No presente trabalho o grafite foi incorporado a uma rede polimérica de poli(dimetilsiloxano) (PDMS) funcionalizada com grupo amino para se obter um novo material eletródico e estudado na determinação de cobre. Para tal, uma rede polimérica funcionalizada foi preparada com PDMS, 3-aminopropiltrimetoxisilano (APTMS), tetraetilortosilicato (TEOS) e a adição de grafite. Foram preparados materiais com diferentes quantidades de PDMS, 0, 3, 6, 12 e 18 % em massa, e com estes materiais foram confeccionados eletrodos que foram designados como E0, E3, E6, E12 e E18. Vale destacar que no preparo dos eletrodos E3, E6, E12 e E18 não foi necessário o uso de agente aglutinante, pois o PDMS já contribui para a formação de uma pasta compacta e consistente. Os materiais sintetizados foram caracterizados por Análise Termogravimétrica (TGA) e Espectroscopia na Região do Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), sendo verificado a formação da rede polimérica proposta. As propriedades condutoras dos eletrodos preparados foram avaliadas por Voltametria Cíclica (CV) com a utilização de [Fe(CN)6]3-/4- como molécula sonda. Os eletrodos E0 e E6 foram os que apresentaram melhores respostas voltamétricas frente ao estudo com a molécula sonda, entre elas menor diferença de potencial anódico e catódico, razão de corrente anódica e catódica próxima a 1 e também maiores intensidades de correntes de pico. Em virtude disso, com estes eletrodos foram realizados estudos de Voltametria Cíclica e Voltametria de Onda Quadrada para determinação de cátions Cu2+ em solução aquosa e na aplicação de análise em amostra de cachaça artesanal, e ambos eletrodos mostraram resultados satisfatórios na determinação de Cu2+. Os eletrodos ainda apresentaram uma especificidade para os íons Cu2+ uma vez que na presença de outros íons como Zn2+, Pb2+ e Ni2+ não apresentaram pico de corrente. Em vista destes fatores, os materiais sintetizados, especialmente E0 e E6 apresentaram características condutoras e também capacidade para serem usados como sensor eletroquímico, na detecção de íons cobre em solução aquosa e também em aguardentes de cana. / In this work the graphite was incorporated to polydimethylsiloxane (PDMS) functionalized with amino group in order to obtain a new electrodic material to be used in copper determination. The functionalized polymeric net was prepared using PDMS, 3-aminopropyltrimethoxysilane (APTMS), tetraethylorthosilicate (TEOS) and graphite. It were prepared materials using different quantities of PDMS (0, 3, 6, 12 and 18 % weight) that were used in electrode preparation named E0, E3, E6, E12 and E18. Except for E0, in all others electrodes, the use of the binding agent was unnecessary, since the PDMS contribute to the compact and consistent paste formation. The synthesized materials were characterized using thermogravimetric analysis (TGA) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) to verify the polymeric net formation. The electrochemical action of the electrodes were checked using cyclic voltammetry (CV) using [Fe(CN)6]3-/4- as electroactive species. The E0 and E6 electrodes presented the better voltammetric behavior with lower difference of the anodic and cathodic current peak potential, anodic and cathodic current ratio approx. 1 and higher faradaic current. Therefore, E0 and E6 were used in the Cu2+ determination by CV and square wave voltammetry (SWV) in aqueous solution and in a handmade cachaça. Both, E0 and E6 electrode, showed satisfactory results for Cu(II) determination. These electrodes presented specificity for Cu2+ in the presence of Zn2+, Pb2+ and Ni2+ that do not showed their characteristic current peak. These results indicated that the developed electrodes, mainly E0 and E6, are conductive and are able to be used as a electrochemical sensor in Cu2+ determination in aqueous solution and in cachaça. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Submitted by Guilherme Arroyos null (guiarroyos@gmail.com) on 2018-03-20T14:13:03Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO GUILHERME ARROYOS.pdf: 8526991 bytes, checksum: f3c3ac9d633deb1a24a357f7c55b9819 (MD5) / Rejected by Ana Carolina Gonçalves Bet null (abet@iq.unesp.br), reason: Prezado Guilherme Arroyos, Solicitamos que realize a correção na submissão seguindo a orientação abaixo: Inclusão da Ficha Catalográfica no trabalho. Agradecemos a compreensão. on 2018-03-23T14:03:32Z (GMT) / Submitted by Guilherme Arroyos null (guiarroyos@gmail.com) on 2018-03-23T14:10:47Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO FINAL.pdf: 8591215 bytes, checksum: 599b8b89fcdc4e3ee1ee1be2261729c1 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Carolina Gonçalves Bet null (abet@iq.unesp.br) on 2018-03-23T17:23:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 arroyos_g_me_araiq_int.pdf: 8520705 bytes, checksum: 750f8f7bf0f7ffed7bba14f02afd5cf0 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-23T17:23:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arroyos_g_me_araiq_int.pdf: 8520705 bytes, checksum: 750f8f7bf0f7ffed7bba14f02afd5cf0 (MD5) Previous issue date: 2018-03-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Segundo a IUPAC, MOFs (Metal-Organic Frameworks) são definidos como polímeros de coordenação com uma estrutura aberta contendo cavidades potencialmente vazias. As MOFs podem ser sintetizadas utilizando íons lantanídeos como centros metálicos (LnMOFs) e por essa razão, apresentam luminescência somada às demais propriedades desta classe de materiais porosos. Dentro desse contexto, o objetivo deste trabalho foi a obtenção de LnMOFs visando aplicação na área de sensoriamento químico via luminescência. Os compostos foram sintetizados a partir dos cloretos de térbio (III), európio (III) e samário (III) hexahidratados (precursores metálicos) e dos ligantes ácidos malônico e 3,5-pirazoldicarboxílico. Os compostos de térbio e ligantes foram sintetizados em diferentes pHs, sendo que os valores iguais a 2, 4 e 5 conduziram a formação dos materiais TBM2, TBM4 e TBM5, respectivamente. Os sólidos de európio e samário foram sintetizados em pH igual a 5 (compostos EUM5 e SMM5, respectivamente). As sínteses foram realizadas utilizando micro-ondas e estufa solvotérmica. As amostras TBM4 e TBM5 obtidas via micro-ondas se organizam na forma de partículas com tamanhos entre 0,5 - 2 μm e morfologia esférica. Ensaios de caracterização demonstraram que se tratava do mesmo composto, exceto uma maior rugosidade nas partículas do TBM5. A cristalinidade do material foi baixa devido ao curto tempo de síntese, no entanto utilizando síntese solvotérmica (mais lenta) foi possível aumentar a cristalinidade. Há bandas características de ambos os ligantes na espectroscopia vibracional no infravermelho, assim como os deslocamentos de bandas ocasionados pela coordenação ao íon metálico. O composto apresentou boa estabilidade térmica, iniciando sua decomposição na temperatura de 455 °C. O material também apresentou intensa emissão de luz verde quando exposto à radiação ultravioleta. Esta propriedade de luminescência foi utilizada para os testes de sensoriamento de gás carbônico e íons cobre (II), apresentando variações na intensidade de emissão após exposição aos analitos. Após exposição ao CO2, a intensidade de luminescência aumentou, enquanto que após exposição ao Cu2+ a intensidade diminuiu, conforme a concentração. O composto EUM5 apresentou baixa intensidade de luminescência e o SMM5 não apresentou emissão de luz. O composto TBM2 via síntese solvotérmica foi obtido na forma de monocristais luminescentes. A técnica de difração de raios-X de monocristal elucidou a estrutura do material, onde foi possível observar que o ligante ácido malônico não coordenou neste caso. Foi investigada ainda nesse trabalho a influência da rota sintética e de alguns parâmetros experimentais (concentração dos reagentes, uso de modulador de coordenação) no tipo de produto formado. / According to IUPAC, MOFs (Metal-Organic Frameworks) are coordination polymers with an open structure containing potentially empty voids. MOFs can be synthesized using lanthanide ions as metal centers (LnMOFs) and therefore have luminescence added to the other properties of this porous materials class. In this context, the objective of this work was to obtain LnMOFs for chemical sensing application via luminescence. The compounds were synthesized from terbium (III), europium (III) and samarium (III) chlorides hexahydrates (metal precursors) and the malonic and 3,5-pyrazoledicarboxylic acid linkers. The compounds with terbium plus linkers were synthesized at different pHs, with values of 2, 4 and 5 leading to the formation of TBM2, TBM4 and TBM5 materials, respectively. The europium and samarium solids were synthesized at pH = 5 (compounds EUM5 and SMM5, respectively). The syntheses were microwave and solvothermic assisted. The TBM4 and TBM5 samples via microwave-assisted synthesis are organized in the form of particles with sizes between 0.5 - 2 μm and spherical morphology. Characterization tests showed both are the same compound, except for a greater roughness in the TBM5 particles. The crystallinity of the material was low due to the short synthesis time; however, by using solvothermic-assisted synthesis (slower) it was possible to increase the crystallinity. There are characteristic bands of both ligands in the infrared vibrational spectroscopy, as well as band displacements caused by coordination to the metal ion. The compound presented good thermal stability, initiating its decomposition at the temperature of 455.7 °C. The material also showed intense green light emission when exposed to ultraviolet radiation. This luminescence property was investigated for the carbon dioxide and copper (II) sensing tests, showing variations in emission intensity after exposure to analytes. After exposure to CO2, the intensity of luminescence increased, while after exposure to Cu2+ the intensity decreased, depending on the concentration. The compound EUM5 showed low luminescence intensity and SMM5 did not show emission. The TBM2 compound obtained via solvothermic synthesis organized itself in the form of luminescent single crystals. The single crystal X-ray diffraction technique elucidated the structure of the material, where it was possible to observe that the malonic acid binder did not coordinate in this case. The influence of the synthetic route and some experimental parameters (reagent concentration, use of coordination modulator) on the type of product were also investigated.

This work proposes the determination of Cu2+ ions in samples of Brazilian sugar spirit (cachaça), using a flow injection analysis system coupled with chemiluminescent detection. The detection is based on the catalytic effect of Cu2+ ions on the oxidation reaction of the compound 3-Aminophthalhydrazide (luminol) by hydrogen peroxide in basic medium. The formation of unstable intermediate excited state was monitored in arbitrary unit of measure. The FIA system was coupled with a mini-column containing silica functionalized to pre-concentration the ions Cu2+, aiming to ensure greater selectivity and sensitivity. Studs were realized to optimization of experimental conditions of flow system and the parameters of better sensitivity and selectivity were selected. The curve of calibration was obtained and linear work range was 1,0 and 9,0 mg L-1 to copper ions with equation S = 5,3189 (± 0,2874)C + 0,1814(± 1,5255) and correlation coefficient (r) = 0,9992 and detection limit of 0,4024 mg L-1. The accuracy of proposed method was evaluated though eight consecutive injections of a standard copper ions containing 0,5 mg L-1. The activation of mini-column was performed after each eight cycle of pre-concentration with injection of 76,9 μL of hydrochloric acid solution across of mini-column. Each complete cycle of injection of sample and elution delay 10 minutes in proposed conditions. Regardless of large time for each cycle was relatively high, low concentrations can be detected by use of this proposed methodology and the use of mini-column pre-concentration improve great selectivity / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho é proposto a determinação de íons Cu2+ em amostras de cachaça, utilizando um sistema de análise por injeção em fluxo, associado à detecção quimiluminescente. A detecção é baseada no efeito catalítico dos íons Cu2+ sobre a reação de oxidação do composto 3-aminoftalhidrazida (luminol) por peróxido de hidrogênio em meio básico. A formação do intermediário instável (emissor) foi monitorada em unidade arbitrária de medida. Ao sistema FIA foi acoplado uma mini-coluna contendo sílica funcionalizada para pré-concentrar os íons Cu2+ e com isso garantir maior seletividade e sensibilidade. Foram realizados estudos de otimização das condições experimentais do sistema em fluxo sendo escolhidos os parâmetros associados à maior sensibilidade e melhor seletividade. A curva de referência obtida para análise da amostra real apresentou faixa linear de trabalho entre 1,0 e 9,0 mg L-1 com a seguinte equação da reta S = 5,3189(±0,2874)C + 0,1814 (±1,5255); r = 0,9992; LD = 0,4024 mg L-1. A precisão do método proposto foi avaliado através de oito injeções consecutivas de um padrão de íons cobre contendo 0,5 mg L-1. A ativação da mini-coluna foi executada após oito ciclos de pré-concentração com eluição de 76,9 μL de HCl 5,0.10-4 mol L-1 através da mesma. Cada ciclo completo de injeção e eluição da amostra levaram 10 minutos nas condições propostas. Apesar do tempo de cada ciclo ser relativamente alto, baixas concentrações pode ser detectada utilizando-se essa técnica

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-08-12T12:30:57Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese de Doutorado Josemar Guerra.pdf: 4223686 bytes, checksum: 5ef7d536e636cc8daf52f5ee42c401f1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-12T12:30:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese de Doutorado Josemar Guerra.pdf: 4223686 bytes, checksum: 5ef7d536e636cc8daf52f5ee42c401f1 (MD5) Previous issue date: 2015-10-15 / FINEP / ANP / PRH28 / Os derivados de petróleo são largamente empregados na geração de energia em todo o mundo. Por serem constituídos por diversos componentes, seus derivados podem ser empregados como matéria-prima em várias áreas industriais. No processamento do petróleo e no uso de seus derivados identificam-se inúmeras possibilidades de contaminação ao meio ambiente. Os resíduos líquidos gerados nas indústrias petroquímicas possuem diferentes composições químicas que inclui óleos e graxas, benzeno, tolueno e metais pesados, tais como níquel, cádmio, cobre e chumbo. Diante disso, as indústrias buscam, cada vez mais, ajustar os processos existentes através da adoção de procedimentos que visam diminuir a geração de resíduo e uma maior remoção de elementos tóxicos dos efluentes. Assim, este trabalho estudou a utilização de argilas esmectitas in natura e tratadas como adsorventes no processo de adsorção para remoção de poluentes orgânicos e de íons metálicos presentes em efluentes gerados nas indústrias de petroquímicas. A argila esmectita foi empregada no processo de adsorção dos compostos orgânicos benzeno e tolueno e no processo de troca catiônica para a remoção dos íons de metais pesado Cu+2 e Pb+2 como um processo de pós-tratamento para efluentes de refinaria. A partir do tratamento químico da argila esmectita policatiônica (argila chocolate) in natura com carbonato de sódio foi alcançada uma boa troca de íons de cálcio e magnésio por íons de sódio. Com o tratamento observou-se um aumento do número de íons trocáveis de 81,34 meq/100g para 89,39 meq/100g. Pode-se considerar que as argilas apresentam uma estrutura em que os poros são classificados como mesoporosos. Os experimentos de adsorção e de troca catiônica foram realizados em batelada empregando as argilas sódicas como adsorventes no estudo cinético e de equilíbrio. Os resultados obtidos a partir do modelo de equilíbrio de Langmuir-Freundlich indicaram que a argila sódica apresentou capacidade adsortiva perante o benzeno e o tolueno de 7,28mg/g e 7,39mg/g, respectivamente. Para os íons Cu+2 e Pb+2 foi aplicado o modelo de troca Catiônica o qual indicou uma capacidade de 0,99mg/g e 1,10mg/g para os íons Cu+2 e Pb+2, respectivamente. Além disso, o comportamento das análises cinética mostrou que as constantes cinéticas obtidas para o benzeno e tolueno apresentaram os valores de 0,0016 L/mg.min e 0,019 L/mg.min, respectivamente. Para os íons Cu+2 e Pb+2 em argila sódica as constantes cinéticas foram de 0,049 L/mg.min e 0,063 L/mg.min, respectivamente. / The oil derivatives are widely used in power generation throughout the world. For be constituted of several components, their derivatives can be used as raw materials in various industrial areas. In the oil processing and in the use of their derivatives are identified numerous possibilities for contamination to the environment. Liquid wastes generated in the petrochemical industries have different chemical compositions that include oils and greases, benzene, toluene, and heavy metals such as nickel, cadmium, copper and lead. Before that, the industries has been seeking, increasingly, adjust the existing processes by adopting procedures to reduce the generation of waste and to reach a greater removal of toxic elements effluent. This work has studied the use of smectite clays in natura and treated as adsorbents in the adsorption process for removing organic pollutants and metal ions present in wastewater generated in the petrochemical industries. The smectite clay was used in the adsorption of organic compounds benzene and toluene and the cation exchange process for the removal of heavy metal ions Cu+2 and Pb+2 as a post-treatment process for refinery effluents. From the chemical treatment of chocolate clay in natura with sodium carbonate has been achieved a good exchange of calcium and magnesium ions for sodium ions. With treatment there was an increase in the number of exchangeable ions of 81.34 meq/100g to 89.39 meq/100g. It can be considered that the clays have a structure in which the pores are classified as mesoporous. The adsorption and cation exchange experiments were conducted in batch mode using the sodium clays as adsorbents in the kinetic and equilibrium study. The results obtained from the Langmuir-Freundlich equilibrium model indicated that sodium clay adsorptive capacity presented to the benzene and toluene 7,28mg.g-1 and 7,39mg/g, respectively. For Cu+2 and Pb+2 ions was applied to the ion exchange model which indicated a capacity of 0,99mg.g-1 and 1,10mg.g-1 for Cu+2 and Pb+2 ions, respectively. Moreover, the behavior of the kinetic analysis showed that the kinetic constants obtained for benzene and toluene showed values of 0.0016 L.mg-1.min-1 and 0.019 L.mg-1.min-1 respectively. For Cu+2 and Pb+2 ions in sodium clay the kinetic constants were 0.049 L.mg-1.min-1 and 0.063 L.mg-1.min-1, respectively.