Orientador : Profª. Drª. Agnes de Paula Scheer / Coorientador : Prof. Dr. Alexandre Ferreira Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. Defesa: Curitiba, 26/02/2016 / Inclui referências : f.75-83 / Área de concentração: Desenvolvimento de processo químico / Resumo: Os as faltenos são definidos como a classe de compostos insolúveis em n-alcanos(n-heptano, n-hexano), entretanto, são solúveis em aromáticos (tolueno). Através dessa definição conclui-se que os as faltenos podem ser separados em diferentes sub frações. Neste trabalho foi proposta uma metodologia de fracionamento de asfaltenos por adsorção em partículas de sílica (alumina) em três diferentes frações. Foram realizados testes com três diferentes solventes: n-pentano, n-hexano e nheptano,sendo o n-hexano que apresentou melhores resultados na adsorção, o escolhido para a comparação entre dois petróleos de regiões diferentes. O tipo de isoterma de adsorção observada foi a de Langmuir, adsorção em monocamada efetiva. As três frações obtidas, uma não adsorvida e duas adsorvidas, foram analisadas por análises elementares e ressonância magnética nuclear de 1H (1HRMN), espectroscopia na região do infravermelho médio com transformada de Fourier acoplado a refletância total atenuada (ATR-FTIR) e espectrometria de massas de ressonância ciclotrônica de íons por transformada de Fourier com fotoionização à pressão atmosférica (APPI (+) FT-ICR MS). A eficiência do fracionamento sobre a sílica foi comprovada pelas diferenças químicas encontradas entre as frações. Baixa concentração de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos foi observada para as frações adsorvidas (Frações 2 e 3), e o aumento do grau de aromaticidade e relação C/H para a fração não adsorvida (Fração 1). As classes predominantes dos asfaltenos e suas frações foram as de hidrocarbonetos e as classes de N, N2, N2O e NO. Quanto aos compostos nitrogenados, esses também foram extraídos seletivamente e concentrados nas frações polares, frações adsorvidas 2 e 3. De acordo com os resultados encontrados de 1H-RMN todos asfaltenos estudados são consistentes com a estrutura do tipo continental. Palavras - chaves: Asfalte no. Fracionamento. Sílica. APPI (+) FT-ICR MS. / Abstract: Asphaltenes are defined as the petroleum fraction insoluble in n-alkanes (heptane, hexane) and soluble in aromatic solvents (toluene). Such definition implies that asphaltenes are not a homogeneous material but a mixture of fractions. This work proposed a method of asphaltenes fractionation by adsorption onto silica particles (alumina) into three different fractions. It was performed tests with three solvents: pentane-hexane and n-heptane, being n-hexane the one which presented better adsorption results, there for chosen for the comparison of two petrol ums from different regions. The type of adsorption isotherm observed was the Langmuir, monolayer adsorption. The three fraction resulted, one non-adsorbed and two adsorbed, were characterized by elemental analysis and Nuclear magnetic resonance on 1H (1H NMR), Fourier transform infrared spectroscopy coupled to attenuated total reflectance (ATR-FTIR) and spectroscopy and atmospheric pressure photoionization Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (APPIFT-ICR MS). The efficiency of fractionation on silica particles was proven to be successful by chemical differences found between fractions. The low concentration of poly aromatic hydrocarbons was observed for two samples adsorbed onto silica(Fraction 2 and 3), as well as by the increasing of aromaticity degree and C/H ratio for non-adsorbed fraction (Fraction 1). The as phaltenes and the three fractions dominant classes were hydrocarbons, and the N, N2, N2O and NO classes. The nitrogen compounds, these were also extracted selectively and concentrated in the polar fractions, Fractions 2 and 3. In accordance with the results of 1H-NMR all the asphaltenes studied are consistent with the structure of continental type. KEYWORDS: Asphalting. Fractionation. Silica. APPI (+) FT-ICR MS

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-04-09Bitstream added on 2014-06-13T19:35:27Z : No. of bitstreams: 1 mitter_ek_me_rcla.pdf: 1516822 bytes, checksum: 3fde8b311a9cde9a2979893e0502ae2b (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Com a revolução industrial ocorreu o crescimento do setor têxtil, o qual utiliza uma grande quantidade de água nos processos de tingimento e uma ampla variedade de corantes sintéticos. Uma pequena concentração destes corantes no meio ambiente já pode gerar uma poluição altamente visível e indesejável, provendo alterações nos ecossistemas aquáticos. Dentre os processos de remoção de corantes, a adsorção, biossorção e biodegradação apresentam-se como as técnicas mais vantajosas. A adsorção consiste em um processo de transferência de massa na qual se explora a capacidade de certos sólidos em concentrar determinadas substâncias existentes em soluções líquidas. A biossorção envolve interações físico-químicas entre a superfície celular de microrganismos e corantes através de difusão passiva. A biodegradação, por vez, ocorre através de enzimas produzidas por alguns microrganismos que são capazes de degradar a molécula do corante. De forma a aumentar a eficiência destes processos, a imobilização celular permite a reutilização das células imobilizadas, alta resistência mecânica permitindo que os processos metabólicos se realizem em condições dversas. Portanto, este trabalho propôs a imobilização de Saccharomyces cerevisiae em bagaço de cana ativado para promover a biossorção e biodegradação do corante Acid Black 48 (AB48) em solução aquosa. Para isso, o bagaço de cana de açúcar foi tratado com polietilenoimina (PEI), NaOH e água destilada. Concentrações de 0,25, 0,5 e 1 % de uma suspensão de Saccharomyces cerevisiae foram avaliadas para determinar as melhores taxas de imobilização celular. Uma vez estabelecida a imobilização, foram elaborados ensaios de biossorção/adsorção utilizando Saccharomyces... / Along with the industrial revolution, textile sec.tor growth is inserted. These industries use large amounts of water in dyeing processes and a wide variety of synthetic dyes. A small concentration of these dyes in the environment can generate a highly visible and undesirable pollution and also changes in aquatic ecosystems. Among dye removal processes, adsorption, biosorption and biodegradation are the most advantageous techniques. Adsorption is a mass transfer process in which exploits certain solids ability to concentrate other substances dissolved in liquid solutions. Biosorption involves physicochemical interactions between microorganism cell surface dye molecule through passive diffusion. Biodegradation occurs when enzymes produced by certain microorganisms are capable of breaking the dye molecule. In order to increase the efficiency of these processes, cell immobilization allows reuse of the immobilized cells and enables high mechanical strength in which metabolic processes can take place in adverse conditions. Therefore, this study aims the use of Saccharomyces cerevisiae immobilized in activated sugarcane bagasse to promote Acid Black 48 dye (AB48) biodegradation and biosorption in aqueous solutions. In order to achieve these results, sugarcane bagasse was treated with polyethyleneimine (PEI), NaOH and distilled water. Concentrations of 0.25, 0.5 and 1% of a Saccharomyces cerevisiae suspension were evaluated to determine best cell immobilization rates. Once the immobilization was established, biosorption/adsorption assays were developed using immobilized and free yeast cells and only treated sugarcane bagasse, after 2 hours dye contact at 30°C and at pH 2.50, 4.50 and 6 50. After discoloration rate, dye removal and adsorption capacity were determined, best results were established at pH 2.50, and... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003-06Bitstream added on 2014-06-13T19:52:27Z : No. of bitstreams: 1 rizzi_fr_me_botfca.pdf: 760568 bytes, checksum: 593b5e3695547181b8708f035f0a944d (MD5) / Objetivou-se determinar a sorção do herbicida sulfentrazone em três solos: Latossolo Vermelho Distroférrico - textura argilosa; Latossolo Vermelho Distrófico – textura média; e Argissolo Vermelho Amarelo distrófico - textura arenosa/média. Esses foram coletados nas profundidades 0 - 0,2 m e 0,2 - 0,4 m, a fim de diferenciar os teores de matéria orgânica. Outro fator avaliado foi a umidade do solo quando o herbicida foi aplicado. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso com quatro repetições. Os tratamentos foram distribuídos em um esquema fatorial 3 (solos) x 2 (profundidades) e 3 (níveis de umidade no solo). Os três níveis de umidade no solo foram: 1) o herbicida diluído em um volume de água suficiente para umedecer 10 kg de solo seco, elevando a umidade para a capacidade de campo; 2) aplicação do herbicida diluído em um volume de água suficiente para saturar 10 kg de solo seco; 3) o herbicida aplicado em solo seco, usando micro-pipetas para produzir gotas de 10 μg, e depois de 12 h os vasos receberam água suficiente para elevarà capacidade de campo. A dose de sulfentrazone foi 0,6 kg ha-1 (1,2 L ha-1 do produto comercial Boral). Depois de 24 h e 7 dias, foi extraído a solução do solo de cada vaso. A concentração de sulfentrazone na solução do solo foi quantificada em Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE) usando coluna C18 e detecção UV. Os pHs das soluções também foram determinados e seus valores usados para calcular a porcentagem de ionização do herbicida. As informações propiciaram o cálculo de Kd e Koc. Os valores de Kd variaram de... . / The main objective of this research was to study the sulfentrazone sorption in three brazilian soils: “Latossolo Vermelho Distroférrico” an Oxisol with clay texture; “Latossolo Vermelho Distrófico” an Oxisol medium texture; and “Argissolo Vermelho Amarelo distrófico” an Entisol sandy texture. The soil samples were collected in two depth ranges: 0 – 0.2 m and 0.2 – 0.4m. The most remarkable difference between soil samples from the two depth ranges was the higher organic matter content in the surface. The experiment was designed in randomized blocks with four replications. The treatments were displaced in a factorial scheme 3 (soils) x 2 (depth ranges) x 3 (soil humidity levels). The three soil humidity levels were: 1) application of the herbicide diluted in a volume of water enough to humidify 10 kg of air dried soils up o field capacity; 2) application of the herbicide diluted in a volume of water enough to saturate 10 kg of air dried soils; 3) the herbicide was applied to air dried soil, using a micro pipette to produce droplets of 10 μL, and after 12 hours the pots received water enough to reach field capacity. The rate of sulfentrazone was 0.6 kg ha-1 (1.2 L ha-1 of the commercial product Boral). After 24 h and 7 days, it was extracted soil solution from each pot. The concentrations of sulfentrazone in the soil solutions were measured by HPLC using C18 column and UV detection. The pHs of the solutions were also assessed and the values were used to calculate the herbicide ionization percents. The information available allowed to calculate the values of Kd and Koc. The values of Kd and... (Complete abstract, click electronic address below).

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2238.pdf: 2195036 bytes, checksum: 24016f830d2199e2b7ce80a59677423d (MD5) Previous issue date: 2008-08-06 / Universidade Federal de Minas Gerais / The separation of biotechnological products is an area of great economic importance once it represents the majority of the cost of this product. On industrial production of penicillin G (penG), the separation of the antibiotic has been made by extraction on organic solvent. However the decrease on the use of these solvents has become imperative in many chemical processes, caused mainly by environmental issues, which has motivating the pharmaceutical company PRODOTTI S/A, penG producer, on the research of new and less environmental aggressive ways to obtain this substance. Adsorption is one of the methods of concentration/purification most used by the chemical industry and it is based on the attraction exercised over the product (liquid phase) by a solid phase. The project sponsored by UFSCar/Prodotti/FINEP in progress has as one of its aims the study of the technical availability of substitution of extraction of penG by solvents for extraction by adsorption in hydrophobic resins. The penG, which is a weak acid, has therefore a favorable adsorption in low pH values. Nevertheless, penG can degrade itself under such conditions of pH, being required, in this way, adequate conditions for the operation. Therefore, the objective of this assignment was evaluate the influence of pH and temperature on the efficiency on adsorption of penG by hydrophobic resins, seeking conditions for maximum efficiency that do not result in degradation. Initially, it was necessary to develop the methodology that could allowed that analysis of a huge amount of penG samples in culture medium, which means that the penG could be analyzed in the presence of other nutrients and also could be distinguished between the intact and the degradated form. Some methods such as CLAE, iodometric and bioassay were analyzed and the conclusion was the CLAE method was necessary and also was able to quantify the penG s degradation rate. This features allowed the studies of penG s stability when exposed to different value pH and temperatures, the maximum half-life that it was stable in each condition and the time of growth, which means that it was possible to determine the time that the variation in the medium s concentration that did not affect the quantification of penG. Nevertheless, the CLAE method is very expensive to be applied to a large number of samples originated from culture medium. With this in mind, a new methodology was developed based on the complete hydrolysis of penG catalyzed by the penicillin G acilase, and this reaction proved to be precise and reproducible, reasons for being chosen in the later steps of this study. The efficiency of adsorption of penG was evaluated in the resins XAD-4, XAD-7, XAD-761 and activated carbon, and the XAD-4 resin has shown to be the most efficient with little increment of efficiency at pH 4.0 (44%) when compared to pH 6.0 (36%). Therefore, the XAD-4 resin was studied for parameters such as adsorption kinetics and the isotherms of adsorption were determined in different value of pH and temperatures. The Langmuir s isotherm had the best fit into the data collected in all the conditions, with maximum value of qmax = 595.06±51.54 mg penG/g resin, at pH 4 and 4°C. In order to analyze the adsorptions in value of pH lower than 4.0 without the occurrence of penG s degradation that usually occurs at high concentrations of this molecule and at value of pH lower than 4.0, two strategies referring to the adsorption conditions were studied. For the first one, the fermentative broth s pH is adjusted and right after this same broth is maintained in contact with the adsorbent. For the second method, the adsorbent was add to the fermentative broth at a pH of 7.0 and with the adsorption process the pH was reduced until reach the complete adsorption of the penG. The last process showed a better efficiency of adsorption of 0.77g penG/g resin and productivity of 0.31 g penG/g resin/hour at pH 4.0, meanwhile the direct adsorption at pH 4.0 had an efficiency of 0.548g penG/g resin (0.548 g penG/g resin/hour). The second strategy with the gradient is better since it increases the efficiency and decreases the productivity of the process. The results showed that the ideal situation would be to work with pH values even lower than 4, but elevated concentrations of penG will lead to the degradation of the antibiotic in this pH range. The desorption of penG was studied using a technique of experimental planning and analysis such as pH, temperature and composition of mixture water/ethanol. The results showed that to obtain a maximum desorption, the process must be effectuated at 8°C and utilizes as eluent a mixture of 82.5% ethanol and 17.5% water on a pH of 6.2. / A separação de produto biotecnológico é uma área de grande importância econômica, pois representa parcela predominante no custo do produto. Na produção industrial de penicilina G (penG), a separação do antibiótico vem sendo feita por extração em solvente orgânico. Contudo, a diminuição no uso desses solventes vem se tornando imperativa em muitos processos químicos, devido a questões ambientais, o que vem motivando a empresa farmacêutica PRODOTTI S/A, produtora de penG, a buscar rotas menos agressivas ao ambiente. Adsorção é uma das operações de concentração/purificação mais utilizadas na indústria química e é baseada na atração exercida sobre o produto (fase líquida) por uma fase sólida. Projeto conjunto UFSCar/Prodotti/FINEP, em andamento, visa estudar, entre outros objetivos, a viabilidade técnica da substituição da extração com solvente pela adsorção de penG em resinas hidrofóbicas. Sendo um ácido fraco, a adsorção de penG é favorecida em baixos valores de pH. Entretanto, a penG pode se degradar nesses valores de pH, sendo necessário, portanto, se buscar condições adequadas de operação. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência do pH e da temperatura na eficiência de adsorção da penG em resinas hidrofóbicas, buscando condições de máxima eficiência mas que não acarretem sua degradação. Foi necessário inicialmente desenvolver metodologia de análise que permitisse quantificação de grande número de amostras de penG no meio de cultivo, ou seja, na presença de outros nutrientes, bem como discriminasse entre a forma preservada e a degradada. Foram comparados os métodos de CLAE, iodométrico e bioensaio, concluindo-se que CLAE era preciso e quantificava também a degradação, o que permitiu realizar estudos de estabilidade de penG a diferentes valores de pH e temperaturas. Esse método permitiu determinar o tempo máximo em que o antibiótico não degradava em cada condição, bem como o tempo de cultivo e, portanto, que a variação nas concentrações presentes no meio não afetavam a quantificação de penG. Contudo, CLAE é um método caro para estudo envolvendo grande número de amostras provenientes de caldo de cultivo. Desenvolveu-se assim nova metodologia baseada na hidrólise completa da penicilina G, catalisada por penicilina G acilase, que se mostrou precisa, reprodutível e foi por isso utilizada nas etapas seguintes deste trabalho. Avaliou-se a seguir a eficiência de adsorção de pen G das resinas XAD-4, XAD-7, XAD-761 e carvão ativado, verificando-se que XAD-4 era a mais eficiente, com pequena aumento de eficiência a pH 4,0 (44%) quando comparada com pH 6,0 (36%). Para a resina selecionada, XAD-4, foi então investigada as cinéticas de adsorção e determinadas as isotermas de equilíbrio a diferentes valores de pH e temperaturas. A isoterma de Langmuir foi a que melhor se ajustou aos dados experimentais em todas as condições, obtendo-se máximo valor de qmax de 595,06±51,54 mg penG/g resina, a pH 4 e 4 °C. Visando estudar a adsorção a valores de pH menores que 4,0 e evitar a degradação de penG que ocorre quando presente a altas concentrações e valores de pH abaixo de 4,0, estudaram-se duas estratégias de adsorção. Na primeira, o pH do caldo de cultivo foi ajustado e em seguida este foi mantido em contato com o adsorvente. Na segunda estratégia, o adsorvente foi adicionado ao caldo de cultivo a pH 7 e ao longo da adsorção este pH foi reduzido até ser atingida completa adsorção de penG. O processo com gradiente e adição gradativa de resina mostrou eficiência de adsorção de 0,77g penG/g resina e produtividade de 0,31 g penG/g resina/hora, a pH 4,0, enquanto que adsorção direta a pH 4,0 levou a 0,548g penG/g resina (0,548 g penG/g resina/hora). A estratégia em gradiente, pois, aumenta a eficiência e diminui a produtividade do processo. Os resultados mostraram que o ideal seria trabalhar diretamente a valores de pH ainda menores que 4, mas concentrações elevadas de pen G levam à degradação do antibiótico nessa faixa de pH. A dessorção de penG foi estudada utilizando a técnica de planejamento experimental e investigou-se as variáveis pH, temperatura e composição de mistura água/etanol. Os resultados mostraram que para se obter uma máxima dessorção, o processo deve ser realizado a 8oC e utilizar como eluente uma mistura de 82,5 % etanol e 17,5 % água em pH 6,2.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-06-20Bitstream added on 2014-06-13T19:17:16Z : No. of bitstreams: 1 macedo_rs_me_sjrp.pdf: 1014098 bytes, checksum: 22d514f6016c3d545c85ab484bd0c9eb (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / No presente trabalho, estudou-se a interação de cátions metálicos (Cu 2+ , Ni 2+ , Pb 2+ , Cd 2+ ) com sistemas constituídos por argila, bem como sua interação com PVA para verificar as influências destes cátions na formação de hidrogel. Nos experimentos foi utilizada uma variedade de argila denominada bentonita, composta predominantemente pelo argilomineral montmorilonita, previamente fracionada e purificada, e então saturada com cátion sódio. A argila foi caracterizada por métodos de Kjeldahl, análise térmica e infravermelho. Verificou-se a adsorção dos cátions metálicos (Pb 2+ , Cu 2+ ,Cd 2+ ,Ni 2+ ) em sistema de fração leve de bentonita a pH 7,0 utilizando-se de modelos matemáticos de isotermas de adsorção (Langmuir, Freundlich e DRK), obtendo correlação satisfatória para os modelos de Freundlich e DRK . Foi realizado estudo cinético do sistema pela variação do tempo de sonicação, obtendo correlação apenas com a equação de pseudo-segunda ordem. Submetendo-se a dispersão da bentonita leve e purificada previamente substituída com os cátions metálicos (2% (m/v)), a interação com a solução de poli (vinil álcool) (2% (m/v)) foi determinada a proporção e influência dos cátions metálicos na formação do hidrogel. Os cátions metálicos Pb 2+ e Cd 2+ dificultam a intercalação/esfoliação do PVA nas lamelas da argila, enquanto Ni 2+ e Cu 2+ promovem a interação e intercalação do polímero PVA na estrutura da argila contribuindo assim para formação do hidrogel / The present work was studied interaction of metal ions (Cu 2+ , Ni 2+ , Pb 2+ , Cd 2+ ) on clay, as well its interaction with PVA to understand the influence of these cátions in the formation of hydrogel. In this study was used bentonite clay, that have a predominantly montmorillonite clay mineral. This clay was previously fractioned and purified, and then saturated with sodium cation. The clay was characterized using Kjeldahl method, thermal analysis and infrared analysis. In aqueous solution was submitted adsorption of metal ions (Cu 2+ , Ni 2+ , Pb 2+ , Cd 2+ ) on light fraction of bentonite at pH 7.0, using mathematical models of adsorption isotherms (Langmuir, Freundlich and DRK), good correlation was observed for the models of Freundlich and DRK. Kinetic study was conducted by varying the system sonication time, obtaining a correlation significant only to pseudo-second order equation. Was subjected dispersion of metal ions previously adsorbed on light bentonite (2% (w / w)) to interact with the polyvinyl alcohol solution (2% (w / w)) and determined which influences metal cátions on formation of the hydrogel. The adsorption sites in clay mineral what are adsorved the metallic cation and particle size have great influence in hydrogel formation

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-03-06Bitstream added on 2014-06-13T19:17:27Z : No. of bitstreams: 1 soares_iv_me_ilha.pdf: 1133733 bytes, checksum: a19d20f6216ce2f0bbb1477213bb7915 (MD5) / Este trabalho descreve as sínteses e caracterizações de silsesquioxanos organofuncionalizados com tiouréia (T8-Pr-TU), 2,2’-dipiridilamina (T8-Pr-DPA) e 2-Amino-1,3,4-Tiadiazol (T8-Pr-ATD). Os materiais foram caracterizados por: espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), ressonância magnética nuclear 29Si e 13C no estado sólido (RMN) e análise elementar. Nos estudos de batelada para os materiais, foram utilizados os íons metálicos de Cd (II), Cu (II), Ni (II) e Co (II) e os solventes foram água e etanol. Determinou-se a dose de adsorvente na solução e o tempo de equilíbrio, na qual, para o material T8-Pr-TU em todos os meios e metais, a capacidade máxima de adsorção ocorreu em 50 mg de adsorvente, e o equilíbrio de adsorção foi de aproximadamente 9 minutos para todos os solventes e íons metálicos, enquanto que, para o T8-Pr-DPA em todos os meios e metais, a capacidade máxima de adsorção ocorreu com 10 mg de adsorvente e tempo de equilíbrio de 10 minutos; já para o T8-Pr-ATD, independentemente do solvente e dos metais, a capacidade máxima de adsorção foi em 50 mg de adsorvente e tempo de equilíbrio de 10 minutos. Estudou-se ainda a capacidade máxima de adsorção (Nf) para os solventes, na qual a capacidade máxima se deu em meio etanólico > aquoso. O efeito dos contra-íons Cl-, Br- e ClO4- foi estudado para todos os materiais, na qual observou-se que para os três adsorventes a capacidade de adsorção seguiu a seguinte ordem: Cl- > Br- > ClO4-. Em seguida, as isotermas de adsorção foram ajustadas pelos modelos Langmuir, Freundlich, Temkin e Dubinin-Radushkevich (D-R). Para cinética de adsorção dos metais, foram usados três modelos cinéticos como pseudo-primeira-ordem, pseudo-segunda-ordem e Elovich. Os modelos de Langmuir e Elovich foram os mais apropriados para descrever os dados... / This work describes the synthesis and characterization of silsesquioxanes organofuncionalizados with thiourea (T8-Pr-TU), 2,2 '-dipyridylamine (T8-Pr-DPA) and 2-Amino-1,3,4-thiadiazole (T8-Pr-ATD). The materials were characterized by infrared spectroscopy (FTIR), nuclear magnetic resonance 29Si and 13C solid state (NMR) and elemental analysis. In studies to batch materials were used for metal ions of Cd (II), Cu (II), Ni (II) and Co (II) and the solvents were water and ethanol. It was determined the dose of adsorbent in the solution and equilibrium time in which, for the material T8-Pr-TU in all ways and metals, the maximum adsorption capacity observed in 50 mg of adsorbent, and adsorption equilibrium was about 9 minutes for all metal ions and solvents, whereas for T8-Pr-DPA in all ways and metals, the maximum adsorption capacity was 10 mg of adsorbent and equilibration time of 10 minutes, whereas for T8-Pr-DPA, regardless of solvent and metals, the maximum adsorption capacity was 50 mg of adsorbent and equilibration time of 10 minutes. It was also studied the maximum adsorption capacity (Nf) for solvents, in which the maximum capacity was in ethanolic > aqueous. The effect of the counter ions Cl-, Br-and ClO4- was studied for all materials in which it was observed that the three adsorbents for the adsorption capacity followed the order: Cl-> Br-> ClO4-. Then the adsorption isotherm models were fitted by Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin-Radushkevich (DR). For adsorption kinetics of metals, three kinetic models were used as pseudo-first-order, pseudo-second-order and Elovich. The Langmuir model and Elovich were most suitable to describe the data and kinetics of adsorption, respectively, of all materials. From the model isotherm DR, one can calculate the free energy (E)... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Newton Luiz Dias Filho / Coorientador: Rosangela da Silva de Laurentiz / Banca: Maria Ângela de Moraes Cordeiro / Banca: Claudia Andrea Lima Cardoso / Resumo: Neste trabalho o 3(2-amino-1,3,4-tiadiazol) propil sílica gel, ATDSG, foi caracterizado por análise elementar de C, H, e N; área superficial; espectroscopia de absorção na região do infravermelho e RMN de 13 C e de 29 Si. O ATDSG foi utilizado na adsorção de espécies MX2 (M= Cu2+, Co2+ e Ni2+e X = Cl-, Br- e ClO4 -), possibilitando a construção de isotermas de adsorção. O ATDSG apresentou maior adsorção dos sais cloreto de cobre, cloreto de cobalto e cloreto de níquel em meio cetônico do que em etanol e água. Este efeito pode ser atribuído ao fato de que o cátion e o ânion estão mais associados neste solvente. Também é devido a menor polaridade da acetona em relação aos outros dois solventes, reduzindo assim a competição entre o cátion e o solvente pelos sítios de adsorção da superfície, e, portanto facilitando o processo de adsorção. Foram aplicados os modelos de Langmuir, Freundlich, Temkin e Dubinin-Radushkevich (D-R) para o ajuste, via o método de mínimos quadrados, dos dados experimentais de adsorção em equilíbrio. O modelo que obteve maior concordância com os resultados experimentais foi o de Langmuir. Foram testados modelos de cinética de adsorção para as espécies CuCl2 e CoCl2, em meio etanólico, especificamente, os modelos de pseudo-primeira ordem; pseudo-segunda ordem e Elovich. O modelo que melhor se ajustou aos dados experimentais para as espécies CuCl2 e CoCl2 foi o de Elovich e o pseudo-primeira ordem, respectivamente. Analisou-se também o transporte das espécies iônicas CuCl2 e CoCl2 através da superfície do ATDSG, em meio etanólico, pelo mecanismo de difusão, o qual pode ser do tipo difusão pelicular ou difusão intrapartícula. O resultado obtido sugere que a difusão destas espécies iônicas se adequou melhor para o modelo de difusão pelicular / Abstract: In this study 3-(2-amino-1,3,4-thiadiazol)-propyl silica gel ATDSG characterized through elemental analysis of C, H and N; surface area; absorption spectroscopy in the infrared region and NMR of 13 C and the 29 Si ATDSG was used in the adsorption of species MX2 (M = Cu 2+ , Ni2+ and Co2+ and X = Cl-, Br-, and ClO4-), allowing the construction of adsorption isotherms. The ATDSG showed higher adsorption of salts copper chloride, cobalt chloride and nickel chloride in acetone medium than ethanol and water. This effect can be attributed to the fact that the metal ion and counter ion are more associated in this solvent. It is also due to lower polarity of acetone in regarding the other two solvents, thus reducing competition between the metal ion and the solvent by adsorption sites of the surface and therefore facilitating the adsorption process. We applied the models of Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin Radushkevich(DR) to fit, via the method of least squares, experimental data of adsorption at equilibrium. The model we obtained better agreement with experimental results was the Langmuir. We tested models of adsorption kinetics for the species CuCl2 and CoCl2 in ethanolic medium, specifically, the pseudo first-order model, pseudo second order and Elovich. The model that best fitted the experimental data for the species CuCl2 and CoCl2 was the Elovich and the pseudo first-order, respectively. Was also examined the transport of CuCl2 and CoCl2 ionic species across the surface of ATDSG in ethanolic medium by diffusion mechanism, which may be the type pellicular diffusion or intraparticle diffusion. The result obtained suggests that diffusion of these ionic species adapt themselves better to pellicular the diffusion model / Mestre

Orientador: Fabiano Tomazini da Conceição / Banca: Rodrigo Braga Moruzzi / Banca: Amauri Antonio Menegário / Resumo: Alguns elementos são considerados tóxicos, mesmo em baixas concentrações, causando diversos problemas de saúde pública. Dentre os metais tóxicos, o cádmio e chumbo possuem destaque, pois são amplamente utilizados em atividades industriais, podendo provocar contaminação do solo e de águas superficiais e subterrâneas. Diversas alternativas vêm sendo estudadas para a remoção destes metais. A indústria de aluminio gera um subproduto conhecido como lama vermelha, formado em larga escala necessitando de extensa área para sua disposição . Estudos vêm sendo feitos com o objetivo de reduzir a quantidade gerada de rejeitos por meio de tecnologias que possibilitem sua reutilização. Uma alternativa é o uso da lama vermelha como adsorvedor para tratamento de áreas contaminadas e efluentes líquidos, que quando ativada por tratamento térmico e químico tem apresentado aumento das propriedades de adsorção. Assim, na primeira etapa deste trabalho amostras de lama vermelha foram ativadas por tratamento térmico e químico, caracterizadas, obtidas as isotermas de adsorção, utilizando-se os modelos de Langmuir e Freundlich. Posteriormente, foram analisadas a influência de diferentes valores do pH e da temperatura na adsorção e obtidos o tempo de equilíbrio e cinética da reação da adsorção, permitindo quantificar o potencial de adsorção de cádmio e chumbo. A lama vermelha é um material argiloso, com mesosporos e cxom elevado teor alcalino, além de alta condutividade elétrica. Na maior parte dos casos estudados neste trabalho, as amostras foram melhores descritas pelo modelo de Freundlich, sendo que a alma vermelha ativada termicamente a 400ºC apresentou a melhor capacidade de adsorção, 0,96 m/mol/g de Cd2+ e 2,93 mmol/g de Pb2+. Em todos os casos, a maior eficiência de adsorção ocorreu em pH próximo a 7, o tempo de equilíbrio foi próximo a 420 minutos, a cinética da reação obedeceu melhor ao modelo de pseudo... / Abstract: Some elements are considered toxic, even in low concentrations, causing many public health problems. Among the toxic metals cadmium and lead have highlighted, as they are widely used in industrial activities, can cause contamination of soil and surface water and groundwater. Several alternatives are being studied for the removal of these metals. The aluminum industry generates a by-product known as red mud, formed large-scale requiring large area for your disposal. Studies have been made in order to reduce the amount of waste generated through technologies that will enables their reuse. An alternative is the use of red mud as adsorbent for treating contaminated liquids and waste areas, which when activated by heat and chemical treatment have shown increased adsorption properties. Thus, in the first step of this work red mud samples were activated by heat and chemical treatment, characterized the adsorption isotherms obtained using the Langmuir model and Freundlich. Subsequently, we analyzed the effect of different values of pH and temperature in the adsorption and obtained time balance and adsorption kinetics of the reaction, allowing to quantify the adsorption potential of cadmium and lead. The red mud is a clay material with mesoporous and high alkaline content, and high electrical conductivity. In most cases studied, the samples were best described by the Freundlich model, and the red mud thermally activated 400ºC showed the best adsortpion capacity 0.96 mmol/g Cd2+ and 2.93 mmol/g Pb2+. In all cases, the greater adsorption efficiency occurred at pH around 7, the equilibration time was close to 420 minutes, the reaction kinetics followed best to the pseudo second order model and endothermic reaction occurred / Mestre

Orientador: Edvaldo Aparecido Amaral da Silva / Banca: João Nakagawa / Banca: Denise Garcia de Santana / Resumo: Não é particularidade de Bowdichia virgilioides Kunth. apresentar sementes com variações na tonalidade do tegumento, porém para essa espécie, o gradiente entre tons claros e escuros tem relação direta com o capacidade de absorção de água das sementes. A relação da coloração do tegumento com a permeabilidade das sementes da espécie e os reflexos na capacidade, tempo e sincronia da germinação é um dos objetivos da pesquisa. Outro objetivo foi relacionar a coloração com formação de plântulas a partir de sementes submetidas a tratamentos pré-germinativos. Sementes coletadas entre 2009 e 2011 formaram cinco amostras com tegumentos amarelados/alaranjados (A1), alaranjados (A2), alaranjados/avermelhados (A3), avermelhados (A4) e vermelho-ferrugíneos (A5). Três anos após a última coleta, 20 sementes de cada amostra previamente embebidas sob papel umedecidos e incubadas a 25 ºC foram individualmente pesadas a cada 1 ou 2 horas por até 7 dias. Além desse, dois experimentos independentes de germinação foram conduzidos sob luz branca fluorescente contínua a 25 oC com quatro repetições de 25 sementes em delineamento inteiramente casualizado, avaliando-se a protrusão de radícula por 65 dias e a formação de plântulas a cada 7 dias por 49 dias. No primeiro experimento, os tratamentos corresponderam às amostras A1, A2, A3, A4, A5 e no segundo foram formados pelo fatorial 5 x 2 (amostras x tratamentos pré-germinativos: químico e térmico). Do gradiente entre tegumentos amarelados/alaranjados aos vermelho-ferrugíneos ocorreram acréscimos na absorção de água, sendo mais acentuados à medida do grau de escurecimento. As taxas de mortalidade superiores a 40%, principalmente das sementes com tegumento vermelho-ferrugíneo, reduziram a germinação das sementes que atingiu apenas 55%. A germinação tardia estimada em cerca de 20 dias para início e 55 dias para o ... / Abstract: It's not particularity of Bowdichia virgilioides Kunth to show seeds with variations in tone of the integument, but for this specie, the gradient between light and dark tones is directly related to the absorption capacity of water of the seeds. The relationship between integument coloration with the permeability of the seeds of the species and the impacts on capacity, time and sync germination is one of the research objectives. Another objective was to relate the color with the formation of seedlings from seeds that undergone pre-germination treatments were the research objectives. Seeds collected between 2009 and 2011 formed five samples with yellow / orange integument (A1), orange (A2), orange / reddish (A3), reddish (A4) and red-rustiness (A5). Three years after the last collection, previously soaked in 20 seeds moistened paper and incubated at 25°C were individually weighed every 1 or 2 hours up to 7 days. In addition to this, two experiments independent of germination were conducted under continuous fluorescent white light at 25ºC with four replications of 25 seeds in a randomized design, evaluating the protrusion of radicle for 65 days and the formation of seedlings every 7 days for 49 days. In the first experiment, the treatments were the samples A1, A2, A3, A4, A5 and the second were formed by the factorial 5 x 2 (x samples pre-germination treatments: chemical and thermal). The gradient between yellowish / Orange to red integuments occurred rustiness increases in water absorption, being more pronounced as the degree of darkening. The mortality rates of over 40%, mainly seeds with red-ferrugíneo husk, reduced seed germination reaching only 55%. The late germination estimated at approximately 20 days to the beginning to 55 days for the end, the intervals of 2 to 3 days with no occurrence of germination and the low synchrony characterized the germination of species as irregular and ... / Mestre

Orientador: Newton Luiz Dias Filho / Banca: Tsunao Matsumoto / Banca: Enes Furlani Junior / Banca: Cláudio Teodoro de Carvalho / Banca: Claudia Andrea Lima Cardoso / Resumo: No presente estudo, a nanoplataforma de oligosilsesquioxano foi organofuncionalizada com a molécula 5-Amino-1,3,4-Tiadiazol-2-Tiol, resultando no material denominado POSS-ATT. O POSS-ATT foi caracterizado através das técnicas de microscopia eletrônica de varredura-EDX, e espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier. Foram analisados os parâmetros que afetam o comportamento, no processo de adsorção, do POSS-ATT, tais como o pH e o tempo para o equilíbrio cinético. Os resultados evidenciaram que o POSS-ATT apresentou-se mais eficiente para pH maior que 5,32, e o tempo de contato necessário para o equilíbrio na adsorção dos íons em solução aquosa foi de 20 minutos para o Ni(II), Zn(II), e de 30 minutos para o Fe(III), Cu(II) e Pb(II). Os dados experimentais obtidos na cinética química foram descritos usando os modelos de cinética pseudo-segunda ordem e de difusão intrapartícula. O POSS-ATT foi aplicado na adsorção de íons metálicos Cu(II), Ni(II), Zn(II), Pb(II) e Fe(III) em solução aquosa através dos processos de batelada e em coluna de leito fixo. Os dados experimentais de adsorção em batelada foram melhor ajustados ao modelo de Langmuir quando comparados aos modelos de Freundlich e de Temkin. Adicionalmente, a capacidade do POSS-ATT foi avaliada na adsorção, dessorção e regeneração utilizando-se solução aquosa de alimentação contendo os referidos íons através do processo de coluna de coluna de leito fixo. A capacidade de adsorção pelo processo de coluna de leito fixo do POSS-ATT deu-se na seguinte sequência Fe > Cu > Ni > Zn > Pb. Testou-se a capacidade de adsorção do Fe(III) sobre o POSS-ATT variando-se a concentração da solução, o fluxo de alimentação e o tamanho médio das partículas. Os dados experimentais obtidos pelo processo de adsorção em leito fixo se ajustaram melhor ao modelo de Yoon-Nelson quando comparados aos modelos de... / Abstract: In this study the oligosilsesquioxane nanoplatform was organofunctionalized with 5-amino- 1,3,4-thiadiazole-2-thiol molecule, resulting in a material so called POSS-ATT. POSS-ATT was characterized through techniques of electron microscopy EDX scan, infrared spectroscopy and Fourier transform. Parameters that affect behavior were analyzed, in the adsorption process, for POSS-ATT, such as pH and time to reach kinetic equilibrium. Results obtained showed that the POSS-ATT is more efficient for pH higher than 5.32 and the contact time needed to achieve equilibrium in adsorption of ions in aqueous solution was 20 minutes for Ni (II), Zn (II) and 30 minutes for Fe(III), Cu(II) and Pb(II). The experimental data obtained for chemical kinetics have been described using pseudo-second order and intraparticle diffusion kinetic models. The POSS-ATT was applied to adsorption of metallic ions Cu (II), Ni (II), Zn (II), Pb (II) and Fe (III) in aqueous solutions via batch processes and fixed bed column. The experimental data for adsorption in batch were better adjusted to the Langmuir model when compared to the models of Freundlich and Temkin. Additionally, the ability of POSS-ATT was evaluated in the adsorption, desorption and regeneration using aqueous feed solution containing mentioned ions through the packed bed column process. Adsorption capacity, by fixed bed column process, of POSS-ATT occurred in the following order Fe> Cu> Ni> Zn> Pb. It was tested the adsorption capacity of Fe (III) by POSS-ATT varying solution concentration, flow feed rate and average particle size. The experimental data obtained for the adsorption process in fixed bed fitted best to the model Yoon-Nelson when compared to models of Clark and Bohart-Admas / Doutor