the buccal surface of each tooth with occlusal margin in enamel and cervical margin in dentin. The specimens were divided into 3 experimental groups, according to the adhesive system used (SB2: Single Bond 2, SBU: Single Bond Universal e CSE: Clearfil SE Bond). The cavities were restored with the nanocomposite Filtek Z350XT, and then the finishing and polishing were done. The specimens were submitted to two mechanical load cycling, the first one before bleaching and the second one after it. By the end of the first load cycling, the specimens were subdivided into 3 groups (n=10) according to the treatment accomplished (control - distilled water, HPB: Whiteness HP Blue - pH 8.8, PO: Pola Office - pH 3.6). The OCT images of the restorations were obtained in 4 distinct moments (before the first load cycling, after the first load cycling, after the treatment, and after the second load cycling). The tooth-restoration interface was analyzed by two ways: analyzing the gap by score and measurement of the gap depth in micrometer (?m), for enamel and dentin separately. The scores were analyzed with the non-parametric statistic test Kruskal-Wallis (p<0.05), and for the gap depth data, the two-way ANOVA (p<0.05) and Tukey test were used. The Spearman correlation were done to correlate these two data and a strong correlation between the score analysis an depth in ?m was observed (r=0.85 p<0.0001). The comparison between the groups, as by score as by depth in ?m, demonstrated that the gaps observed after the first load cycling were statistically deeper (p<=0.05) than the gaps observed initially, except for score analysis, when this difference was detected only for the adhesive SB2. The adhesive SBU showed less deep marginal gaps both in enamel and dentin. In enamel, the adhesive CSE was more stable to degradation and in the dentin no statistically difference was observed between the adhesives CSE and SB2. Between the different treatments, no difference was observed, regardless the evaluation time and the dental adhesive used. In conclusion, the bleaching agents used in this study did not affect the marginal integrity of resin composite restorations, thus the marginal gaps observed were more related to the aging by mechanical load cycling and were dependent of the dental adhesive system used. There was a direct correlation between both methods for marginal gap analysis, however the depth in ?m analysis, using parametric statistical test, showed more sensitive to detect differences.
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Imunossenescência e Candida albicans: avaliação da capacidade fagocítica e produção intracelular de substâncias microbicidas por monócitos e macrófagos / Immunosenescence and Candida albicans: assessment of the phagocytic capacity and intracellular production of microbicidal substances by monocytes and macrophagesGardizani, Taiane Priscila 11 July 2014 (has links)
Atualmente, a população mundial está passando por um processo de transição demográfica, relacionado com o aumento considerável do número de idosos em relação aos jovens. O rápido crescimento da população idosa constitui uma das maiores preocupações da sociedade moderna, o que demanda um aumento no estudo da saúde e da melhoria da qualidade de vida dos idosos, incluindo um maior esclarecimento dos aspectos patofisiológicos relacionados com as doenças microbianas. Uma das infecções que afetam os idosos, principalmente os imunocomprometidos, é a candidose, a qual pode ser causada por diferentes espécies de Candida, em especial Candida albicans (C. albicans). Os monócitos e macrófagos exercem funções essenciais no combate a microrganismos através do processo fagocítico que abrange a produção de espécies reativas do nitrogênio e oxigênio que culminam no controle e/ou morte do patógeno. Uma vez esses fatores comprometidos, o combate aos agentes agressores é dificultado e ou ineficaz fazendo com que estas disfunções ocasionem problemas clínicos. Sendo assim, o objetivo do presente trabalho foi avaliar in vitro a capacidade fagocítica, a geração de óxido nítrico (NO) e peróxido de hidrogênio (H2O2) intracelular, e a habilidade de controlar o crescimento extracelular do fungo C. albicans por monócitos e macrófagos humanos de idosos e jovens. Para isso, foram obtidos monócitos do sangue periférico de indivíduos idosos e jovens os quais permaneceram em cultura por 7 dias e se diferenciaram em macrófagos. Ambos os fagócitos foram desafiadas com diferentes proporções de C. albicans viáveis (5 células:1 fungo, 1:1 e 1:5) por 30min, 2h e 5h. Após os desafios, os dados foram analisados por meio de ensaio fluorescente de fagocitose e crescimento fúngico extracelular, e pelos kits DAF-FM diacetato (NO) e Cell Rox Deep (H2O2). Os resultados foram expressos como média ± desvio padrão (SD) dos valores ou porcentagens obtidos e a análise estatística foi realizada por meio do teste estatístico ANOVA fatorial seguido do teste de Fischer, considerando p<0,05. Nossos resultados revelaram que a idade não afeta a internalização de C. albicans por monócitos e macrófagos oriundos de idosos, no entanto, esses indivíduos levaram mais tempo para ativar a produção de NO e H2O2 que os jovens. Após 5h de estímulo fúngico, as células dos idosos se igualaram ou superaram a resposta imunológica apresentada pelos jovens, demonstrando maior habilidade em controlar o crescimento fúngico extracelular. Baseados nestes resultados, concluímos que, em comparação aos jovens, os monócitos e macrófagos de idosos têm sua habilidade de internalizar o fungo C. albicans preservada; no entanto, os seus sinais de ativação para a produção de substâncias microbicidas, como NO e H2O2, estão prejudicados, o que pode propiciar a instalação local do fungo e/ou disseminação sistêmica nesta população. Além disso, ao longo do tempo, estas células oriundas de idosos conseguiram produzir NO e H2O2 como ou mais que os jovens, sugerindo um estado de pré-ativação celular em função de níveis elevados de citocinas pró-inflamatórias inerentes do estado crônico inflamm-aging, o qual os idosos podem estar vivenciando. / Currently, the world population is undergoing a process of demographic transition, associated with a considerable increase in the number of elderly compared with young subjects. The rapid growth of the elderly population is a major concern of the modern society, which requires an increase in the study of health and improved quality of life for the aged. This includes a greater clarification of the pathophysiological aspects of microbial diseases. One of the infections affecting the elderly, particularly those immunocompromised, is the candidosis that can be caused by various Candida species, especially Candida albicans (C. albicans). Monocytes and macrophages exert essential functions in combating microorganisms by phagocytic process. During this process occur the production of reactive nitrogen species and reactive oxygen species that culminate in the control and/or death of the pathogen. Once these factors are affected, the fight against aggressors is difficult and/or ineffective, and these disorders can cause clinical problems. Thus, the aim of this in vitro study was to investigate occurrence of phagocytosis, the intracellular generation of nitric oxide (NO) and hydrogen peroxide (H2O2), and the ability of human monocytes and macrophages from young and old in controlling the extracellular growth of the fungus C. albicans. Therefore, peripheral blood monocytes from elderly and young subjects were obtained and remained in culture for 7 days until they differentiate into macrophages. Both mononuclear cells were challenged with different proportions of viable C. albicans (5 cells:1 fungus, 1:1 and 1:5) for 30min, 2h and 5h. After the challenges, it was possible to evaluate the ability of fungal internalization and the controlling of extracellular fungal growth by a fluorescent assay, and measure the intracellular production of nitric oxide (NO) by DAF-FM Diacetate and hydrogen peroxide (H2O2) by Rox Deep Cell Kit. The results were expressed as mean ± standard deviation (SD) values or percentages obtained and the statistical analysis was performed using factorial ANOVA followed by Fisher test, with p <0.05. Our results showed that age does not affect the internalization of C. albicans by monocytes and macrophages derived from older subjects, however, these individuals took more time to activate the production of NO and H2O2 than that young. After 5h of fungal stimulation, the cells of the elderly equaled or exceeded the immune response presented by young people, demonstrating greater ability to control the extracellular fungal growth. Thus, we conclude that, compared with young, monocytes and macrophages from elderly have their ability to internalize the fungus C. albicans preserved; however, their activation signals for the production of microbicidal substances, such as NO and H2O2 are impaired, which may facilitate the local installation of the fungus and/or systemic dissemination in this population. Furthermore, over time, these cells derived from elderly were able to produce NO and H2O2 as or more than the young, suggesting a state of cellular pre-activation. Probably due to high levels of proinflammatory cytokines involved in the chronic state which older people may be experiencing, known as inflamm-aging.
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Aplicação do processo oxidativo avançado \'H IND.2\'O IND.2\'/UV como pós-tratamento de reator anaeróbio em efluentes de indústrias de celulose kraft branqueada / Application of the advanced oxidative process \'H IND.2\'O IND.2\'/UV as post-treatment of anaerobic reactor in bleached kraft pulp mill effluentsRuas, Diego Botelho 11 April 2008 (has links)
A proposta desta pesquisa foi avaliar a aplicação do processo oxidativo avançado (POA), peróxido de hidrogênio (\'H IND.2\'O IND.2\') e radiação ultravioleta (UV), como pós-tratamento de um reator anaeróbio utilizado para tratar efluentes de branqueamento de indústrias de celulose kraft. O principal objetivo do pós-tratamento químico foi aumentar a biodegradabilidade e a remoção de compostos recalcitrantes nos efluentes. O tratamento biológico foi realizado por meio de reator anaeróbio horizontal de leito fixo (RAHLF), em escala de bancada, seguido pelo tratamento \'H IND.2\'O IND.2\'/UV dos efluentes. As doses do agente oxidante variaram de 50 a 500 mg \'H IND.2\'O IND.2\'/L e as aplicações de energia pela lâmpada de radiação ultravioleta foram variadas, principalmente, de 3,8 a 15,0 kWh por \'M POT.3\' de efluente tratado. Desta forma, amostras de efluentes foram coletadas de duas indústrias brasileiras de celulose kraft branqueada, originando respectivamente duas fases experimentais. Na primeira fase, o RAHLF apresentou boa estabilidade de operação, obtendo adequadas eficiências de remoção de DQO (61 ± 3%), COT (69 ± 9%), \'DBO IND.5\' (90 ± 5%) e AOX (55 ± 14%). Todavia, não ocorreu boa remoção dos compostos de absorbância na \'UV IND.254\'. Além disso, houve aumento de constituintes da lignina do afluente para o efluente do RAHLF. Por sua vez, o pós-tratamento com \'H IND.2\'O IND.2\'/UV no efluente anaeróbio proporcionou eficiência de remoção variada nos parâmetros DQO (0 a 11%), \'UV IND.254\' (16 a 35%), lignina (0 a 29%) e AOX (23 a 54%). Em relação a melhoria da biodegradabilidade, todas as dosagens de \'H IND.2\'O IND.2\' estudadas promoveram aumento na relação \'DBO IND.5\'/DQO. Para uma relação \'DBO IND.5\'/DQO média inicial igual a 0,09, correspondente ao efluente do RAHLF, o maior aumento obtido foi de 131% aplicando 500 mg \'H IND.2\'O IND.2\'/L e 7,5 kWh/\'M POT.3\'. O tratamento conjugado biológico e químico foi necessário para atingir ao padrão europeu de emissão de AOX (< 0,4 kg AOX por tonelada de polpa de celulose seca produzida). Na segunda fase, o RAHLF apresentou alguns problemas operacionais, tais como entupimento nas conexões e quebras do reator de vidro, pelo possível aumento da carga orgânica volumétrica aplicada presente nos efluentes coletados na segunda indústria de celulose. O pós-tratamento com \'H IND.2\'O IND.2\'/UV mostrou menor desempenho nessa fase experimental, o que pode ser explicado também pelo maior teor de matéria orgânica residual, lignina, alcalinidade e íons cloretos ainda remanescentes nos efluentes tratados biologicamente. Visando complementar os estudos, testes em reatores aeróbios nos efluentes do RAHLF, tratados e não tratados pelos processos \'H IND.2\'O IND.2\'/UV, foram avaliados. Os resultados demonstraram que os melhores resultados (menor tempo de aeração necessário para atingir a mesma concentração dos parâmetros avaliados) foram alcançados pelos reatores que receberam efluentes previamente tratados pelo POA. Uma avaliação simplificada do custo operacional associado com a aplicação do tratamento \'H IND.2\'O IND.2\'/UV, em escala plena, indicou um custo de R$ 1,87 por \'M POT.3\' de efluente tratado. / The purpose of this research was to assess the application of the advanced oxidation processes (AOP), hydrogen peroxide (\'H IND.2\'O IND.2\') and ultraviolet radiation (UV), as post-treatment for an anaerobic reactor used to treat bleaching effluents from kraft pulp mills. The main objective of the chemical post-treatment was to increase the biodegradability and remove recalcitrant compounds from the wastewater. The biological treatment was performed in a fixed bed anaerobic horizontal reactor (FBAHR), in bench scale, followed by \'H IND.2\'O IND.2\'/UV treatment of the effluents. The oxidizer dosage varied from 50 to 500 mg \'H IND.2\'O IND.2\'/L while the energy applied by the UV lamp ranged, mainly, from 3.8 to 15.0 kWh per \'M POT.3\' of treated effluent. This way, wastewater samples were collected from two brazilian bleached kraft pulp mills thus the results were reported as two different experimental phases. In the first phase the FBAHR showed good operational stability and reached the expected removal efficiencies for COD (61 ± 3%), TOC (69 ± 9%), \'BOD IND.5\' (90 ± 5%) and AOX (55 ± 14%). However, the anaerobic treatment did not provide good removal of compounds indicated by \'UV IND.254\' absorbency. Furthermore, there was an increase of lignin from the affluent to effluent of the FBAHR. In its turn the \'H IND.2\'O IND.2\'/UV post-treatment provided a wide range of removal depending upon the dosage: COD (0 to 11%), \'UV IND.254\' (16 to 35%), lignin (0 to 29%) and AOX (23 to 54%). Regarding to the improvement in biodegradability, all dosages of \'H IND.2\'O IND.2\' applied in this work promoted an increase in the \'BOD IND.5\'/COD ratio. For an average initial \'BOD IND.5\'/COD ratio equal to 0.09, which corresponds to the FBAHR effluent, the greatest increase was 131% with 500 mg \'H IND.2\'O IND.2\'/L and 7.5 kWh/\'M POT.3\'. It was necessary to couple the anaerobic and the oxidative treatment to reach the current European allowable AOX emission load (< 0.4 kg AOX per ton of produced dried cellulose pulp). During the second phase of the experiments, the FBAHR had operational problems as plugging of the tubes and cracking of the reactor wall that may be partially attributed to the higher organic load applied, as the effluents from the second mill were stronger. The AOP post-treatment also had lower performance during this experimental phase, which may be explained by the higher concentration of the organic matter, lignin, alkalinity and chloride ions, still present in the biologically treated effluents. To complete the experiments samples from effluents of the FBAHR and AOP process were submitted to aerobic assays. By tests done in aerobic reactors in the FBAHR effluents, treated and non-treated by the processes \'H IND.2\'O IND.2\'/UV, it was verified that the best results, shorter aeration time requirement to reach the same concentration of the evaluated parameters, were obtained from reactors that received previously treated by AOP effluents. A simplified evaluation of the operational cost associated with the use of the tested AOP, in full scale, indicated a cost of R$ 1.87 per \'M POT.3\' of treated effluent.
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[en] REMOVAL OF MANGANESE FROM WATERS AND INDUSTRIAL EFFLUENTS WITH USE OF HYDROGEN PEROXIDE / [pt] REMOÇÃO DE MANGANÊS DE ÁGUAS E EFLUENTES INDUSTRIAIS COM UTILIZAÇÃO DO PERÓXIDO DE HIDROGÊNIOJULIANA SANTOS DOS SANTOS 07 April 2005 (has links)
[pt] Para remover metais de águas e efluentes aquosos,
geralmente são
empregados métodos tradicionais, os quais envolvem a
neutralização, com
posterior hidrólise e precipitação de hidróxidos,
utilizando uma base.O
manganês deve ser removido de águas e efluentes aquosos,
até que sua
concentração atinja um máximo exigido pela legislação
brasileira, que é de
0,1mg/L para águas e 1mg/L para efluentes aquosos. O
trabalho
desenvolvido aqui investigou a remoção de manganês (II)
utilizando os
oxidantes: oxigênio, reagente Fenton e peróxido de
hidrogênio, para
procurar dentre estes um processo que fosse mais
eficiente
do que o de
simples precipitação do hidróxido. São discutidos os
resultados de ensaios
realizados com a utilização de soluções sintéticas de
manganês (II), cujo
objetivo foi desenvolver um caminho que favorecesse a
remoção deste
metal, para que a concentração do mesmo tanto em águas
quanto em
efluentes aquosos esteja de acordo com os padrões
exigidos
pela legislação
brasileira (resolução CONAMA 20/ 1986).Os ensaios foram
realizados em
pH de 7 a 10, a temperatura ambiente e em torno de 80ºC e
com um tempo
de reação de 5,15 e 30 minutos. Foi utilizado peróxido de
hidrogênio em
dosagem estequiométrica com excesso de 100% e 200%, para
a
reação:
Mn2+ (aq) + H2O2 (aq) -> MnO2(s) + 2 H+ (aq)
Dentre os testes realizados, ambos o peróxido de
hidrogênio
e o reagente
Fenton mostraram-se bastante eficientes na remoção de
manganês,
permitindo atingir concentrações finais desse metal
inferiores a 0,3 mg/L, a
temperatura ambiente em valores de pH inferiores aos
necessários para a
precipitação sem oxidante, com O2. / [en] I order to remove metals from
waters and aqueous effluents generally are employed
traditional methods which
involve neutralization, hydrolysis and precipitation of
hydroxides using a base.
Manganese must be removed from waters and aqueous effluents
down to a
concentration limited by Brazilian law which is of 0.1 mg/L
for waters and 1.0
mg/L for aqueous effluents. The work carried out herein
investigated the removal
of manganese (II) using the following oxidants: oxygen,
hydrogen peroxide, and
Fenton reagent, with the aim to identify a process that
could be more efficient than
the simpler hydroxide precipitation. Results are discussed
of experiments made
with synthetic solutions of 1000 mg/L manganese (II) with
the objective of
developing a route that could favour the removal of that
metal to the levels
established by Brazilian environmental law (resolution
CONAMA 20 / 1986).The
experiments were conducted in pH 7 to 10, at temperature
ambient and 80 oC,
with reaction times of 5, 15 and 30 minutes. Hydrogen
peroxide was used in
excess levels of 100 and 200% for the reaction:
Mn2+ (aq) + H2O2 (aq) -> MnO2 (s) + 2 H+ (aq)
Amongst the conducted experiments, both hydrogen peroxide
and the Fenton
reagent were shown to be most effective, allowing final
concentrations of
manganese less than 0.3 mg/L, at ambient temperature, in pH
values lower than
those required for precipitation without oxidation or with
O2 (air).
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Les peroxydases à thiol, relais dans la signalisation cellulaire redox associée au peroxyde d’hydrogène : mécanismes moléculaires responsables de la spécificité de l’activation du facteur de transcription Yap1 chez Saccharomyces cerevisiae / Thiol peroxydases, relay in hydrogen peroxide-dependent redox cell signaling : Molecular mechanisms responsible for the specificity of activation of the Yap1 transcription factor in Saccharomyces cerevisiaeBersweiler, Antoine 09 December 2015 (has links)
Les peroxydases à thiol jouent un rôle central dans la physiologie du peroxyde d’hydrogène (H2O2), un oxydant possédant une fonction de messager cellulaire. Ces enzymes catalysent la réduction de H2O2 par réaction avec une Cys catalytique, ce qui leur confère la capacité de jouer le rôle de détecteur et relais du message redox. Chez Saccharomyces cerevisiae, l’activation H2O2-dépendante du facteur de transcription Yap1, un régulateur clef de la réponse au stress oxydant, dépend de la formation de ponts disulfure intramoléculaires catalysés par la peroxydase à thiol Orp1, via la réaction de l’intermédiaire acide sulfénique avec une Cys de Yap1 pour former un complexe disulfure mixte. L’étude des mécanismes à l’origine de la spécificité de la réaction entre Orp1 et Yap1, et du rôle de la protéine Ybp1 comme partenaire essentiel de l’activation de Yap1, constitue la question centrale de ce travail. Nos résultats montrent que Ybp1 permet de recruter Yap1 et Orp1 au sein d’un complexe ternaire au sein duquel (i) la cinétique de la réaction entre les deux partenaires est fortement activée, et (ii) la compétition avec la formation d’un pont disulfure intramoléculaire dans Orp1 est inhibée. La spécificité de l’activation de Yap1 par H2O2 repose donc sur des mécanismes qui combinent à la fois la réactivité chimique intrinsèque de l’acide sulfénique, et la reconnaissance moléculaire entre Yap1, Orp1 et Ybp1 qui jouerait un rôle de protéine « de charpente ». Ces principes, assurant une activation rapide et spécifique des défenses antioxydantes de la levure Saccharomyces cerevisiae, pourraient s’appliquer à d’autres voies de signalisation dépendantes des peroxydases à thiol / Thiol-peroxidases play a central role in the physiology of hydrogen peroxide, an oxidant which can act as a cellular messenger. They catalyze H2O2 reduction by the very efficient reaction of a catalytic Cys residue, responsible for their ability to act as an H2O2 sensor and relay. In Saccharomyces cerevisiae, the H2O2-activation of the transcription factor Yap1, a key regulator of oxidative stress response, depends on the formation of intramolecular disulfide bonds catalyzed by the thiol peroxidase Orp1, through the reaction of the sulfenic acid intermediate with a Cys of Yap1 to form a mixed disulfide complex. Due to the high reactivity of the sulfenic acid species, several reactions can compete with Yap1. The study of the mechanisms underlying the specificity of the reaction between Orp1 and Yap1, and of the role of the Ybp1 protein as an essential partner of Yap1 activation, is the central question of this work. Our results show that Ybp1 can recruit Yap1 and Orp1 within a ternary complex that allows (i) strong activation of the reaction between the two partners and (ii) inhibition of the competition raised by the formation of an intramolecular disulfide bond within Orp1. The specificity of the activation of Yap1 by H2O2 therefore relies on mechanisms that combine intrinsic chemical reactivity of the sulfenic acid species and molecular recognition between Yap1, Orp1 and Ybp1, which would act as a scaffold. These principles, which afford rapid and specific activation of antioxidant defenses in Saccharomyces cerevisiae, could apply to other redox signaling pathways dependent on thiol peroxidase as a H2O2 sensor
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A resposta contrátil induzida pela fenilefrina é modulada pelo peróxido de hidrogênio em aorta de ratos hipertensos renais / Phenylephrine-induced contractile response is modulated by hydrogen peroxide in renal hypertensive rat aortaSilva, Bruno Rodrigues 01 October 2013 (has links)
A disfunção endotelial, comumente observada em doenças cardiovasculares como hipertensão, é caracterizada por um prejuízo na liberação de fatores vasodilatadores e/ou aumento de fatores vasoconstritores provenientes do endotélio. O desequilíbrio na produção de fatores relaxantes, como o óxido nítrico (NO) e prostaciclina (PGI2), e fatores contráteis, como tromboxano (TXA2), é geralmente associada à excessiva produção de espécies reativas de oxigênio (EROs). Dada a importância do sistema nervoso autonômico simpático para o controle do tônus vascular, esse estudo teve o objetivo de investigar os mecanismos celulares envolvidos na disfunção endotelial na hipertensão renovascular. Avaliamos o papel do endotélio e da produção das EROs, ânion superóxido (O2-) e peróxido de hidrogênio (H2O2), para a resposta contrátil estimulada com agonista 1-adrenérgico fenilefrina e resposta vasodilatadora induzida pelo doador de NO AuNPs-{Ru-4PySH}n em aorta de ratos normotensos (2R) e hipertensos renais (2R-1C). Curvas concentração-efeito para a fenilefrina (PE) e para AuNPs-{Ru-4PySH}n foram construídas em aortas de ratos 2R e 2R-1C com endotélio intacto (E+) e sem endotélio (E-), na ausência (Controle) ou após incubação com o sequestrador de O2- tiron (0,1 ou 1 mmol/L) ou catalase (30, 90, 150 ou 300 U/mL). Curvas concentração-efeito para PE foram construídas na presença de inibidores seletivos e não seletivos para NO-Sintase e ciclooxigenase (COX). A expressão das enzimas eNOS e COX foi avaliada por Western Blot. A produção de GMPc, TXA2 e PGI2 estimulada com PE foi quantificada por Kit imunoenzimático. A produção de NO e EROs em células endoteliais isoladas foi avaliada por citometria de fluxo utilizando as sondas fluorescentes DAF-2DA e DHE, respectivamente. A produção de H2O2 foi avaliada utilizando o Kit Amplex Red. Nossos resultados indicam que a resposta contrátil induzida pela PE sob tensão de repouso de 1,5 g foi reduzida em aorta de ratos 2R-1C E+ comparada a 2R E+. Essa menor resposta contrátil se deve à maior produção de H2O2 e hiperatividade da eNOS em 2R-1C E+. Embora a COX também esteja hiperativa, o efeito do NO prevalece sobre o efeito do TXA2 em aorta de 2R-1C E+ sob 1,5 g de tensão de repouso, mas não sob 3,0 g de tensão. A produção de H2O2 potencializou a resposta vasodilatadora do doador de NO AuNPs-{Ru-4PySH}n em aorta de 2R-1C E- e a hiperatividade da eNOS reduziu seu efeito em 2R-1C E+. / The endothelial dysfunction present in cardiovascular diseases, such as hypertension, is characterized by reduced endothelium-dependent vasodilator response and/or increased contractile response. The imbalance in the production of endothelium-derived relaxing factors, such as nitric oxide (NO) and prostacyclin (PGI2), and contractile factors, such as thromboxane A2 (TXA2) can contribute to endothelial dysfunction. Endothelial dysfunction has also been associated to increased generation of reactive oxygen species (ROS). Since the sympathetic nervous system plays an important role on vascular tone control, the aim of this study was to evaluate the role of endothelium and ROS, superoxide anion (O2-) and hydrogen peroxide (H2O2), involved in the 1-adrenergic agonist phenylephrine induced contractile response on endothelial dysfunction in renovascular hypertension. Furthermore, we evaluated the endothelium and ROS role on the vasodilator effect induced by the NO donor AuNPs-{Ru-4PySH}n in normotensive (2K) and hypertensive (2K-1C) rat aortas, contracted by phenylephrine (PE). Accordingly, concentration-effect curves to PE and AuNPs-{Ru-4PySH}n were performed in endothelium-intact (E+) and endothelium-denuded aorta (E-) from 2K and 2K-1C rat in the absence (Control) or after incubation with the O2- scavenger Tiron (0.1 and 1 mmol/L) or Catalase (30, 90, 150 and 300 U/mL). Concentrationeffect curves to PE were performed in the presence of inhibitors of endothelial Nitric Oxide Synthase (NOS) and Cyclooxygenase (COX). Protein expression of endothelial NOS (eNOS) and COX was evaluated by Western blot. The production of cyclic GMP, TXA2 and PGI2 was quantified by Elisa Kit Imuno enzyme Assay. NO and EROs production was evaluated by flow citometry using the fluorescence probes DAF-2DA and DHE, respectively. The H2O2 production was evaluated by Kit Amplex Red Assay. Our results indicate that the contractile response induced by PE is reduced in 2K-1C E+ aorta as compared to 2K E+ on 1.5 g of rest tension. This reduced response was due to the high production of H2O2 and hyperactivity of eNOS in 2K-1C E+. Although COX activity is increased in 2K-1C rat aorta, the vasodilator effect to NO attenuates the contractile response induced by TXA2 in 2K-1C E+ on 1.5 g but not 3.0 g of rest tension. The H2O2 production potentiated the vasodilator effect induced by AuNPs-{Ru-4PySH}n in 2K-1C E- aorta and the hyperactivity of eNOS reduced its effect in 2K-1C E+ aorta.
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A more detailed view of reactive oxygen species metabolism in the sugarcane and Sporisorium scitamineum interaction / Uma visão mais detalhada do metabolismo de espécies reativas de oxigênio na interação cana-de-açúcar e Sporisorium scitamineumPeters, Leila Priscila 06 October 2016 (has links)
Sugarcane (Saccharum spp) is an important commercial crop cultivated widely in tropical and subtropical countries. Primarily sugarcane is used to produce sugar and recently it is proven to be a valuable resource for bioethanol, biodiesel, bioplastic and bioelectricity. Smut is one of the most serious sugarcane disease and occurs in sugarcane fields all over the world. The disease is caused by the biotrophic fungus Sporisorium scitamineum. The fungus induces metabolic changes in the plant leading to the production of a whip-like structure where fungal sporogenesis take place. The objective of this study was to analyse the reactive oxygen species (ROS) production, antioxidant enzymes activity and expression of genes associated with the ROS metabolism in smut susceptible (IAC66-6) and resistant sugarcane genotypes (SP80-3280). In addition, this work assessed the relationship between antioxidant enzymes and sensitivity of S. scitamineum to exogenous hydrogen peroxide (H2O2). This thesis is presented in the format of two chapters (chapters 2 and 3). In the second chapter, the results revealed that there were variations in the antioxidant system as well as in the ROS production in resistant sugarcane genotype, whereas few changes occurred in the susceptible genotype inoculated with S. scitamineum. Microscopic analysis revealed that S. scitamineum teliospore germination and appressorium formation were delayed during early infection in the smut resistant genotype, which coincided with H2O2 accumulation. In chapter 3, the results demonstrated that S. scitamineum is highly resistant to exogenous H2O2. At 2 mM exogenous H2O2 concentration the fungus presented an effective antioxidant system in response to the secondary products of oxidative stress. Furthermore, S. scitamineum when exposed for a long time at 2 mM exogenous H2O2 concentration it can acquire an adaptive response to H2O2. The results obtained in this study contributed to increase the understanding of this very complex interaction between sugarcane and S. scitamineum and it will be helpful toward understanding which aspects are involved in the resistance to S. scitamineum. These informations are important to create strategies for improving smut resistance in sugarcane. / Cana-de-açúcar (Saccharum spp) é uma importante cultura comercial amplamente cultivada em países tropicais e subtropicais. A cana-de-açúcar é principalmente utilizada para produzir açúcar e recentemente é considerada uma valiosa fonte para produção de bioetanol, biodiesel, bioplásticos e bioeletricidade. O carvão é uma das doenças mais graves da cana-de-açúcar e ocorrem em canaviais do mundo inteiro. A doença é causada pelo fungo biotrófico Sporisorium scitamineum. Este fungo induz mudanças metabólicas na planta, levando a formação de uma estrutura chamada chicote, onde ocorre a esporogênese. O objetivo desse estudo foi analisar a produção de espécies reativas de oxigênio (EROs), atividade de enzimas antioxidantes e a expressão de genes associados ao metabolismo de EROs em genótipos de cana-açúcar susceptível (IAC66-6) e resistente (SP80-3280). Além disso, este trabalho avaliou a relação entre as enzimas antioxidantes e sensibilidade de S. scitamineum a peróxido de hidrogênio (H2O2) exógeno. Esta tese está apresentada no formato de 2 capítulos (capítulos 2 e 3). No segundo capítulo, os resultados revelaram que ocorreram alterações no sistema antioxidante, bem como na produção de EROs no genótipo resistente, enquanto que poucas mudanças ocorreram no genótipo susceptível inoculado com S. scitamineum. Análises de microscopia revelaram que a germinação de teliósporos e a formação de apressórios de S. scitamineum atrasou durante o início da infeção no genótipo resistente ao carvão, coincidindo com o acúmulo de H2O2. No capítulo 3, os resultados demonstraram que S. scitamineum é altamente resistente a H2O2 exógeno. O fungo crescendo na concentração de 2 mM de H2O2 apresentou um eficiente sistema antioxidante em resposta a produtos secundários do estresse oxidativo. Além disso, quando S. scitamineum foi exposto a 2 mM de H2O2 exógeno, ele pode adquirir uma resposta adaptativa ao H2O2. Os resultados obtidos neste estudo contribuíram para aumentar o entendimento dessa complexa interação entre cana e S. scitamineum e será útil para a compreensão de quais aspectos estão envolvidos na resistência a este fungo. Estas informações são importantes para criar estratégias para o melhoramento de cana a essa doença.
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Degradação eletroquímica dos corantes alimentícios amaranto e tartrazina utilizando H2O2 eletrogerado in situ em eletrodo de difusão gasosa (EDG) modificado com ftalocianina de cobalto (II) e cobre (II) / Electrochemical degradation of the amaranth and tartrazine food dyes using H2O2 electrogenerated in situ in modified gas diffusion electrode(GDE) with copper (II) and cobalt (II) phthalocyanineWillyam Róger Padilha Barros 14 August 2014 (has links)
Este trabalho descreve o estudo da geração eletroquímica do H2O2 em eletrólito ácido (H2SO4 (0,1 mol L-1) + K2SO4 (0,1 mol L-1)) e eletrólito alcalino (KOH 1,0 mol L-1) utilizando eletrodo de difusão gasosa (EDG), sendo este fabricado com carbono Printex 6L e modificado com 3,0; 5,0 e 10,0% de ftalocianina de cobalto (II) ou cobre (II). Os experimentos foram realizados em uma célula eletroquímica de compartimento único contendo eletrodo de referência Ag/AgCl, contra eletrodo de Pt e como eletrodo de trabalho foi utilizado o EDG. Nos testes de eletrólise a potencial constante (-0,4 V ≤ E ≤ -1,4 V) durante 90 minutos com O2 pressurizado a 0,2 Bar, a concentração de H2O2 alcançou valor máximo de 178 mg L-1 a - 1,0 V (vs. Ag/AgCl) para o EDG não modificado em eletrólito ácido e em eletrólito alcalino, o valor máximo foi de 3.370 mg L-1 a -1,1 V (vs. Ag/AgCl). Quando incorporada a porcentagem de 5,0% de ftalocianina de cobalto (II) à massa do EGD verificou-se que a concentração de H2O2 alcança valor máximo em 331 mg L-1 a -0,7 V (vs. Ag/AgCl), o que representa um aumento de 86,0% no rendimento da produção de H2O2 em meio ácido, além de uma diminuição de 300 mV no potencial aplicado para formação da espécie oxidante. Para o estudo da degradação eletroquímica foram utilizados os corantes amaranto e tartrazina com concentração de 100 mg L-1. Para o estudo do processo eletro-Fenton homogêneo foram utilizados 0,05; 0,1 e 0,15 mmol de Fe2+ ou Fe3+ e para o processo eletro-Fenton heterogêneo em meio alcalino foi utilizado 0,15 mmol das nanopartículas do tipo Fe3-xCuxO4 (0 ≤ x ≤ 0,25). As eletrólises foram realizadas a potencial constante em -0,7 V (vs. Ag/AgCl) no EDG modificado com 5,0% de ftalocianina de cobalto (II) sob fluxo constante de O2 durante 90 minutos no processo eletro-Fenton homogêneo enquanto no processo eletro-Fenton heterogêneo o EDG não modificado foi utilizado e as eletrólises foram realizadas a -1,1 V (vs. Ag/AgCl). Todos os ensaios eletroquímicos foram realizados em um potenciostato PGSTAT- 302 acoplado a um com módulo de alta corrente BSTR-10A e controlado por meio do software GPES (Metrohm Autolab). As nanopartículas Fe3-xCuxO4 (0 ≤ x ≤ 0,25) foram caracterizadas por Análise de Ativação de Neutrons (AAN), DRX, BET, XPS e MET. As amostras dos corantes foram analisadas por espectrofotometria UV/Vis, cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e teor de carbono orgânico total (COT). Em termos de descoloração, houve uma pequena diminuição no espectro dos corantes quando utilizado H2O2 eletrogerado em meio ácido o que não ocorre na degradação quando utilizado o processo eletro-Fenton homogêneo sendo mais evidente quando utilizado Fe2+, alcançando uma descoloração máxima de 80,0 e 99,2% respectivamente para os corantes amaranto e tartrazina. O decaimento da concentração por CLAE foi bastante eficiente quando utilizado o processo eletro-Fenton, com melhores resultados para Fe2+ e Fe3-xCuxO4 (x= 0,25) sendo a cinética dos processos de pseudo-primeira ordem. Foram identificados os subprodutos formados durante a degradação dos corantes durante o processo eletro-Fenton homogêneo. Os maiores valores de remoção de COT (67,3%) e consumo energético (CE) (370 kwh kg-1 foram obtidos para o processo utilizando íons Fe2+ e as nanopartículas Fe3-xCuxO4 (x=0,25) respectivamente para o corante amaranto. Os valores da concentração de ferro residual solúvel estão dentro do limite permitido segundo a Resolução CONAMA nº 430/2011. Para o processo eletro-Fenton heterogêneo, a concentração de H2O2 residual e consumida diminuiu e aumentou respectivamente com o aumento do valor de \"x\" na espinela da Fe3-xCuxO4 (0 ≤ x ≤ 0,25). / This work describes the electrogeneration of H2O2 study in acidic medium (H2SO4 (0.1 mol L-1) + K2SO4 (0.1 mol L-1)) and alkaline medium (KOH 1.0 mol L-1) using gas diffusion electrode (GDE), being these GDE manufactured with the Printex 6L carbon and modified with percentages of 3.0, 5.0 and 10.0% of cobalt (II) phthalocyanine or copper (II) phthalocyanine. The experiments were performed in an electrochemical cell single compartment containing the reference electrode Ag/AgCl, platinum counter electrode and the working electrode was used the GDE. In tests electrolysis at constant potential (-0.4 V ≤ E ≤ - 1.4 V) for 90 minutes pressurized with O2 at 0.2 Bar, H2O2 concentration reached a maximum value at 178 mg L-1 to -1.0 V (vs. Ag/AgCl) for GDE unmodified in acid electrolyte and alkaline electrolyte, the maximum value was 3,370 mg L-1 at potential -1.1 V (vs. Ag/AgCl).When incorporated percentage of 5.0% of cobalt (II) phthalocyanine to mass GDE, it is verified that the concentration of H2O2 reaches maximum value at 331 mg L-1 at -0.7 V (vs. Ag/AgCl), which represents increase in yield of 86.0% relative to Printex 6L carbon in acidic medium, addition to a decrease of 300 mV at potential applied to the formation of oxidizing species. To study the electrochemical degradation were amaranth and tartrazine dyes with concentration of 100 mg L-1. To study the homogeneous electro-Fenton process were used 0.05; 0.1 e 0.15 mmol de Fe2+ or Fe3+ and to heterogeneous electro-Fenton process in alkaline medium was used 0.15 mmol of Fe3-xCuxO4 (0 ≤ x ≤ 0.25) nanoparticles. The electrolysis were performed at constant potential -0.7 V (vs. Ag/AgCl) in the GDE modified with 5.0% of cobalt (II) phthalocyanine under constant flow of O2 for 90 minutes in the homogeneous electro-Fenton process while in the heterogeneous electro-Fenton process, GDE unmodified was used and the electrolysis were performed at -1.1 V (vs. Ag/AgCl). All electrochemical tests were performed using a potentiostat/galvanostat model PGSTAT 302 coupled to a BSTR-10A current booster and controlled by GPES software (Metrohm Autolab). The Fe3-xCuxO4 (0 ≤ x ≤ 0.25) nanoparticles were characterized by Neutron Activation Analysis (NAA), XRD, BET, XPS and TEM. The samples of the dyes were analyzed by spectrophotometry UV/Vis, high performance liquid chromatography (HPLC) and total organic carbon (TOC). In terms of discoloration, was a small decrease in the spectrum of the dye when used H2O2 in acidic medium which doesn\'t occur in the degradation when used homogeneous electro-Fenton process being more evident when used Fe2+, reaching a maximum discoloration of 80.0 and 99.2% respectively for amaranth and tartrazine dyes. The decay concentration by HPLC was very efficient when using the electro-Fenton process with better results for Fe2+ and Fe3-xCuxO4 (0 ≤ x ≤ 0.25) nanoparticles being the kinetics of the process of pseudo-first order. Were identified by-products formed during the degradation of dyes during the homogeneous electro-Fenton process. The higher values of TOC removal (67.3%) and energy consumption (EC) (370 kWh kg-1) were obtained to process using Fe2+ ions and Fe3-xCuxO4 (x= 0.25) nanoparticle respectively for amaranth dye. The values of residual soluble iron concentrations are within the permissible limit according to CONAMA Resolution nº 430/2011. To the heterogeneous electro-Fenton process, the residual and consumed concentration of H2O2 decreased and increased respectively with increasing value of \"x\" in the spinel of Fe3-xCuxO4 (0 ≤ x ≤ 0.25).
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Estudo da atividade eletrocatalítica de óxidos nanoestruturados de Ru, Ir, Hf e La visando o estudo da reação de redução de oxigênio (RRO) / Study of electrocatalytic activity of nanostructured oxides of Ru, Ir, Hf and La for the study of the oxygen reduction reaction (ORR)Reis, Jonas Batista 04 September 2015 (has links)
Neste trabalho foi estudada a atividade eletrocatalítica dos eletrocatalisadores nanoestruturados de Ru, Ir, Hf ou La suportados em carbono Printex 6L frente à Reação de Redução de Oxigênio (RRO) em meio ácido. Inicialmente analisou-se a influência do Método de Impregnação e dos Precursores Poliméricos (MPP), também conhecido como Pechini para os eletrocatalisadores RuO2/C e IrO2/C. Ficou evidente neste estudo, que os materiais obtidos pelo MPP apresentaram uma maior eficiência de corrente para a eletrogeração de H2O2 quando comparado ao método da Impregnação. Na etapa seguinte, os eletrocatalisadores HfO2/C e LaONO3/C foram preparados apenas pelo MPP. As propriedades estruturais, morfológicas e de superfície foram investigadas por meio das técnicas de caracterização DRX, FRX, MET, XPS e TG. De acordo com os dados de DRX e MET, verificou-se que o método de incorporação do metal no carbono Printex 6L favoreceu a formação dos óxidos nanoestruturados. Ademais, foi verificado que os eletrocatalisadores obtidos pelo método de Pechini apresentam menores tamanho de cristalitos (1 a 5 nm), melhor distribuição dos óxidos sobre a matriz de carbono (menos aglomerados) e menores tamanhos de partículas. O comportamento eletroquímico dos eletrocatalisadores foi avaliado através das voltametrias lineares (curvas de polarização) obtidas pelo eletrodo de disco anel rotatório (RRDE). Os resultados obtidos pelas voltametrias lineares, cálculos de eficiência de corrente de H2O2 (H2O2 %), número total de elétrons trocados (nt) e de Koutecký-Levich mostraram que a incorporação dos eletrocatalisadores (Ru e Ir) no carbono Printex 6L obtidos por ambos os métodos de síntese influenciaram negativamente na eletrogeração de H2O2. Neste caso, os eletrocatalisadores de Ru e Ir apresentaram uma tendência ao mecanismo via 4 elétrons, ou seja, geração de H2O como produto final da RRO. Os resultados mostraram ainda que os eletrocatalisadores contendo maiores teores de Hf, apresentaram maiores eficiência de corrente para H2O2 quando comparado ao carbono Printex 6L, uma vez que o catalisador contendo 15 % de Hf apresentou valores de eficiência de corrente de H2O2 próximos a 80 % e número de elétrons de 2,4. Além disso, foi observado também um deslocamento no potencial de aproximadamente 200 mV para valores mais positivos, o que significa um menor consumo energético em termos de eletrogeração de H2O2. Para os eletrocatalisadores à base de La, a amostra contendo 7% apresentou uma melhor eficiência de corrente de H2O2, com valores próximos a 87% e número de elétrons de 2,3, além de um deslocamento do potencial de aproximadamente 250 mV para valores mais positivos. Pode-se inferir então, que os eletrocatalisadores de Hf e La obtidos pelo método de Pechini são promissores para utilização em Eletrodos de Difusão Gasosa (EDG) visando a eletrogeração in situ de H2O2, visto que apresentam uma tendência a mecanismo via 2 elétrons. / In the present work, the electrocatalytic activity of nanostructured electrocatalysts based on Ru, Ir, Hf or La supported in Printex L6 front of Oxygen Reduction Reaction (ORR) in an acid medium were studied. Initially, the influence of impregnation methods and polymeric precursors (MPP), also known as Pechini for the electrocatalysts RuO2/C and IrO2/C, was analyzed. It was evidenced in this study, that the materials obtained by MPP presented bigger efficiency for H2O2 electrogeneration when compared to the impregnation method. In the following stage, the electrocatalysts HfO2/C and LaONO3/C were prepared only by MPP. The structural properties and surface morphology were investigated by means of the characterization techniques DRX, FRX, TEM, XPS and TG. According to the XRD and TEM data, it was found that the method of metal incorporation in Printex 6L carbon promoted the formation of nanostructured oxides. Moreover, it was verified that the electrocatalysts obtained by Pechini\'s method presented smaller crystallite size (1 to 5 nm), better distribution of the oxides on the carbon matrix (fewer clusters) and smaller particle sizes. The electrochemical behavior of the electrocatalysts were evaluated by linear voltammetry (polarization curves) obtained by rotating ring-disk electrode (RRDE). The results obtained by linear voltammetry, calculations of current efficiency of H2O2 (H2O2 %), total number of exchanged electrons (nt) and of Koutecký-Levich showed that the incorporation of the electrocatalysts (Ru and Ir) in Printex 6L carbon obtained by both methods of synthesis influenced negatively on the electrogeneration of H2O2. In that case, the Ru and Ir electrocatalysts showed a tendency to a 4 electrons mechanism, that is, generation of H2O as final product of the ORR. The results also showed that the electrocatalysts containing higher Hf content, presented higher current efficiency for H2O2 when compared to carbon Printex L6, since that the catalyst containing 15% of Hf presented values of current efficiency for H2O2 around 80% and number of electrons of 2.4. Furthermore, a potential displacement for positive values of approximately 200 mV was also observed which means lower energy consumption in terms of H2O2 electrogeneration. For the La based electrocatalysts, the sample containing 7% showed better current efficiency for H2O2, with values near 87% and number of electrons of 2.3, besides a potential displacement of approximately 250 mV for more values positive. It can be inferred that the Hf and La electrocatalysts obtained by Pechini\'s method are promising for use in Gas Diffusion Electrodes (GDE) aiming in situ electrogeneration of H2O2, since they exhibit a tendency to a mechanism via 2 electrons.
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