[pt] A presença de boro nas águas em geral tem se incrementado de forma contínua e paralela ao desenvolvimento industrial. Da mesma forma, os efeitos prejudiciais aos organismos vivos tem aumentado, especialmente sobre as plantas onde a faixa entre a deficiência e a toxicidade é muito curta. No presente trabalho foi investigado o efeito das diferentes variáveis de operação, na cinética e na termodinâmica de um processo de adsorção de boro com MgO a partir de águas e efluentes gerados na produção de petróleo. Os resultados obtidos mostram que o processo de adsorção é viável, e alcança eficiências em torno de 80% (em pH = 10; concentração de MgO-500 = 40 g.L(-1) (área superficial = 1259 m2), temperatura = 25oC, agitação =150 rpm e tempo = 60 min.). O processo é fortemente influenciado pelo pH, e também pela área superficial (tamanho de partícula) do adsorvente, concentração inicial do boro, salinidade da solução, e pela a presença de outros íons na solução. A temperatura também tem um efeito positivo no processo. A remoção de boro com MgO foi quantitativamente avaliada usando isotermas de adsorção.. Verificou-se que o processo se ajusta melhor à isoterma de Freundlich. A constante da isoterma de Freundlich, Kad (mg.g(-1)) = 0,57 foi maior em comparação a outras Kad obtidas na adsorção de boro com outros adsorventes. Finalmente, os parâmetros cinéticos e termodinâmicos do processo calculados indicam que o processo acontece de forma espontânea e é cineticamente bem representado por um modelo de pseudo segunda ordem. / [en] The presence of boron in waters has increased continually and in parallel to the industrial development. And also, the harmful effects to the organisms and living creatures has increased as well, especially on plants, where the gap between the deficiency and the toxicity is very short. In the present work it was investigated the effects of different operating variables in, the kinetics and in the thermodynamics of a process of boron adsorption with MgO from wastewaters generated in the production of oil. The results show that the adsorption process is feasible, and reaches efficiencies around 80%, in the following conditions: pH = 10; MgO-500 concentration = 40 g.L(-1) (surface area: 1259 m2); temperature: = 25oC; stirring = 150 rpm and time = 60 min. The process is strongly influenced by pH, and also by the superficial adsorbent area (particle size), initial concentration of boron, salinity of the solution, and the presence of others ions in the solution. The temperature also has a positive effect in the process. The removal of boron with MgO was evaluated quantitatively using adsorption isotherms. It was shown that the process is better adjusted by the Freundlich isotherm. The constant of the Freundlich isotherm, Kad (mg.g(-1)) = 0,57 was bigger in comparison to other Kad gotten in the adsorption of boron with other adsorbents. Finally, the kinetic and thermodynamic parameters of the process indicate that the process is spontaneous, and is kinetically well represented by a pseudo second-order model.

O presente estudo teve como objetivo selecionar procedimentos de purificação de óleos vegetais, com enfoque na desacidificação, comparando a eficiência de métodos de refino alternativos (adsorção e extração liquido-liquido) com o convencional (alcalino). Para tanto, foram utilizados óleos com baixo impacto na cadeia alimentícia, como óleo de andíroba e óleo de macaúba, visando contribuir para a ampliação de matérias-primas lipídicas na produção de biodiesel. A triagem do método de purificação mais adequado foi baseada na redução de ácidos graxos livres, na quantidade recuperada de matéria-prima após o refino e na qualidade do biodiesel gerado. Adotando óleos com diferentes teores de ácidos graxos livres, óleo de andíroba (17,7%) e óleo de macaúba (7,9%) a desacidificação por adsorção, empregando diferentes adsorventes foi excluída com base nos baixos valores de desacidificação (<34,1%) e de recuperação em massa de óleo (22,2-43,1%). A acidez mais elevada do óleo de andíroba se mostrou como um fator limitante adicional, portanto, o uso deste óleo foi eliminado para as etapas posteriores de triagem. Em contrapartida, o refino por extração liquido-liquido (ELL) usando etanol como solvente forneceu valores mais elevados de recuperação mássica (>75,9%) e de redução de ácidos graxos livres (>48,8%). Buscou-se por meio da utilização de um método estatístico determinar as condições adequadas de refino por ELL usando etanol hidratado. Esta etapa foi realizada por meio de uma matriz de planejamento fatorial composto de face centrada 22, avaliando simultaneamente a influência da porcentagem mássica de agua no solvente alcoólico (2, 4 e 6%) e da razão mássica solvente/óleo (1:1, 1,5:1, 2:1). De acordo com a análise estatística foi possível estabelecer que a adição de 5,3% de agua no etanol e razão mássica etanol/óleo de 1,79:1 maximizaram a remoção de ácidos graxos livres (64,4%) sem ocasionar elevadas perdas de óleo refinado (93,9%). Adotando as condições otimizadas de ELL, o óleo de macaúba foi refinado em único e duplo estagio. Constatou-se que o teor de ácidos graxos livres em relação ao óleo bruto (7,9%) foi reduzido expressivamente em ambos os casos para valores de 2,9% (refino em único estagio) e de 1,0% (refino em duplo estagio), com a vantagem de não promover oxidação do material lipídico. Entretanto, a recuperação mássica de óleo refinado obtida na ELL em duplo estagio foi menor, da ordem de 78,5%. Para validar a metodologia de purificação, foram realizadas reações de etanólise das amostras de óleo refinado por ELL em único e duplo estagio, óleo bruto e óleo refinado por via alcalina utilizando como catalisador oxido nióbio impregnado com sódio. Enquanto a acidez do óleo bruto inibiu o catalisador, os produtos originados pelas amostras de óleo refinadas por ELL em único e duplo estagio contiveram teores em ésteres etílicos (97,4% e 97,8%, respectivamente) que atenderam as especificações recomendadas pela Agencia Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustível para uso como combustível. Esses valores foram similares a conversão alcançada na reação conduzida com o óleo refinado por via alcalina (99,0%), que teve desvantagens como recuperação mássica de 80,1% e aumento do índice de peroxido, indicando que a extração liquido-liquido tem potencial para desenvolvimento e aplicação em processos de refino de óleos vegetais para posterior utilização na síntese de biodiesel. / This study aimed at comparing the purification of non-edible vegetable oils by two different types of refining (adsorption and liquid-liquid extraction) with conventional alkali refining, contributing to the expansion of lipid feedstocks for biodiesel production. The use of non-edible vegetable oils is related to the final cost of biodiesel by increasing product competitiveness. The screening of the purification methods for vegetable oils (andiroba oil and macaw palm oil) was based on the reduction of free fatty acids content, oil mass recovery after the refining and the quality of biodiesel. Adopting oils with different levels of free fatty acids, andiroba oil (17.7%) and macaw palm oil (7.9%), the deacidification by adsorption, employing different adsorbents was excluded on the basis of the low deacidification values (<34.1%) and the oil mass recovered (22.2-43.1%). The higher acidity of andiroba oil was found to be an addition drawback and therefore, this oil was disqualified for further testing. On the other hand, the purification by liquid-liquid extraction (LLE) of macaw palm oil using ethanol as solvent gave higher values for oil mass recovery (>75.9%) and reduction of free fatty acids (>48.8). To determine the suitable conditions for oil refining by LLE using hydrated ethanol as solvent a statistical method was proposed. For this a 22 central composite face-centered experimental design was adopted to simultaneously evaluate the influence of the water percentage in the alcoholic solvent (2, 4, and 6%), and mass ratio of solvent-to-oil (1:1, 1.5:1 and 2:1). According to the statistical analysis it was possible to establish that the addition of 5.3% of water in the ethanol and mass ratio of ethanol to oil of 1.79:1 maximizes the removal of free fatty acids (64.4%) resulting in high refined oil recovered (93.9%). Adopting the optimized LLE conditions, the macaw palm oil was refined in single and double-stage. It was noted that the level of free fatty acids in relation to crude oil (7.9%) was significantly reduced in both cases for values of 2.9% (refining in single stage) and 1.0% (refining in double-stage), with the advantage of not promoting lipid oxidation. However, the percentage of the recovered refined oil obtained in LLE double-stage was slightly lower, in the order of 78.5%. To validate the purification methodology, ethanolysis reactions catalyzed by niobium oxide impregnated with sodium were performed using samples refined by LLE (single and double-stage), oil refined by alkali neutralization and crude oil. The obtained dataset demonstrated that the catalyst was inhibited by the high acidity level of the crude oil, while refined oil by LLE (single-stage and double-stage) gave levels of ethyl esters contents of 97.4% and 97.8%, respectively that meet the criteria established by the Brazilian National Agency of Petroleum, Natural Gas and Biofuels to be used as a fuel. These values were similar to that attained in the reaction using refined oil by alkaline protocol (99.0%), which had disadvantages such as oil mass recovered of 80.1% and oil oxidation (increased peroxide value), indicating that the liquid-liquid extraction has the potential for development and application in vegetable oils refining processes for further using as feedstocks in the biodiesel synthesis.

O presente estudo teve como objetivo selecionar procedimentos de purificação de óleos vegetais, com enfoque na desacidificação, comparando a eficiência de métodos de refino alternativos (adsorção e extração liquido-liquido) com o convencional (alcalino). Para tanto, foram utilizados óleos com baixo impacto na cadeia alimentícia, como óleo de andíroba e óleo de macaúba, visando contribuir para a ampliação de matérias-primas lipídicas na produção de biodiesel. A triagem do método de purificação mais adequado foi baseada na redução de ácidos graxos livres, na quantidade recuperada de matéria-prima após o refino e na qualidade do biodiesel gerado. Adotando óleos com diferentes teores de ácidos graxos livres, óleo de andíroba (17,7%) e óleo de macaúba (7,9%) a desacidificação por adsorção, empregando diferentes adsorventes foi excluída com base nos baixos valores de desacidificação (<34,1%) e de recuperação em massa de óleo (22,2-43,1%). A acidez mais elevada do óleo de andíroba se mostrou como um fator limitante adicional, portanto, o uso deste óleo foi eliminado para as etapas posteriores de triagem. Em contrapartida, o refino por extração liquido-liquido (ELL) usando etanol como solvente forneceu valores mais elevados de recuperação mássica (>75,9%) e de redução de ácidos graxos livres (>48,8%). Buscou-se por meio da utilização de um método estatístico determinar as condições adequadas de refino por ELL usando etanol hidratado. Esta etapa foi realizada por meio de uma matriz de planejamento fatorial composto de face centrada 22, avaliando simultaneamente a influência da porcentagem mássica de agua no solvente alcoólico (2, 4 e 6%) e da razão mássica solvente/óleo (1:1, 1,5:1, 2:1). De acordo com a análise estatística foi possível estabelecer que a adição de 5,3% de agua no etanol e razão mássica etanol/óleo de 1,79:1 maximizaram a remoção de ácidos graxos livres (64,4%) sem ocasionar elevadas perdas de óleo refinado (93,9%). Adotando as condições otimizadas de ELL, o óleo de macaúba foi refinado em único e duplo estagio. Constatou-se que o teor de ácidos graxos livres em relação ao óleo bruto (7,9%) foi reduzido expressivamente em ambos os casos para valores de 2,9% (refino em único estagio) e de 1,0% (refino em duplo estagio), com a vantagem de não promover oxidação do material lipídico. Entretanto, a recuperação mássica de óleo refinado obtida na ELL em duplo estagio foi menor, da ordem de 78,5%. Para validar a metodologia de purificação, foram realizadas reações de etanólise das amostras de óleo refinado por ELL em único e duplo estagio, óleo bruto e óleo refinado por via alcalina utilizando como catalisador oxido nióbio impregnado com sódio. Enquanto a acidez do óleo bruto inibiu o catalisador, os produtos originados pelas amostras de óleo refinadas por ELL em único e duplo estagio contiveram teores em ésteres etílicos (97,4% e 97,8%, respectivamente) que atenderam as especificações recomendadas pela Agencia Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustível para uso como combustível. Esses valores foram similares a conversão alcançada na reação conduzida com o óleo refinado por via alcalina (99,0%), que teve desvantagens como recuperação mássica de 80,1% e aumento do índice de peroxido, indicando que a extração liquido-liquido tem potencial para desenvolvimento e aplicação em processos de refino de óleos vegetais para posterior utilização na síntese de biodiesel. / This study aimed at comparing the purification of non-edible vegetable oils by two different types of refining (adsorption and liquid-liquid extraction) with conventional alkali refining, contributing to the expansion of lipid feedstocks for biodiesel production. The use of non-edible vegetable oils is related to the final cost of biodiesel by increasing product competitiveness. The screening of the purification methods for vegetable oils (andiroba oil and macaw palm oil) was based on the reduction of free fatty acids content, oil mass recovery after the refining and the quality of biodiesel. Adopting oils with different levels of free fatty acids, andiroba oil (17.7%) and macaw palm oil (7.9%), the deacidification by adsorption, employing different adsorbents was excluded on the basis of the low deacidification values (<34.1%) and the oil mass recovered (22.2-43.1%). The higher acidity of andiroba oil was found to be an addition drawback and therefore, this oil was disqualified for further testing. On the other hand, the purification by liquid-liquid extraction (LLE) of macaw palm oil using ethanol as solvent gave higher values for oil mass recovery (>75.9%) and reduction of free fatty acids (>48.8). To determine the suitable conditions for oil refining by LLE using hydrated ethanol as solvent a statistical method was proposed. For this a 22 central composite face-centered experimental design was adopted to simultaneously evaluate the influence of the water percentage in the alcoholic solvent (2, 4, and 6%), and mass ratio of solvent-to-oil (1:1, 1.5:1 and 2:1). According to the statistical analysis it was possible to establish that the addition of 5.3% of water in the ethanol and mass ratio of ethanol to oil of 1.79:1 maximizes the removal of free fatty acids (64.4%) resulting in high refined oil recovered (93.9%). Adopting the optimized LLE conditions, the macaw palm oil was refined in single and double-stage. It was noted that the level of free fatty acids in relation to crude oil (7.9%) was significantly reduced in both cases for values of 2.9% (refining in single stage) and 1.0% (refining in double-stage), with the advantage of not promoting lipid oxidation. However, the percentage of the recovered refined oil obtained in LLE double-stage was slightly lower, in the order of 78.5%. To validate the purification methodology, ethanolysis reactions catalyzed by niobium oxide impregnated with sodium were performed using samples refined by LLE (single and double-stage), oil refined by alkali neutralization and crude oil. The obtained dataset demonstrated that the catalyst was inhibited by the high acidity level of the crude oil, while refined oil by LLE (single-stage and double-stage) gave levels of ethyl esters contents of 97.4% and 97.8%, respectively that meet the criteria established by the Brazilian National Agency of Petroleum, Natural Gas and Biofuels to be used as a fuel. These values were similar to that attained in the reaction using refined oil by alkaline protocol (99.0%), which had disadvantages such as oil mass recovered of 80.1% and oil oxidation (increased peroxide value), indicating that the liquid-liquid extraction has the potential for development and application in vegetable oils refining processes for further using as feedstocks in the biodiesel synthesis.

Na avicultura algumas integrações têm a prática de estocar as dietas por vários dias dentro da granja e muitas vezes, essas são submetidas a condições inadequadas de armazenamento. Os dados relacionados aos fatores ambientais, especialmente temperatura e umidade relativa do ambiente, tempo de estocagem e principalmente atividade de água (aw) do alimento, são fatores importantes que influenciam o crescimento fúngico e produção de micotoxinas no substrato, tornando-se importantes para o estabelecimento de um programa de prevenção e controle deste agente (ORRIS, 1999). Este trabalho objetivou analisar a atividade de água em dietas animais para verificar o potencial de crescimento fúngico e a forma de armazenamento do produto. Desta forma, foi estudada a atividade de água da dieta comercial de empresa de integração avícola no Rio Grande do Sul, antes da entrega ao criador e no último dia de armazenamento, nas diferentes estações do ano. Assim, buscou-se contribuir para a verificação das condições de conservação do alimento e dos possíveis riscos de contaminação, contribuindo para a prevenção de fungos e toxinas de importância avícola e com reflexos na saúde pública, avaliando o potencial de crescimento de microrganismos no alimento, com a possibilidade de se fornecer uma ferramenta de monitoramento das rações armazenadas, dentro de um programa com critérios fundamentados de prevenção e controle. Também foi determinada a umidade e a isoterma de adsorção destes alimentos, para auxiliar na compreensão sobre a forma de armazenamento. Pelos resultados encontrados ficou confirmado o aumento da atividade de água após o período de armazenamento da dieta, correspondendo ao valor de 0.681 de aw na fábrica e 0.693 de aw na granja. No entanto, os valores de atividade de água não estavam inseridos nos limites mínimos de crescimento fúngico (0.78 de aw) e produção de aflatoxinas (0.86 de aw). Houve correlação linear positiva entre atividade de água e umidade da ração, tanto na fábrica quanto na granja. A isoterma de adsorção apresentou aumento da umidade com o aumento da atividade de água. Não houve correlação entre atividade de água e ppb de aflatoxina encontrados nas dietas.

[pt] A maioria dos estudos envolvendo adsorção de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) é realizada em solos de regiões de clima frio. Como em países tropicais as características dos processos pedológicos e os solos resultantes são diferentes há necessidade desses estudos em solos brasileiros. Com esse objetivo, este trabalho estudou a adsorção de pireno em sete categorias representativas de solos brasileiros: Argissolo, Latossolo Amarelo, Latossolo Vermelho acriférrico, Latossolo Vermelho Amarelo distrófico, Neossolo Quartzarênico, Organossolo e Vertissolo. Foram realizados ensaios de adsorção usando massa de amostra dos solos de 2,5 g e 5,0 g. Para todas as categorias de solos estudados observou-se diferentes tempos de equilíbrio tanto nos estudos feitos com 2,5 g de solo quanto naqueles com 5,0 g. Nos experimentos realizados com a menor massa (2,5 g), observou-se que os perfis das curvas de adsorção para o Latossolo Vermelho acriférrico e para o Vertissolo apresentaram diferenças significativas sugerindo maiores competições pelos sítios de sorção. Para as demais categorias não foi observada diferença significativa no perfil das curvas de adsorção. Verificou-se ainda que não foi somente o teor de matéria orgânica responsável pelo equilíbrio do processo de adsorção como esperado. A presença de argilas expansivas pode ter contribuição para o aumento da quantidade de pireno adsorvida no solo (Q), como foi verificado para o Vertissolo. Foi observado que as categorias de solos estudadas apresentam características físico-químicas e Koc muito diferentes indicando que o processo de adsorção de pireno nestes solos não pode ser considerado como um modelo único. Neste trabalho o processo de adsorção de pireno foi descrito pelas isotermas de Langmuir (Argissolo e Latossolo Vermelho acriférrico), de Langmuir com linearização (Latossolo Vermelho Amarelo distrófico), de BET (Neossolo Quartzarênico) e isoterma linear (Vertissolo). Os resultados obtidos para o Latossolo Amarelo não se ajustam aos modelos de isotermas testados. / [en] Since most of the studies that involve polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) adsorption in soils are make in regions of temperate or cold climate. In tropical countries, the characteristics of the pedological processes and the resultant soils are quite different there is the necessity of working on new studies in the Brazilian soils. In this dissertation, the pyrene adsorption in seven differents Brazilian soils was studied: Clays soils, Yellow Latosoil, Red Anionic Latosoil, Red Yellow Latosoil, Neosoil Quartzarenic, Organic soil and Vertisoil. Two groups of adsorption tests were carried out, in the first one we used samples of 2.5g of soil and in the second one the soil mass was increased to 5.0g. To all soils, it was possible to observe that, when the initial mass of soil was changed, different times of reaction were needed so that the sorption process could reach the thermodynamic equilibrium. And yet because of this bigger competition, the profile of the Red Anionic Latosoil and Vertisoil curves, obtained by the usage of different pyrene/soil relations, presented meaningful differences when compared. The presence of the swelling clays may contribute to the increase of the quantity of pyrene adsorpted in the soil (Q), such as happened in the Vertisoil. In this work, was found the Langmuir`s isotherms to Clays soils and Red Yellow Latosoil, BET to Neosoil Quartzarenic and linear isotherm to Vertisoil.

Na avicultura algumas integrações têm a prática de estocar as dietas por vários dias dentro da granja e muitas vezes, essas são submetidas a condições inadequadas de armazenamento. Os dados relacionados aos fatores ambientais, especialmente temperatura e umidade relativa do ambiente, tempo de estocagem e principalmente atividade de água (aw) do alimento, são fatores importantes que influenciam o crescimento fúngico e produção de micotoxinas no substrato, tornando-se importantes para o estabelecimento de um programa de prevenção e controle deste agente (ORRIS, 1999). Este trabalho objetivou analisar a atividade de água em dietas animais para verificar o potencial de crescimento fúngico e a forma de armazenamento do produto. Desta forma, foi estudada a atividade de água da dieta comercial de empresa de integração avícola no Rio Grande do Sul, antes da entrega ao criador e no último dia de armazenamento, nas diferentes estações do ano. Assim, buscou-se contribuir para a verificação das condições de conservação do alimento e dos possíveis riscos de contaminação, contribuindo para a prevenção de fungos e toxinas de importância avícola e com reflexos na saúde pública, avaliando o potencial de crescimento de microrganismos no alimento, com a possibilidade de se fornecer uma ferramenta de monitoramento das rações armazenadas, dentro de um programa com critérios fundamentados de prevenção e controle. Também foi determinada a umidade e a isoterma de adsorção destes alimentos, para auxiliar na compreensão sobre a forma de armazenamento. Pelos resultados encontrados ficou confirmado o aumento da atividade de água após o período de armazenamento da dieta, correspondendo ao valor de 0.681 de aw na fábrica e 0.693 de aw na granja. No entanto, os valores de atividade de água não estavam inseridos nos limites mínimos de crescimento fúngico (0.78 de aw) e produção de aflatoxinas (0.86 de aw). Houve correlação linear positiva entre atividade de água e umidade da ração, tanto na fábrica quanto na granja. A isoterma de adsorção apresentou aumento da umidade com o aumento da atividade de água. Não houve correlação entre atividade de água e ppb de aflatoxina encontrados nas dietas.

Na avicultura algumas integrações têm a prática de estocar as dietas por vários dias dentro da granja e muitas vezes, essas são submetidas a condições inadequadas de armazenamento. Os dados relacionados aos fatores ambientais, especialmente temperatura e umidade relativa do ambiente, tempo de estocagem e principalmente atividade de água (aw) do alimento, são fatores importantes que influenciam o crescimento fúngico e produção de micotoxinas no substrato, tornando-se importantes para o estabelecimento de um programa de prevenção e controle deste agente (ORRIS, 1999). Este trabalho objetivou analisar a atividade de água em dietas animais para verificar o potencial de crescimento fúngico e a forma de armazenamento do produto. Desta forma, foi estudada a atividade de água da dieta comercial de empresa de integração avícola no Rio Grande do Sul, antes da entrega ao criador e no último dia de armazenamento, nas diferentes estações do ano. Assim, buscou-se contribuir para a verificação das condições de conservação do alimento e dos possíveis riscos de contaminação, contribuindo para a prevenção de fungos e toxinas de importância avícola e com reflexos na saúde pública, avaliando o potencial de crescimento de microrganismos no alimento, com a possibilidade de se fornecer uma ferramenta de monitoramento das rações armazenadas, dentro de um programa com critérios fundamentados de prevenção e controle. Também foi determinada a umidade e a isoterma de adsorção destes alimentos, para auxiliar na compreensão sobre a forma de armazenamento. Pelos resultados encontrados ficou confirmado o aumento da atividade de água após o período de armazenamento da dieta, correspondendo ao valor de 0.681 de aw na fábrica e 0.693 de aw na granja. No entanto, os valores de atividade de água não estavam inseridos nos limites mínimos de crescimento fúngico (0.78 de aw) e produção de aflatoxinas (0.86 de aw). Houve correlação linear positiva entre atividade de água e umidade da ração, tanto na fábrica quanto na granja. A isoterma de adsorção apresentou aumento da umidade com o aumento da atividade de água. Não houve correlação entre atividade de água e ppb de aflatoxina encontrados nas dietas.

[pt] Nas últimas décadas a demanda por elementos terras raras (ETRs) cresceu consideravelmente devido a sua importância estratégica. Os ETRs são amplamente utilizados em diferentes setores, tais como, medicina, engenharia química, eletrônica e fabricação de computadores. Entre os ETRs, está o Neodímio, que é um dos metais mais valiosos utilizados em ligas, componentes eletrônicos e filtros ópticos. A necessidade da alta pureza dessas espécies requer a separação seletiva, e entre os métodos disponíveis, a adsorção ganhou maior atenção devido à sua simplicidade, alta eficiência e baixo custo. Neste trabalho foi avaliado o argilomineral palygorskita como potencial sorvente para remoção de Nd (III) de soluções aquosas através de ensaios em batelada. Para este propósito, a amostra proveniente da região de Guadalupe (Piauí) foi beneficiada e estudada a composição química e mineralógica com o intuito de utilizar no processo adsortivo a amostra com maior grau de pureza. A composição química apresenta teores de óxidos, sendo os principais, SiO2, Al2O3 e MgO corroborando a presença de palygorskita na amostra. Os estudos de potencial zeta apontam que o argilomineral apresenta carga superficial negativa em toda faixa de pH, além disso, a elevada área superficial de 118 metros quadrados por grama justificam a aplicação como adsorvedor de cátions. Diferentes tipos de isotermas de adsorção e modelos cinéticos foram utilizados para descrever o comportamento do Nd (III) na adsorção e os resultados experimentais que melhor se ajustaram são referentes ao modelo de Langmuir, e a capacidade máxima de captação foi de 15,39 mg/L avaliada em pH 5. A cinética de adsorção para o Nd (III) foi modelada pela equação de pseudo segunda ordem. A adsorção foi encontrada e sugere-se que o processo é endotérmico e espontâneo (delta H igual 17,12 KJ/mol; delta G igual -26,3 KJ/mol) em relação aos parâmetros termodinâmicos obtidos. Os resultados gerais sugerem que este adsorvente demonstrou ser um potencial sorvente para separação de Nd(III) a partir de soluções aquosas. / [en] In recent decades, the rare-earth elements (REEs) demand has considerably grown because of its strategic importance. REEs are widely used in different high-tech sectors such as nuclear power, metallurgy, medicine, chemical engineering, electronics and computer manufacturing. Among REEs, is Neodymium, which is one of the most valuable metals used in alloys, electronic components and optical filters. The need for the high purity of these species requires selective separation, between the available methods, adsorption has earned greater attention due to its simplicity, high efficiency and low cost. The removal of metal ions is a complex task due to the high cost of treatment methods. Contributed to the intensification of research for low-cost adsorbent materials, reusable alternatives were added to the adsorption process. In this work was evaluated the clay mineral palygorskite as a sorbent potential for Nd (III) removal from aqueous solutions by batch trials. For this purpose, the sample from Guadalupe (Piauí) was benefited and the composition of the chemical and mineralogical was studied in order to use the sample with the highest purity in the adsorptive process. The samples were found to be essentially composed of palygorskite, kaolinite, quartz and diaspore. The chemical composition presents oxide contents, the main ones being SiO2, Al2O3 and MgO, corroborating the presence of palygorskite in the sample. Zeta Potential studies point out that the clay mineral has a negative surface charge in the whole pH range, in addition, the high surface area of 118.43 square meter per gram justifies the cation adsorber application. Different types of adsorption isotherms and kinetics models were used to describe the behavior of Nd (III) in adsorption and the best experimental results set refer to the Langmuir model and pseudo second order model, respectively, with the maximum uptake capacity was 15.39 mg/L evaluated at pH 5. Adsorption was found as an endothermic and spontaneous process ( delta H equal 17.12 KJ/mol; delta G equal -26.3 KJ/mol) in relation to thermodynamic parameters obtained. Overall results suggest that this adsorbent has been shown to be a potential sorbent for enrichment and separation of Nd (III) from aqueous solutions.

[pt] O uso de surfactantes zwitteriônicos em métodos de recuperação avançada de petróleo é um tema atual, devido ao potencial de aplicação em reservatórios do Présal. No entanto, há a possibilidade destes sofrerem o processo de adsorção na superfície das rochas do reservatório, o que pode tornar a injeção destas substâncias inviável economicamente. O objetivo deste trabalho foi investigar a adsorção estática do surfactante cocoamidopropil betaína (CAPB) na superfície de uma rocha análoga do Pré-sal (travertino), em fluídos de diferentes salinidades. Inicialmente, realizou-se a determinação da concentração micelar crítica do surfactante, assim como da área superficial, composição e morfologia da rocha, e o potencial zeta em solução. A partir destes resultados, foi desenvolvido um procedimento para obter as isotermas de adsorção do CAPB sobre a superfície do travertino, à temperatura de 30 graus C e utilizando como fase aquosa soluções micelares preparadas em diferentes salmouras. Os resultados indicaram que a adsorção do surfactante aumentou com o aumento na salinidade. Os dados experimentais foram ajustados para os modelos clássicos de isotermas e o melhor ajuste foi obtido com o modelo de Langmuir. Para uma melhor compreensão do mecanismo de adsorção e do efeito da salinidade, foram realizadas simulações de especiação de superfície no software PHREEQC. Os resultados sugerem que a adsorção é superior nos cenários onde há maior quantidade de sítios superficiais resultantes da adsorção iônica dos íons determinantes de potencial (PDI). A partir destes resultados, pode-se concluir que a adsorção do CAPB é governada pela composição iônica do meio e pelo impacto desses íons na especiação química da superfície da rocha de travertino. / [en] The use of zwitterionic surfactants in advanced oil recovery methods is a current topic, due to its potential application in pre-salt reservoirs. However, there is a possibility that they may adsorb on the surface of the reservoir rocks, which can make the injection of these substances economically unfeasible. The objective of this work was to investigate the static adsorption of the surfactant cocoamidopropyl betaine (CAPB) on the surface of a pre-salt analogous rock (travertine), in fluids of different salinity. Initially, the critical micelle concentration of the surfactant was determined, as well as the surface area, composition and morphology of the rock, and its zeta potential in solution. From these results, a procedure was developed to obtain the isotherms of CAPB adsorption on the travertine surface, at a temperature of 30 degrees C while using micellar solutions prepared in different brines. The results indicated that surfactant increased with salinity. The experimental data were fitted to the classical isotherm models and the best fit was obtained with the Langmuir model. For a better understanding of the adsorption mechanism and the salinity effect, surface speciation simulations were performed in the PHREEQC software. The results suggest that the adsorption is superior in scenarios where there is a greater amount of surface sites resulting from the ionic adsorption of potential determining ions (PDI). From these results, it can be concluded that CAPB adsorption is governed by the ionic composition of the medium and by the impact of these ions on the chemical speciation of the travertine rock surface.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:14:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 9771925 bytes, checksum: 18e09223967768516f9115888a6485b4 (MD5) Previous issue date: 2013-02-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The ability to manipulate the adsorption process is very desirable. The possibility of understanding and eventually modifying the underlying mechanism is an intriguing task in fundamental physics as well as useful for applications. Indeed, the ability to control the adsorption processes is motivated by the control of thin film growth, by exploring ways to transfer patterns to a surfaces in development of microelectronics, as well as by constructing nanometer-scaled structures which are very important in the development of quantum devices. A first theoretical proposal (De Silans et al. 2006) has been done on controlling the adsorption of cold alkali atoms in dielectric surfaces using laser light. In 2007, Balykin and co-workers (Afanasiev et al. 2007) demonstrated laser-induced adsorption of hot atoms on a surface. They reported that sending a powerful near resonant laser to the interface between a dielectric surface and an alkali vapour leads to the formation of a metallic thin film, and demonstrated the possibility of using such a technique for sub-micrometer lithography. The aim of this work is to systematically study the process of laser induced hot atomic cesium vapor adsorption so as to understand the underlying mechanism as well as to control the process. We monitor the rate of a thin film growth during an induced adsorption process onto a characterized crystalline surface (sapphire) for a prescribed set of experimental conditions in order to be able to decipher, at the atomic level, the rules governing the evolution of the growth (physisorption or chemisorption), and to explore ways to tailor the film shape (lithography). To probe the film growth, we detect the transmission of a He:Ne laser, thus monitoring the time evolutionof the film's thickness. In this way we obtain the growth rate as a function of experimental parameters (vapour density, laser frequency and power and surface temperature). The data obtained we used to model the physical processes involved in the light-induced adsorption. / A compreensão do mecanismo de adsorção tem sua importância tanto do ponto de vista fundamental, no que concerne a identificação das interações átomo e superfície, como também tem um forte apelo tecnológico. Controlar o processo de adsorção é motivado, por exemplo, pelo controle do crescimento de filmes finos, explorando maneiras de transferir padrões espaciais para uma superfície particularmente visando á litografia, com aplicações evidentes em microeletrônica. Com essa motivação geral estudamos nessa tese processos de interação de átomos com superfícies dielétricas na presença de lasers ressonantes. Uma primeira proposta de um mecanismo para controlar, via laser, o processo de adsorção de átomos alcalinos frios em uma superfície dielétrica foi apresentado em (De Silans et al. 2006). Em 2007, Balykin e colaboradores (Afanasiev et al. 2007) observaram o processo de adsorção de átomos alcalinos de um vapor térmico sobre uma superfície dielétrica. Eles relataram que incidindo um laser quase ressonante na interface dielétrico vapor alcalino formava-se um filme fino metálico e demonstram também a possibilidade de usar tal técnica para litografia sub-micrométrica. O objetivo desse trabalho é estudar sistematicamente o processo de adsorção induzida por laser de vapor atômico de césio térmico em uma superfície dielétrica, para compreender o mecanismo do processo que abre a possibilidade do controle desse processo de litografia. Desta forma, nós monitoramos a taxa de crescimento do filme em uma superfície de safira para um conjunto de condições experimentais com a finalidade de ser capaz de decifrar, no nível atômico, as regras que governam o crescimento do filme, e explorar maneiras de manipular o perfil do filme. Para sondar o crescimento do filme, nós monitoramos a transmissão de um laser não ressonante. Desta maneira, obtemos a taxa de crescimento do filme em função dos parâmetros experimentais (densidade do vapor, frequência e potência do laser e a temperatura da superfície). Os dados obtidos foram usados para modelar o processo físico envolvido, que nos permite descrever de forma bastante completa, as etapas desse processo de adsorção induzida por laser. Além desse estudo sistemático da adsorção induzida por laser, fizemos durante o desenvolvimento desse trabalho uma série de estudos de técnicas para a estabilização de laser semicondutores em uma transição atômica.