Estudos sobre a inserção de complexos oxindolimínicos de cobre(II) ou zinco(II) em argilas sintéticas beidelitas foram desenvolvidos visando obter carregadores inorgânicos capazes de promover a liberação modificada de metalofármacos. Investigações anteriores mostraram que os complexos estudados são promissores agentes antitumorais. São capazes de se ligar ao DNA, nas alças menor ou maior dependendo do ligante, causando danos oxidativos através da formação de espécies reativas de oxigênio (EROs), especialmente radicais hidroxil, no caso de complexos de cobre, que apresentam atividade redox. Também interagem com mitocôndrias levando a uma diminuição do potencial de membrana e atuando como agentes desacopladores. Constituem assim compostos indutores de apoptose ou morte celular programada. Adicionalmente inibem proteínas envolvidas no ciclo celular, como topoisomerase I humana e quinases dependentes de ciclina (CDK1 e CDK2). As beidelitas foram sintetizadas e caracterizadas por métodos já descritos na literatura. Posteriormente, em presença dos complexos, formaram materiais híbridos do tipo beidellita/[complexo]. A caracterização das argilas e dos materiais híbridos obtidos foi realizada usando diferentes técnicas: espectroscopias UV/Vis, IV e EPR, análise termogravimétrica, difratometria de raios X. Na caracterização dos complexos utilizou-se ainda espectrometria de massas (ESI-MS). Os materiais híbridos preparados mostraram-se estáveis e capazes de inviabilizar células tumorais (HeLa), no caso dos materiais híbridos com compostos de cobre(II), com IC50 na faixa de 0,11 a 0,41 mg/mL. Ao contrário, os compostos análogos de zinco(II) e as argilas puras mostraram-se não-tóxicas frente às mesmas células. Os resultados obtidos indicam uma promissora possibilidade de uso das beidellitas como carregadores destes complexos metálicos. / Studies on the insertion of oxindolimine complexes of copper(II) or zinc(II) in synthetic beidellites clays have been developed to obtain an inorganic support capable of promoting the modified-release of metallopharmaceuticals. Previous investigations have shown that the studied complexes are promising antitumor agents. They are able to bind to DNA, in the minor or major groves, causing oxidative damage via formation of reactive oxygen species (ROS), especially hydroxyl radicals, in the case of copper complexes, which have redox properties. They also interact with mitochondria leading to a decrease of membrane potential and acting as decoupling agent. Thus, these compounds can induce apoptosis or programmed cell death. Additionally, they inhibit proteins involved in the cell cycle, such as human topoisomerase I and cyclin dependent kinases (CDK1 and CDK2). The beidellites were synthesized and characterized by methods described in the literature. Additionally, in the presence of these complexes were obtained hybrid materials type beidellita/[complex]. The characterization of clays and the obtained hybrid materials were performed using different techniques: spectroscopy UV/Vis, IR and EPR, thermogravimetric analysis, X-ray powder diffraction. In the characterization of the complexes mass spectrometry (ESI-MS) was also used. The prepared hybrid materials were stable and able to derail tumor cells (HeLa) in the case of hybrid materials with copper(II) compounds, with IC50 in the range from 0.11 to 0.41 mg/mL. Unlikely, the analogous compounds of zinc(II) and pure clays have proved to be non-toxic facing the same cells. These results indicate a promising possibility of using the beidellites as carriers of these antitumor metal complexes

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-07-06T18:06:59Z No. of bitstreams: 1 Lucas Deivid Sebastiany.pdf: 8514066 bytes, checksum: 55c6d98922fc3fa2ae41d3d5bbccca78 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-06T18:06:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lucas Deivid Sebastiany.pdf: 8514066 bytes, checksum: 55c6d98922fc3fa2ae41d3d5bbccca78 (MD5) Previous issue date: 2014-09-29 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / PRONEM - Programa de Apoio a Núcleos Emergentes / PROSUP - Programa de Suporte à Pós-Gradução de Instituições de Ensino Particulares / Ao longo dos últimos anos, o setor da construção civil tem incorporado em seus insumos boa parte dos resíduos de indústrias metalúrgicas e energéticas e, mais recentemente, vem buscando formas de incorporação de outros resíduos provenientes do setor primário (cinza do bagaço de cana-de-açúcar e de casca de arroz), do setor cerâmico (cerâmica branca, cerâmica vermelha) e da própria indústria da construção (resíduos de construção e demolição). Partindo deste contexto e, tendo em vista o pólo cerâmico existente no Estado do Rio Grande do Sul, este trabalho buscou analisar o potencial pozolânico de argilas vermelhas calcinadas em temperaturas distintas (700°C, 900°C e 1000°C), comparando-as com outro tipo de argila calcinada utilizada no trabalho como referência comercial, o metacaulim. O trabalho foi desenvolvido reproduzindo-se os métodos propostos pela NBR 5751/2012 e NBR 5752/2012, bem como os métodos modificados destas normas (mantendo-se a relação água/aglomerante constante), além do Método de Luxàn. O consumo de Ca(OH)2 foi determinado por termogravimetria (TG) e pela derivada da TG (DTG). O material pozolânico oriundo do processamento destas cerâmicas foi caracterizado quanto à composição química, por Fluorescência de Raios-X e EDS, quanto à mineralogia, através de difrações de Raios-X, e quanto à composição física, através da superfície específica (BET), granulometria a laser e perda ao fogo. Os resultados obtidos através dos métodos utilizados indicaram maior atividade pozolânica das amostras de metacaulim. Dentre as cerâmicas vermelhas, destacam-se as argilas calcinadas a 700°C que apresentaram resultados satisfatórios de pozolanicidade. No que tange à avaliação entre os métodos de determinação da atividade pozolânica utilizados, percebe-se que há uma boa correlação entre as análises termogravimétricas, método de Luxàn e método modificado da NBR 5752/2012, porém, não há correlação entre estes e os métodos propostos pelas normas NBR 5751/2012 e 5752/2012. / Along the last few decades the civil construction industry has been using many residues from the metallurgical and energetic industries. More recently, it has been looking for different ways of incorporating other residues originated by the primary sector (as ashes from sugar cane and rice husk), the ceramic sector (white and red ceramic) and the construction industry itself (construction and demolition wastes). Considering the strong ceramics sector in the State of Rio Grande do Sul, this project aims to investigate the pozzolanic potential of red clays after calcination in different temperatures (700ºC, 900ºC and 1000ºC), comparing them to a commercial reference, the metakaolin. There were used two methods, proposed by NBR 5751/2012 and NBR 5752/2012, two others modified methods based on these testing procedures, but adopting a fixed water/cement ratio and the Luxàn method. The Ca(OH)2 consumption was determined by thermogravimetry (TG) and by the derivate of TG (DTG). The characteristics of the ceramic pozzolans were determined after crushing, using X-ray fluorescence, EDS, X-ray diffraction, measurement of specific surface area (BET), laser granulometry particle size analyse and loss due to fire. The metakaolin samples had the higher pozzolanic activity. The ceramics calcinated at 700ºC had the best results on the ceramics samples. There are a high co-relation between the thermogravimetric analysis, the Luxàn method and the NBR5752/2012 modified method, but there is no correlation with the methods proposed by NBR 5751/2012 and NBR 5752/2012.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:41:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EmanuellaLFV.pdf: 2331935 bytes, checksum: 3f4df9b602349e41bf8ab4d2c561b59d (MD5) Previous issue date: 2009-01-14 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The clay swelling is today one of the major problems during the well drilling. Nearly 50% of clays that constitute shale expand easily in the presence of water molecules. During the drilling of a geological formation containing swelling clays, when is feasible the use of water base fluids, it is necessary to apply clay inhibitors. This avoids the incorporation of the cutting to the drilling fluid which is responsible for the wall swelling and crumbling. The aim of this work was to evaluate the synergistic behavior that occurs when swelling clay inhibitors are associated to NaCl and KCl salts. Three swelling clay inhibitors samples, INIB A, INIB B and INIB C, were analyzed. Each inhibitor was characterized by the amount of chlorides and active matter content. For the water-clay interaction evaluation in the presence of various fluids, it was used the Capillary Suction Timer (CST, Fann) and Linear Swell Meter (LSM 2000, Fann). For better interpretation of results, a Design of Experiments (DOE, Umetrics MODDE 7.0 TM) through Result Surface Methodology (RSM) was employed, taking into account the type, the swelling inhibitors concentration and the contact time with the clay. The results showed different efficiencies among the inhibitors employed, and the salt-inhibitors mixtures were more efficient than those products alone. However, for field operation, other parameters should be taking into account, as operational cost, environmental requests and time of application for each product / O inchamento das argilas, quando em contato com o fluido de perfura??o, tem sido um dos maiores vil?es na perfura??o de po?os de petr?leo. Aproximadamente 50 % das argilas que constituem um folhelho se expandem facilmente na presen?a de mol?culas de ?gua. Na perfura??o de camadas geol?gicas contendo folhelhos hidrat?veis, quando ? vi?vel a utiliza??o de fluidos ? base de ?gua, h? a necessidade de utiliza??o de inibidores de inchamento de argilas. Estes inibidores evitam que os s?lidos perfurados incorporem-se ao fluido, e impedem o inchamento e o desmoronamento das paredes dos po?os. Esta disserta??o teve como objetivo realizar um estudo sobre o comportamento sinerg?tico de inibidores de hidrata??o de argila quando associados aos sais de NaCl e KCl. Foram analisadas tr?s amostras de inibidores de inchamento de argila comerciais, INIB A, INIB B e INIB C. Cada inibidor foi caracterizado quanto ao teor de cloreto e de mat?ria ativa. Para avalia??o da intera??o ?gua-argila na presen?a dos diversos fluidos, amostras de argila ativada foram submetidas a testes de capilaridade no CST (Capilary Succion Timer) e de inchamento no LSM (Linear Swell Meter). Para melhor interpreta??o dos resultados, foi empregada an?lise estat?stica experimental (DOE), por metodologia de resposta de superf?cie (RSM), atrav?s do programa MODDE 7.0TM da Umetrics, em que se levou em considera??o o tipo, a concentra??o dos inibidores de inchamento e o tempo de contato com a argila. A an?lise dos resultados comprovou as diferen?as de efici?ncia entre os inibidores empregados e que misturas dos inibidores com sais s?o mais eficientes que os produtos individualmente. Entretanto, para opera??es de campo, outros par?metros devem ser levados em considera??o, tais como custo, exig?ncias dos ?rg?os ambientais e tempo de atua??o do produto

Os solos sobre-adensados da Formação Guabirotuba principal unidade geológica de Curitiba e região metropolitana são estudados, buscando-se alcançar um melhor entendimento de seu comportamento geomecânico. Uma revisão de aspectos geológicos é realizada, caracterizando-se o contexto regional, a gênese e os tipos de sedimentos da Formação Guabirotuba. Os dados disponíveis e informações referentes a argilas rijas e duras são analisados, no intuito de se identificar possíveis causas de problemas em obras geotécnicas. Ênfase é dada ao papel que as fraturas exercem no comportamento do material. Um amplo trabalho experimental é conduzido no Sítio Experimental de Geotecnia da UFPR, através de ensaios de campo e laboratório. As investigações geotécnicas envolvem desde o tradicional SPT e abertura de poços até ensaios de cone, dilatômetro e pressiômetro autoperfurante. Os trabalhos de campo contemplam o estudo de efeitos de escala na resistência ao cisalhamento do terreno, conduzindo-se ensaios de carregamento dinâmico em estacas escavadas com diferentes diâmetros. No laboratório, a composição e a estrutura do solo são analisadas com técnicas de difratometria de raios-X e microscopia eletrônica. Ensaios de caracterização permitem delinear propriedades índice do Sítio Experimental. Curvas características e ensaios de adensamento de solo indeformado e remoldado fornecem dados que auxiliam no entendimento da história de tensões. Os efeitos de escala, que se devem ao fraturamento do material, são avaliados também com ensaios de cisalhamento direto e triaxiais, utilizando-se amostras de diferentes dimensões. As conclusões da pesquisa permitem identificar possíveis agentes de sobre-adensamento, efeitos do intemperismo químico, fatores que interferem no estado de tensões de campo e mecanismos associados à resistência ao cisalhamento. / The overconsolidated soils of the Guabirotuba Geological Formation are studied in order to achieve a better understanding of its geotechnical behavior. These soils are the main occurrence in the Curitiba Metropolitan Area. A revision of its geology is provided. The genesis and the sediments are described. The available data of the soils and published information about stiff and hard clays are analyzed in order to understand the unexpected behavior of foundations, excavations and slopes. It is given emphasis to the role of the fissures in the material behavior. A comprehensive experimental work is carried out at the Geotechnical Experimentation Site of the UFPR including field and laboratory studies. The geotechnical investigation comprises SPT, exploratory trenches, cone penetration, dilatometer and self boring pressuremeter tests. Scale effects in bored piles are assessed with high strain dynamic tests performed in elements with different cross sections. In the laboratory the composition and the microfabric are analyzed with X-ray diffraction and electron microscopy. Laboratory index soil tests are presented. Consolidation tests and characteristic curves of undisturbed and remolded samples provide information related with the stress history. The scale effects due to the fissures are assessed with direct shear and triaxial testing of specimens with different sizes. The conclusions indicate possible overconsolidation factors, chemical weathering effects and mechanisms affecting the in situ stress state and the shear strength.

Esta pesquisa foi desenvolvida no laboratório do Centro Internacional de Referência em Reúso de Água (CIRRA), vinculado ao Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP). O projeto de pesquisa teve como objetivo principal a síntese de membranas planas compostas, utilizando o polímero fluoreto de polivinilideno (PVDF), nanopartículas inorgânicas de argila (montmorilonita hidrofílica) e óxido de polietileno (PEO). As membranas foram sintetizadas pelo processo de inversão de fases, utilizando 18% em massa de PVDF, n-metil-pirrolidona como solvente e água como o não solvente. Avaliou-se a influência da introdução de diferentes concentrações de nanopartículas de argila e PEO. As membranas sintetizadas foram submetidas a testes de avaliação de desempenho (permeabilidade, capacidade de separação, potencial de depósitos) e de caracterização (morfologia e características físicas). Os resultados obtidos indicam que a adição de nanopartículas inorgânicas de argila e o formador de poros PEO melhoraram o desempenho e as características físicas das membranas. As membranas Kynar 761 6% argila 0% PEO (K6-0), Kynar 761 0% argila 4% PEO (K0-4) e Kynar 761 6% argila 4% PEO (K6-4) apresentaram as melhores permeabilidades com um aumento, respectivamente, de 520%, 1.250% e 1.100%, em relação à membrana pura. Além disso, observa-se uma melhora de 55%, 60% e 41% na redução do potencial de depósito, respectivamente, para as membranas K6-0, K0-4 e K6-4, quando comparada a membrana de controle. A melhora da permeabilidade e do potencial de depósito das membranas compostas está relacionada à melhoria da hidrofilicidade e da carga superficiail. A morfologia interna das membranas sintetizadas com argila pode ser caracterizada com uma camada superficial com poros conectados verticalmente aos poros em formas de canais da camada intermediária. A camada inferior possui uma morfologia esponjosa com micro-poros. O aumento da quantidade e tamanho dos poros superficiais é proporcional ao aumento da concentração de argila, assim como a diminuição de bloqueios horizontais entre a camada superficial e os poros em formas de canais da camada intermediária. A morfologia interna das membranas sintetizadas com PEO pode ser caracterizada por uma camada superficial densa com poros e uma camada inferior com uma morfologia esponjosa densa com micro-poros. A camada intermediaria tem uma morfologia densa com poros em forma de canais com diâmetros maiores se comprado às membranas sem adição de PEO. A adição de PEO diminui o tamanho médio dos micro-poros, se comparado com as membranas onde apenas argila é adicionada. Foi constatado que a melhoria da permeabilidade está associada à alteração na morfologia interna das membranas compostas. O aumento dos poros superficiais conectados aos poros em forma de canais mais longos e uma camada inferior menor, proporciona uma redução da resistência interna da membrana, devido à formação de caminhos livres, facilitando a passagem da água. Pelas análises de espectrômetro de raios X por dispersão de energia (EDS), foram identificadas nanopartículas de argila dispersas na superfície e na matriz transversal da membrana. Os resultados indicam que a introdução de nanopartículas de argila na solução polimérica é uma técnica de modificação da membrana promissora no melhoramento do desempenho da membrana para o tratamento de água e efluentes. / This research was developed in the International Reference Center for Water Reuse (IRCWR) laboratory inside to the Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP). The main objective of this research is the synthesis of ultrafiltration flat sheet membrane, using polyvinylidene fluoride (PVDF) polymer, clay (montmorillonite hydrophilic) inorganic nanoparticles and polyethylene oxide (PEO). Membranes were synthesized by phase inversion process, using 18% PVDF, mass based, in n-methylpyrrolidone as solvent and water as the non-solvent in the coagulation bath. The influence of different concentrations of clay nanoparticles and PEO was evaluated. Permeability, separation capability, and foulling potential tests were conducted to evaluate membranes performance and morphology analysis and physical characteristics were used for membranes characterization. Results indicated that clay nanoaprticles and PEO addiction can improve membrane permeability and morphology. The Kynar 761 6% clay 0% PEO (K6-0), Kynar 761 0% clay 4% PEO (K0-4) and Kynar 761 6% clay 4% PEO (K6-4) membranes showed the best permeability results, with an increase, respectively of 520%, 1,250% and 1,100%, compared to pure membrane. Furthermore, there is an improvement of 55%, 60% and 41% in the foulling potential reduction, respectively, for K6-0, K0-4 and K6-4 membranes, compared to the control membrane. It was verified that membrane permeability improvement and fouling potential reduction with the addition of clay nanoparticles is related with the improvement of membranes hydrophilicity and surface charge. The internal morphology of the membranes synthesized with clay can be characterized by a surface layer with pores interconnected with finger-like pores in the intermediate layer. The bottom layer has a sponge-like morphology with micro-pores. The increasing number and size of surface pores and also the reduction of horizontal blocks between the surface layer and the finger-like pores in the intermediate layer, is observed with increasing dosage of clay. The internal morphology of the membranes synthesized with PEO can be characterized by a dense surface layer and a bottom layer with dense sponge morphology with micro-pores. The intermediate layer has a dense morphology with finger-like pores with larger diameters if compared to the membranes without addition of PEO. The PEO addition decreases the average size of micro-pores, compared with membranes only clay is added. It was observed that change in composite membranes internal morphology, resulted in the water permeability improvement. The increasing superficial pores connected to longer finger-like pores and a thin bottom layer resulted in an internal pore structure with a lower resistance due to free paths formation, facilitating the flow passage. Using Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) analysis it was possible to observed clay nanoparticles dispersed on membrane surface and in its cross-section matrix. These preliminary results indicate that clay nanoclay addiction in polymeric solution is a promising membrane modification technique for improving membrane performance for water and wastewater treatment.

Os sistemas que combinam processos biológicos com a tecnologia de separação por membranas, com crescimento biológico em suspensão, Membrane Bioreactor (MBR) e crescimento biológico aderido, Moving Bed Membrane Bioreactor (MB-MBR), se destacam como opções compactas e eficientes para tratamento de esgoto doméstico.Embora esta tecnologia seja muito promissora, ainda apresenta como maior desafio a redução de desempenho das membranas, que é causada por um fenômeno complexo denominado depósito, ou fouling, em inglês. Como forma de melhorar o desempenho e prolongar a vida útil das membranas a adição de nanopartículas de argila durante o processo de síntese tem se mostrado eficiente. O presente estudo teve como objetivo determinar a melhor composição para a síntese de membranas em polietersulfona modificadas pela adição de nanopartículas de argila e avaliar o seu desempenho no tratamento de esgoto sanitário, gerado na moradia estudantil do campus São Paulo da Universidade de São Paulo, em sistemas MBR e MB-MBR. A melhor composição para a síntese das membranas modificadas foi de 4% de nanopartículas de argila e 4% de formador de poros, ambos em relação à massa do polímero utilizado. Essa composição resultou em membranas com permeabilidade média de 293 L.m-2.h-1.bar-1, para água desmineralizada enquanto as membranas sem modificação apresentaram permeabilidade inferior a 50 L.m-2.h-1.bar-1, sendo, portanto, essa composição selecionada para sintetizar as membranas utilizadas durante a operação dos sistemas de tratamento por MBR e MB-MBR. Para efeito de comparação, o estudo foi desenvolvido com membranas modificadas e comerciais, no mesmo reator. Durante a operação do sistema MBR, com membranas modificadas e membranas comerciais, a concentração média de Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO5) na alimentação do sistema foi de 440 mg.L-1 e a eficiência de remoção foi superior a 94%. Quando o sistema MBR passou a operar com concentração de Sólidos Suspensos Totais (SST) superior a 8.000 mg.L-1, condição considerada de equilíbrio, a permeabilidade média das membranas modificadas, normalizada para 20 ºC, foi de 1.166,1 L.m-2.h-1.bar-1, enquanto para as membranas comerciais a permeabilidade foi de 326,7 L.m-2.h-1.bar-1. O fluxo de permeado médio, para o sistema MBR, foi em torno de 6 L.m-2.h-1, tanto para as membranas modificadas quanto para as membranas comerciais avaliadas na etapa de operação em equilíbrio. Com a operação dos sistemas MBR e MB-MBR em paralelo, com as membranas modificadas, concluiu-se que, embora as qualidades dos permeados produzidos tenham sido similares, o sistema MB-MBR apresentou menores pressões de operação e, consequentemente, menor propensão à formação de depósitos. Os ensaios de filtrabilidade demonstram que as membranas modificadas apresentaram menor resistência à filtração que as membranas comerciais para o liquor misto de MBR e MB-MBR, no entanto o liquor misto do sistema MB-MBR apresentou menor resistência a filtração. De modo geral, concluiu-se que a adição de nanopartículas de argila na modificação das membranas resultou em poros mais longos, favorecendo o aumento da permeabilidade das membranas modificadas em relação às membranas comerciais. Quanto a operação dos sistemas MBR e MB-MBR em paralelo, a pressão transmembrana para o sistema MB-MBR foi em torno de 10 vezes menor que a pressão transmembrana no sistema MBR. Maiores concentrações de sólidos em suspensão totais no liquor misto dos sistemas de MBR e MB-MBR, resultaram em maiores fluxos críticos e, consequentemente, maior produção de permeado. / Treatment systems that combine activated sludge processes, with suspended or adhered growth, with membrane technology, Membrane Bioreactor (MBR) and Moving Bed Membrane Bioreactor (MB-MBR) are considered compact and efficient options for domestic wastewater treatment. Although this promising technology still presents the reduction of membrane performance as a relevant issue. This reduction on the membrane performance is caused by a complex phenomenon called fouling. An approach to improve the membrane performance and extend its life span is the addition of nanoclay during the synthesis process. Considering what was exposed, this study aimed the production and evaluation of composite polyethersulfone and clay nanoparticles membranes for domestic wastewater treatment. For this purpose, two pilot plants were constructed using the produced membranes for the treatment of the wastewater from the student housing at the University of São Paulo. The best composition of the modified membranes was 4% of nanoclay and 4% of pore former, both based on the polymer mass. This composition resulted in membranes with an average permeability of 293 L.m-2.h-1.bar-1 for demineralized water while membranes without modification had a permeability of less than 50 L.m-2.h-1.bar-1. For performance comparison, commercial membranes were used in the same pilot reactor. During the operation, the average Biological Oxygen Demand (BOD5) from raw effluent was 440 mg.L-1 and the removal efficiency was higher than 94%, for both treatment systems. When the MBR system started to operate with a Total Suspended Solids (TSS) concentration above 8,000 mg.L-1, it reached a stable condition in which the average permeability of the modified membranes, normalized to 20 ° C, was 1,166.1 L.m-2.h-1.bar-1, while for the commercial membranes the permeability was 326.7 L.m-2.h-1.bar-1. The average permeates flux for the MBR system was 6 L.m-2.h-1 for both the membranes types operating at stable conditions. With MBR and MB-MBR systems operating in parallel, with modified membranes, it was found that the quality of the produced permeates were similar, but the MB-MBR system presented lower operating pressures and, consequently, lower propensity to fouling. The filterability assays demonstrated that the modified membranes presented less resistance to filtration of MBR and MB-MBR mixed liquor than the commercial membranes. However, the MB-MBR mixed liquor presented less resistance to filtration. Overall, the comparison tests allowed to conclude that the nanoclay addition in the modification of the membranes resulted in longer pores, which increased the modified membranes permeability. Regarding the operation of the MBR and MB-MBR systems, the transmembrane pressure for the MB-MBR system was about 10 times lower than the transmembrane pressure in the MBR system. Higher concentrations of total suspended solids in the mixed liquor of the MBR and MB-MBR systems resulted in higher critical fluxes and, consequently, higher permeate production.

O presente trabalho tem como objetivo a síntese e caracterização de hidróxido duplo lamelar (HDL) do tipo hidrotalcita intercalado com metaloftalocianinas (CuPcTs e CoPcTs) e metaloporfirina (CoTPhsP) aniônicas. Como rota sintética, três métodos foram testados: (i) coprecipitação do hidróxido duplo em solução contendo o macrociclo; (ií) reconstituição estrutural da mistura de óxidos obtida pela decomposição térmica de HDL na forma carbonato e (ííi) decomposição térmica do carbonato intercalado empregando um meio contendo poliol. A influência do método de intercalação nas propriedades texturais do material e o efeito da imobilização dos macrociclos na região interlamelar foram avaliados através da caracterização textural (difração de raios-X e medidas de área superficial), espectroscópica (vibracional no infravermelho, eletrônica no UV/visível e ressonância paramagnética eletrônica) e das análises elementar (C, H, N e metais) e termogravimétrica. Avaliou-se a influência das propriedades texturais dos compósitos e do arranjo dos intercalados na reatividade e estabilidade dos macrociclos confinados no espaço interlamelar através da reação de decomposição do peróxido de hidrogênio. A síntese por coprecipitação dos hidróxidos duplos lamelares do tipo hidrotalcita mostrou-se eficiente para a obtenção de produtos puros e de alta cristal inidade. Entretanto, os materiais obtidos a partir da intercalação dos macrociclos nas matrizes de HDL através dos diferentes métodos sintéticos resultaram em sólidos com baixa cristalinidade. Os estudos mostraram que a obtenção de materiais contendo apenas uma fase é dependente do método de intercalação empregado. Os resultados de análise elementar indicaram um alto grau de intercalação dos macrociclos nos HDLs. Os espectros vibracionais no infravermelho apresentaram bandas que podem ser atribuídas à presença de íons carbonato no espaço interlamelar dos sistemas HDL-macrociclos. A incorporação completa do macrociclo foi observada para a CoPcTs intercalada no HDL via método da coprecipitação. Por outro lado, o método do poliol, utilizado para a intercalação da CuPcTs e CoPcTs, resultou em materiais com baixo grau de intercalação. A intercalação dos macrociclos nos HDLs foi confirmada através dos resultados obtidos por difração de raios-X, que indicaram um aumento substancial do espaçamento basal, que aumentou de aproximadamente 8A nas matrizes precursoras contendo CO32- para cerca de 23A nas matrizes contendo os macrociclos intercalados. As medidas de área superficial sugerem que não houve a formação de microporos nos HDLs incorporados com os macrociclos, pois estes não apresentaram valores de área superficial significativamente maior que os das matrizes de HDL na forma carbonato. A intercalação da CoPcTs e da CoTPhsP aumenta tanto a estabilidade térmica dos HDLs em relação à matriz com carbonato, quanto a dos próprios macrociclos. Em relação aos HDLs contendo a CuPcTs, observou-se comportamento térmico distinto. A intercalação da CuPcTs também aumenta a estabilidade térmica do HDL mas o confinamento do macrociclo provoca a sua decomposição em temperatura menor que aquela observada quando livre. Os espectros de absorção eletrônica mostraram que as metaloftalocianinas quando intercaladas nos HDLs apresentaram menor grau de agregação às espécies livres. Porém, os espectros de RPE indicaram que as espécies CuPcTs agregados são dominantes nas amostras intercaladas uma vez que apresentam apenas valor de g isotrópico (g=2,06). Os sistemas com a CoPcTs também apresentaram agregados mas em menor extensão que aqueles com os análogos de Cu(II). Com relação ao comportamento catalítico dos diferentes materiais sintetizados na decomposição do peróxido de hidrogênio, os três macrociclos estudados apresentaram comportamentos distintos. A CuPcTs suportada e intercalada no HDL não apresenta atividade catalásica embora a forma livre promova a dismutação do H2O2. Os materiais com a CoPcTs e CoTPhsP são mais ativos que o macrociclo livre na decomposição do peróxido de hidrogênio. Os HDLs com a CoTPhsP são mais resistentes ao ataque oxidativo do peróxido de hidrogênio que a porfirina livre. As ftalocianinas metaladas em meio homogêneo ou heterogêneo não são degradadas pelo H202. Preparation and characterization of layered double hydroxides intercalated with macrocyclic metallated species / The aim of the present work is to synthesize and characterize layered double hydroxides (hydrotalcite-like compounds) intercalated with anionic metallophthalocyanines (CuPcTs and CoPcTs) and metalloporphyrin (CoTPhsP). Three preparative methods were tested to isolate the intercalated materiais: (i) double hydroxide coprecipitation in the presence of the macrocycle, (ii) structure reconstruction of the mixed oxides obtained by thermal decomposition of layered double hydroxide (LDH) phase containing volatile ion; (iii) thermal decomposition of carbonate-containing phase in a polyol media. The influence of the intercalation method in the material textural properties and the effect of the macrocycle immobilization in the interlayer region were evaluate through the textural characterization (x-ray diffraction analysis and surface area measurements), vibrational (IR) and electronic (UV-visible) spectroscopy, elementary analysis and thermogravimetry. The effect of the composites textural properties and the intercalated species arrangement in the LDH gallery was evaluate carrying out the hydrogen peroxide decomposition reaction. The LDHs preparation by coprecipitation was an efficient method to obtain pure and crystalline products. However the macrocycle intercalated materiais isolated by the three methods mentioned above were poorly crystallized phases. The experimental data also showed that the isolation of materiais containing only one phase depends on the synthetic approach. The extension of intercalated macrocycle species in LDHs was broad as judged by elementary analysis data. The IR vibrational spectra showed some bands that can be attributed to the presence of carbonate ions in the interlayer of LDH macrocycle systems. Material containing approximately 100% of macrocycle in the LDH gallery was isolated by the double hydroxide coprecipitation in a solution containing CoPcTs. On the other hand, polyol method rendered materiais with small amount of intercalated metallophthalocyanines. The macrocycle intercalation between LDHs layers was confirmed by the x-ray diffraction patterns: the basal spacing of the carbonate precursor (ca. 8A) increases to approximately 23A in the matrices intercalated with phthalocyanines or porphyrin. The surface area data suggested that the macrocycle intercalated solids do not have microporous owing to the fact that as the surface area values are not higher than that obtained for the LDH precursor. CoPcTs and CoTPhsP intercalation increases the thermal stability of HDLs in relation to the carbonate phase as much as the macrocycle stability. CuPcTs systems showed a particular behaviour: the thermal stability of LDH structure is increased but the phthalocyanine decomposition occurs in a lower temperature than that observed to the macrocycle free form. The electronic absorption spectra revealed a decrease in the metallophthalocyanine aggregation when the species are intercalated in LDHs However the EPR spectra showed only the isotropic g value (g=2.07) evidencing that the CuPcTs aggregated species are dominant in the LDH samples. CoPcTs systems are also aggregated but in a less extension than the Cu(lI) compound. The catalase-like activity of the intercalated materiais was distinct for each macrocycle system tested. CuPcTs intercalated or supported in LDHs is not active in the hydrogen peroxide dismutation in despite of the free form shows activity. CoPcTs and CoTPhsP materiais exhibit better catalytic performance than the free macrocycles. LDHs containing CoTPsP are more resistant to the oxidative attack of hydrogen peroxide than the free porphyrin. Metallophthalocyanines species in homogeneous or heterogeneous media are not degraded by H202.

O presente trabalho teve como objetivo geral determinar a distribuição espacial de depósitos de argilas cauliníticas brancas na região de São Gabriel da Cachoeira, estado do Amazonas, por meio de estudos de campo e análise de imagens orbitais. Foram desenvolvidos estudos em duas escalas distintas. Um de detalhe, com coleta de amostras em uma área de 0,3km2 e com pontos de amostragem eqüidistantes de 50m, e outo regional em área de 65km2 com características geoambietais semelhantes àquelas observadas na zona de estudo detalhado. Buscou-se selecionar variáveis pedológicas (textura e cor do solo, concentração de óxidos e oxidróxidos de ferro), topográficas e fitofisionômicas relacionadas às possíveis ocorrências de depósitos de argilas cauliníticas brancas. Para a área de detalhe determinou-se a textura, a cor e a concentração de óxidos e oxidróxidos de ferro para os primeiros 100cm do solo. Os resultados obtidos foram mapeados e posteriormente associados aos dados de relevo, tipo de solo e vegetação local. A partir do estudo em escala local verificou-se que a textura do solo e a concentração de óxidos e oxidróxidos de ferro variam nos primeiros 100 cm de solo, na transição dos Latossolos para os Espodossolos. Foi possível verificar, a partir da espacialização em superfície contínua dos atributos dos solos analisados e das correlações com a vegetação e com a topografia local, que os depósitos de argilas cauliníticas brancas estão limitados aos locais com condições pedológicas específicas, o que permite a identificação indireta através do estudo dos padrões espectrais da vegetação e da morfologia do terreno. Com base em técnicas de sensoriamento remoto e geoprocessamento, efetuo-se o mapeamento regional da vegetação e da geomorfologia e realizou-se a associação destes atributos com os dados estudados em escala local para a determinação de depósitos de argilas cauliníticas brancas em escala regional. Nesta escala, os resultados mostraram que a ocorrência de tais depósitos limita-se a condições geoambientais, intimamente associadas com o regime hídrico e com a topografia da região, que permitem sua formação e provável desaparecimento com a evolução dos processos de hidromorfia, devido à erosão geoquímica e conseqüente aplainamento das colinas residuais. Concluindo, os depósitos de argilas cauliníticas brancas ocorrem em condições geoambientais específicas associadas aos topos de colinas residuais, na transição entre o sistema pedológico Latossolo/Espodossolo associados à fitofisionomias transicionais entre as formações da Floresta Ombrófila Densa e da Campinarana / This study had the mainly objective to determine the spatial distribution of white kaolinitic clay deposits in São Gabriel da Cachoeira region, Amazonas State, in field studies and by satellite images analysis. The study was carried out in two different spatial scales. At field study (detailed area) was sampled 50 points to describe an area of 0.3 km², with equidistant sampling points of 50 m. The extrapolation was made through a regional scale study in an area of 65km², adopting vegetation and soil features similar to those observed in field study scale. The select pedologic variables (soil texture and color, concentration of iron oxides and oxidroxides), topographic and vegetation features related to the possible white kaolinitic clay deposits occurrence were selected for analyses. Through the field study area, it was determined the texture, color and iron oxides and oxidroxides concentration for the first 100 cm of soil depth. The results were spacialized and thereafter correlated to topographic aspect, soil unit and local vegetation. In the field scale study it was showed that soil texture and oxides and oxidroxides concentrations have an expressive variability in the first 100 cm of soil depth, considering the transition between Oxisols and Spodosols. It was observed, through the soil attributes maps and correlation with vegetation and the local topography features, that the white kaolinitic clay deposits are limited to sites with specific soil conditions, which allows indirect identification by studying the spectral patterns of vegetation and terrain morphology. Based on remote sensing and GIS techniques, it was made the regional vegetation and geomorphology maps, and the association of these attributes with the maps made at field scale study showed the determination of white kaolinitic clay deposits on a regional scale. On this scale, the results showed that the occurrence of such deposits is limited to geo-environmental conditions, closely associated with the water system and the topography of the region, allowing their formation and disappearance due to hydromorphic processes and geochemistry erosion, what causes the flattening of residual hills. The white kaolinitic clay deposits occur in specific geo-environmental conditions associated with residual hill tops between the boundary transition of the Oxisol/Spodosol pedologic system associated with transitional vegetation units between the Dense Rain Forest and Campinarana

O presente trabalho teve como objetivo geral determinar a distribuição espacial de depósitos de argilas cauliníticas brancas na região de São Gabriel da Cachoeira, estado do Amazonas, por meio de estudos de campo e análise de imagens orbitais. Foram desenvolvidos estudos em duas escalas distintas. Um de detalhe, com coleta de amostras em uma área de 0,3km2 e com pontos de amostragem eqüidistantes de 50m, e outo regional em área de 65km2 com características geoambietais semelhantes àquelas observadas na zona de estudo detalhado. Buscou-se selecionar variáveis pedológicas (textura e cor do solo, concentração de óxidos e oxidróxidos de ferro), topográficas e fitofisionômicas relacionadas às possíveis ocorrências de depósitos de argilas cauliníticas brancas. Para a área de detalhe determinou-se a textura, a cor e a concentração de óxidos e oxidróxidos de ferro para os primeiros 100cm do solo. Os resultados obtidos foram mapeados e posteriormente associados aos dados de relevo, tipo de solo e vegetação local. A partir do estudo em escala local verificou-se que a textura do solo e a concentração de óxidos e oxidróxidos de ferro variam nos primeiros 100 cm de solo, na transição dos Latossolos para os Espodossolos. Foi possível verificar, a partir da espacialização em superfície contínua dos atributos dos solos analisados e das correlações com a vegetação e com a topografia local, que os depósitos de argilas cauliníticas brancas estão limitados aos locais com condições pedológicas específicas, o que permite a identificação indireta através do estudo dos padrões espectrais da vegetação e da morfologia do terreno. Com base em técnicas de sensoriamento remoto e geoprocessamento, efetuo-se o mapeamento regional da vegetação e da geomorfologia e realizou-se a associação destes atributos com os dados estudados em escala local para a determinação de depósitos de argilas cauliníticas brancas em escala regional. Nesta escala, os resultados mostraram que a ocorrência de tais depósitos limita-se a condições geoambientais, intimamente associadas com o regime hídrico e com a topografia da região, que permitem sua formação e provável desaparecimento com a evolução dos processos de hidromorfia, devido à erosão geoquímica e conseqüente aplainamento das colinas residuais. Concluindo, os depósitos de argilas cauliníticas brancas ocorrem em condições geoambientais específicas associadas aos topos de colinas residuais, na transição entre o sistema pedológico Latossolo/Espodossolo associados à fitofisionomias transicionais entre as formações da Floresta Ombrófila Densa e da Campinarana / This study had the mainly objective to determine the spatial distribution of white kaolinitic clay deposits in São Gabriel da Cachoeira region, Amazonas State, in field studies and by satellite images analysis. The study was carried out in two different spatial scales. At field study (detailed area) was sampled 50 points to describe an area of 0.3 km², with equidistant sampling points of 50 m. The extrapolation was made through a regional scale study in an area of 65km², adopting vegetation and soil features similar to those observed in field study scale. The select pedologic variables (soil texture and color, concentration of iron oxides and oxidroxides), topographic and vegetation features related to the possible white kaolinitic clay deposits occurrence were selected for analyses. Through the field study area, it was determined the texture, color and iron oxides and oxidroxides concentration for the first 100 cm of soil depth. The results were spacialized and thereafter correlated to topographic aspect, soil unit and local vegetation. In the field scale study it was showed that soil texture and oxides and oxidroxides concentrations have an expressive variability in the first 100 cm of soil depth, considering the transition between Oxisols and Spodosols. It was observed, through the soil attributes maps and correlation with vegetation and the local topography features, that the white kaolinitic clay deposits are limited to sites with specific soil conditions, which allows indirect identification by studying the spectral patterns of vegetation and terrain morphology. Based on remote sensing and GIS techniques, it was made the regional vegetation and geomorphology maps, and the association of these attributes with the maps made at field scale study showed the determination of white kaolinitic clay deposits on a regional scale. On this scale, the results showed that the occurrence of such deposits is limited to geo-environmental conditions, closely associated with the water system and the topography of the region, allowing their formation and disappearance due to hydromorphic processes and geochemistry erosion, what causes the flattening of residual hills. The white kaolinitic clay deposits occur in specific geo-environmental conditions associated with residual hill tops between the boundary transition of the Oxisol/Spodosol pedologic system associated with transitional vegetation units between the Dense Rain Forest and Campinarana

Neste trabalho, fracionou-se e tratou-se a argila Brasgel. Esta argila foi pilarizada em vários estágios de facionamento e/ou tratamento com 5 meq de Al / g de argila: (i) Al-PILC, a argila passou por todos os estágios de fracionamento e tratamento (ARG), (ii) Al-PILCFe, a argila não passou pela etapa de retirada de Fe livre (ARGFe) e (iii) Al-PILCFe/silte, a argila não passou pelas etapas de retirada de silte e Fe livre (ARGFE/silte). Em análise por DRX observou-se que as Al-PILCs apresentaram uma distância basal maior que as argilas de partida. A análise textural indicou que as argilas Al-PILCs e ARGs são materiais mesoporosos, com poros do tipo fenda estreita e do tipo fenda, respectivamente. Além disso, as Al-PILCs apresentaram área superficial razoavelmente maior que as ARGs correspondentes. Outras análises feitas nas argilas foram: teor de Si, Fe e Al; CTC; FTIR; TGA e TGD. As argilas Brasgel pilarizadas foram usadas como catalisador na reação de isomerização do óxido de estireno em hexano sob refluxo. A reação foi seletiva na formação de fenilacetaldeído. As argilas Al-PILCFe e Al-PILCFe/silte apresentaram melhor desempenho catalítico (100 % de conversão em 20 min de reação). Assim, as argilas Brasgel pilarizadas se apresentaram como uma Tecnologia Limpa na reação de isomerização do óxido de estireno ao fenilacetaldeído. Palavras-chave: Desenvolvimento Sustentável. Tecnologia Limpa. Química Verde. Argilas Pilarizadas. Isomerização de Epóxidos. / This work, the Brasgel clay was fractionated and treated. The clay was pillared in several stages of fractionation and / or treatment with Al 5 meq / g of clay: (i) Al- PILC, the clay has passed through all stages of treatment and fractionation (ARG), (ii) Al-PILCFe, the clay would not pass the step of removal of free Fe (ARGFe) and (iii) Al-PILCFe/silt, clay has not gone through the steps of removing silt and free Fe (ARGFE/silt). XRD analysis showed that the Al-PILCs showed a basal spacing greater than the starting clays. The textural analysis indicated that the Al-PILCs and ARGs are mesoporous materials, with pore narrow slit type and slit type, respectively. Moreover, the Al-PILCs showed reasonable surface area greater than the corresponding ARGs. Other analyzes were made on clays: the content of Si, Fe and Al; CEC, FTIR, TGA and TGD. Brasgel pillared clays have been used as catalyst in the isomerization reaction of the styrene oxide in refluxing. The reaction was selective for the formation of phenylacetaldehyde. Al-PILCFe and Al-PILCFe/silt clays showed better catalytic performance (100% conversion in 20 min of reaction). Thus, the pillared clays Brasgel presented as a Clean Technology in the isomerization reaction of styrene oxide to phenylacetaldehyde. Keywords: Sustainable Development. Clean Technology. Green Chemistry. Pillared Clays. Isomerization of Epoxides.