Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas / Made available in DSpace on 2012-10-16T10:11:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T20:36:43Z : No. of bitstreams: 1 105508.pdf: 3147202 bytes, checksum: b5a14126a4e3157fadcac8c3504426a8 (MD5) / Estudos potenciométricos de equilibrio foram realizados para determinar o grau de associação dos substratos orto-diaminas aromáticas com o complexo binuclear de Co(II)-OBISDIEN em ausência e em presença de oxigênio. Dessa maneira, as constantes de associação obtidas para esses sistemas ternários, em presença de oxigênio, correlacionam linearmente com o pKa do substrato coordenado ao centro metálico na cavidade do complexo binuclear. Os espectros UV-VIS para o sistema µ-peroxo--Co-OBISDIEN em presença do substrato coordenado ao complexo binuclear revelam uma banda intensa de transferência de carga com um máximo de absorção próximo a 370 nm e um ombro próximo a 290 nm. Ainda, as cinéticas de degradação do complexo p-peroxo-Co-OBISDIEN em presença do 1,2-diaminobenzeno mostraram um comportamento de primeira ordem. O produto da reação, a 2,3-diaminofenazina, foi caracterizado por espectrometria de massa, RMN1H e 13C. Assim, um mecanismo para reação foi sugerido, onde a formação do complexo, µ-peroxo-µ-1,2-cliaminobenzeno-Co-OBISDIEN é um intermediário importante na oxidação do substrato.

Dissertaçao (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2013-07-16T01:50:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 222152.pdf: 1438681 bytes, checksum: 59a5e0758aa10495e610720d60b3b433 (MD5) / Dentre os tipos de poluição do meio ambiente, a poluição atmosférica é a que mais causa incômodo à população. Esta exerce efeitos sobre a saúde humana, causando desde simples irritações e morbilidade no trabalho até câncer de pulmão. A poluição do ar não é restrita a poluentes visíveis de atmosferas urbanas. A concentração de poluentes do ar em ambientes ocupacionais pode ser mil vezes superior a de áreas abertas, devido a localização de fontes potenciais de emissão internos e pela ausência de sistemas de ventilação adequados, que diluam ou dispersem os poluentes. Dos poluentes mais perigosos encontrados nestes ambientes, são destaques o benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos, conhecidos pela sigla BTEX. Para o controle destes compostos orgânicos voláteis, é necessário quantificá-los e compará-los aos valores limites de tolerância (VLT) em ambientes ocupacionais, legislado no Brasil pela Norma Regulamentadora nº 15 do Ministério do Trabalho e Emprego. A utilização de amostradores passivos combinado com a cromatografia gasosa permite realizar esta tarefa de maneira relativamente simples, rápida, menos onerosa e tão eficiente quanto a amostragem ativa. Portanto, o objetivo do presente trabalho é otimizar em uma metodologia, a amostragem passiva voltada ao monitoramento de ambientes internos ou ocupacionais utilizando tubos amostradores, um sistema analítico composto por um dessorvedor térmico e um cromatógrafo gasoso acoplado a um detector de espectrometria de massas. Na pesquisa foram aplicadas duas técnicas de calibração do sistema analítico (Injeção Direta e Diluição Estática), objetivando por meio da análise estatística e crítica, determinar qual das duas técnicas tem o melhor desempenho. Na Injeção Direta foram injetadas alíquotas de soluções-padrão diretamente no leito adsorvente do amostrador, enquanto na Diluição Estática, foram criadas atmosferas-padrão de concentração conhecida, onde o amostrador foi exposto durante uma hora, simulando a amostragem passiva dos BTEX. A pesquisa foi finalizada com a aplicação do método resultante em três aplicações de campo diferentes: dois ambientes ocupacionais de uma refinaria de petróleo, posto de combustível e um laboratório de ensaios com combustão e sistemas térmicos. Diante das metodologias empregadas, a Injeção Direta apresentou ser uma técnica confiável de calibração do sistema analítico utilizado, onde esta foi utilizada na quantificação dos BTEX no ar dos ambientes estudados. Foram encontrados resultados quantificáveis médios no laboratório de combustão e sistemas térmicos de 5,12 ppb de benzeno, 7,87 ppb de tolueno, 11,58 ppb de etilbenzeno e 22,23 ppb de xilenos.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T07:05:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 291540.pdf: 4207197 bytes, checksum: 80806be4b1520baa89064f0c8595195e (MD5) / O abastecimento de gasolina em postos de combustíveis cria condições momentâneas de elevada concentração atmosférica de vapores nocivos à saúde. Entre os contaminantes químicos presentes na gasolina estão o benzeno, o tolueno, o etilbenzeno e os isômeros do xileno (BTEX), que apresentam elevada toxicidade. Suas concentrações devem ser monitoradas em ambientes laborais onde esses compostos estejam presentes, visando preservar as condições de saúde do trabalhador. No presente trabalho, foi desenvolvida uma metodologia analítica para determinação de concentrações de pico dos BTEX, por meio do uso de ampolas de vidro para coleta de amostras instantâneas, utilizando um CG/DIC. Essa técnica consiste em coletar as amostras gasosas da atmosfera laboral em ampolas de vidro, extraindo os compostos voláteis da matriz gasosa por meio de uma fibra de microextração de PDMS/100 µm. O método proposto forneceu um procedimento simples e rápido de análise com limites de detecção de 72 ng/L (benzeno), 27 ng/L (tolueno), 28 ng/L (etilbenzeno), 52 ng/L (m,p-xileno) e 21 ng/L (o-xileno). As curvas de calibração apresentaram desvios padrão (n=3) entre 0,6 e 8,3 % e R2> 0,9936. Os coeficientes de partição dos BTEX na microfibra foram determinados experimentalmente a temperatura de 40°C e extrapolados até 13,6°C. A recuperação mínima obtida foi de 79 % sobre a média e a diferença percentual da análises em duplicata foi menor que 8 %. Análises de amostras coletadas em postos de combustíveis apresentaram resultados dentro da escala de concentração adotada nas curvas de calibração.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-11-17T03:06:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 335839.pdf: 7018965 bytes, checksum: 05d36acf1d09aed5a9c806d865c34bda (MD5) Previous issue date: 2015 / A indústria petrolífera, além de ser uma grande geradora de efluentes contaminados, produz derivados com alto teor de componentes tóxicos, os quais já se encontram presentes no petróleo bruto ou podem ser gerados na própria refinaria. Um exemplo é a gasolina automotiva comercializada nos postos revendedores e contaminada naturalmente com benzeno e tolueno numa concentração de até 1 % v/v (? 113 mmol/L) e 4 % v/v (? 376 mmol/L), respectivamente. O problema desses compostos é o efeito que eles causam à saúde; são depressores poderosos do sistema nervoso central e o benzeno é comprovadamente carcinogênico humano. Este trabalho teve como finalidade estudar a remoção de benzeno e tolueno da gasolina, representada em laboratório pelo iso-octano, por processo adsortivo, utilizando os carvões ativados vegetal de casca de coco e mineral betuminoso como adsorventes, na faixa de 18x30 mesh. Testes iniciais com os carvões permitiram afirmar que o processo de remoção é mais adequado com a utilização do carvão de casca de coco, em uma concentração de 40 g/L, obtendo-se remoção aproximada de 1,1 mmol/g ou 36 % para o benzeno e 1,8 mmol/g ou 16 % para o tolueno, em temperatura ambiente. Testes com o carvão permitiram conhecer sua basicidade, o que favorece a adsorção de compostos orgânicos, e sua área superficial repleta de poros. Foi avaliada também a influência da concentração inicial de contaminante e notou-se que as cinéticas de adsorção atingem o equilíbrio rapidamente, em menos de 60 min. A capacidade máxima de adsorção foi estudada através das isotermas, obtendo 2,05 mmol/g para o benzeno e 2,04 mmol/g para o tolueno, para sistema monocomponente. No ensaio bicomponente, no entanto, foi verificada a preferência do carvão pelo tolueno, cuja capacidade máxima de adsorção foi de 1,05 mmol/g contra 0,8 mmol/g para o benzeno. Esse resultado também foi verificado por outros autores, que avaliaram sistemas aquosos, e pode estar associado à polaridade e massa molar dos compostos. Foi notado também que o benzeno exerce influência negativa na adsorção do tolueno e vice-versa, pois para os dois compostos a adsorção bicomponente foi menor quando comparada aos valores monocomponentes. Nos ensaios de dessorção, o processo utilizando aquecimento do carvão promoveu uma remoção maior em relação ao uso do solvente.<br> / Abstract : The oil industry, besides being a great generator of contaminated effluents, produces derivatives with high content of toxic components, which are already present in the crude oil or can be generated in the refinery itself. An example is the automotive gasoline sold in gas stations and contaminated naturally with benzene and toluene at a concentration of until 1 % v/v (? 113 mmol/L) and 4 % v/v (? 376 mmol/L), respectively. The problem with these compounds is the effect they cause to health; they are a powerful central nervous system depressant and benzene is a proven human carcinogen. This work aimed to study the removal of benzene and toluene from gasoline, represented in the laboratory by iso-octane, by adsorptive process, using the activated carbons of vegetable coconut shell and bituminous mineral as adsorbents, in the range of 18x30 mesh. Initial tests with the coals proved that the removal process is more suited to the use of vegetable coconut shell carbon, at a concentration of 40 g/L, obtaining approximately a removal of 1.1 mmol/g or 36 % for benzene and 1.8 mmol/g or 16 % for toluene at ambient temperature. Tests with coal showed that it is basic, which favors the adsorption of organic compounds, and that its surface area is full of pores. The influence of the initial concentration of the contaminant was also verified and it was noticed that the adsorption kinetics rapidly reach equilibrium, in less than 60 min. The maximum adsorption capacity was studied by the isotherms, obtaining 2.05 mmol/g for benzene and 2.04 mmol/g for toluene, for the system monocomponent. In bicomponent test, however, it was found a preference of coal for toluene, whose maximum adsorption capacity was 1.05 mmol/g versus 0.8 mmol/g for benzene. This result was also observed by other authors, who studied aqueous systems, and may be associated with polarity and molecular weight of the compounds. It was also noticed that benzene causes a negative influence on the toluene adsorption and vice versa, because the bicomponent adsorption of both compounds was less when compared to single component values. In desorption, the process using coal heating promoted a greater removal regarding the use of the solvent.

Nanopartículas (NPs) de rutênio bem distribuídas foram produzidas sobre suportes de Al2O3 modificados por líquidos iônicos (LIs) derivados do cátion imidazólio ancorados covalentemente contendo diferentes ânions e cadeias laterais alquílicas do cátion por simples Sputtering de um alvo de rutênio. Esses catalisadores foram caracterizados através das técnicas de microscopia eletrônica (MET) e espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X (XPS). De acordo com os dados obtidos por MET, o tamanho das NPs é controlado pela quantidade de metal depositada. Além disso, a estrutura do LI suportado pode ser estudada a partir de modelos para os espectros XPS de regiões de interesse. Essas NPs são catalisadores ativos para a hidrogenação de benzeno e dependendo da natureza do LI utilizado para modificar o suporte (hidrofílico ou hidrofóbico), diferentes comportamentos catalíticos foram observados. Números de turnover (TON) de até 27000 com uma frequência de turnover (TOF) de 9830 h-1 foram alcançados com NPs de rutênio de 6,4 nm suportadas em Al2O3 modificado com LI contendo o ânion N(SO2CF3)2-, enquanto que valores superiores de seletividade inicial para ciclohexeno (20% à conversão de benzeno de 1%) foram atingidos para NPs de rutênio de 6,6 nm no caso em que os ânions Cl- e BF4- foram usados. Essas observações sugerem que o LI suportado interage com a superfície das NPs, modificando a reatividade desses sistemas catalíticos. Essas descobertas abrem um novo leque de oportunidades no desenvolvimento de NPs metálicas com tamanho controlado e reatividade modificável. / Well-distributed ruthenium nanoparticles (NPs) were produced over Al2O3 supports modified with covalently anchored imidazolium ionic liquids (ILs) containing different anions and cation lateral alkyl chain lengths by simple sputtering from a ruthenium foil. These catalyts were characterised by means of electron microscopy (TEM) and x-ray photoelectron spectroscopy (XPS). According to data obtained by TEM, the size of the NPs is controlled by the amount of sputtered metal. Furthermore, the structure of the supported IL can be studied using models to fit XPS spectra of regions of interest. These NPs are active catalysts for the hydrogenation of benzene. Furthermore, depending on the nature of the IL used to modify the support (hydrophilic or hydrophobic), different catalytic profiles were observed. Turnover numbers (TON) as high as 27 000 with a turnover frequency (TOF) of 9830 h-1 were achieved with ruthenium NPs of 6.4 nm supported in Al2O3 modified with an ILcontaining the N(SO2CF3)2- anion, whereas higher initial cyclohexene selectivities (ca. 20% at 1% benzene conversion) were attained for ruthenium NPs of 6.6 nm in the case where Cl- and BF4- anions were used. Such observations strongly suggest that the supported IL interacts with the NP surface, modifying the reactivity of these catalytic systems. These findings open a new window of opportunity in the development of size-controlled metal NPs with tuneable reactivity.

Nanopartículas (NPs) de platina e rutênio (Alloy e Core-Shell), estabilizadas pelo líquido iônico (LI) hexafluorofosfato de 1-n-butil-3-metilimidazólio (BMI.PF6), foram sintetizadas por método químico. Esses catalisadores foram caracterizados através das técnicas de Difração de Raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) e Espectroscopia de Emissão de Fotoelétrons Excitados por Raios X (XPS - sigla em inglês). De acordo com os dados obtidos, as NPs sintetizadas em LI se mantiveram efetivamente distribuídas e estabilizadas. Essas NPs foram catalisadores ativos para hidrogenação parcial de benzeno, e dependendo o arranjo das NPs metálicas, isto é, Alloy ou Core-Shell apresentaram diferentes comportamentos catalíticos. As NPs Pt-Ru, com diâmetro médio de 2,5 nm, atingiram números de turnover (TON) de até 271 com uma frequência de turnover (TOF) de 0,25 min-1, enquanto que NPs Ru@Pt, com diâmetro médio de 2,4 nm, atingiram TON de até 755 e TOF de 0,68 min-1. / Nanoparticles (NPs) of platinum and ruthenium (Alloy and Core-Shell), stabilized by ionic liquid (IL) 1 -n-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate (BMI.PF6) were synthesized by chemical methods. These catalysts were characterized by the techniques of X-Ray Diffraction (XRD), Transmission Electron Microscopy (TEM) and X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). According to the data obtained NPs synthesized in IL remained effectively distributed and stabilized. These NPs are active catalysts for the partial hydrogenation of benzene and depending on the arrangement of metal in NPs surfaces, i.e., Alloy or Core-Shell had different catalytic behavior. NPs Pt- Ru, with an average diameter of 2.5 nm reached turnover number (TON) of up to 271 and a turnover frequency (TOF) of 0.25 min-1 while Ru@Pt NPs, with a mean diameter of 2.4 nm, reached TON of up to 755 and TOF of 0,68 min-1.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. PROÁGUA, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2014-12-11T16:26:50Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTACAO_AvaliaçãoInfluênciaEmissões.pdf: 2479192 bytes, checksum: 1c08c947065974190ec3534f0bd40fcb (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-12-14T12:46:47Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTACAO_AvaliaçãoInfluênciaEmissões.pdf: 2479192 bytes, checksum: 1c08c947065974190ec3534f0bd40fcb (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-14T12:46:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTACAO_AvaliaçãoInfluênciaEmissões.pdf: 2479192 bytes, checksum: 1c08c947065974190ec3534f0bd40fcb (MD5) Previous issue date: 2009 / O benzeno, substância comprovadamente carcinogênica, é um composto onipresente na natureza. Seus efeitos tóxicos crônicos envolvem principalmente alterações hematológicas, como leucemias, além de influenciar diversos tipos de danos ao DNA. Existem diferentes fontes antropogênicas de emissão de benzeno, além de fontes naturais, sendo as principais fumaça de cigarro, escapamentos de automóveis, processos de abastecimento em postos de combustíveis e emissões industriais, principalmente de indústrias siderúrgicas e petroquímicas. As emissões mais significativas de benzeno nas siderúrgicas ocorrem durante o processo de coqueificação e são oriundas principalmente nas coquerias, normalmente presentes nessas indústrias. Tanto estas emissões quanto as das petroquímicas, são previstas por leis ocupacionais que instituem limites de exposição aos trabalhadores desses setores. As emissões de benzeno em áreas ocupacionais são legalmente controladas em todo o mundo, mas, poucos países legislam sobre a exposição não ocupacional. O Brasil não apresenta regulamentação quanto às concentrações atmosféricas fora de ambientes ocupacionais. Devido a esses fatores, nesta pesquisa foi avaliada a ocorrência de diferenças estatísticas no teor de ácido trans, trans-mucônico (ATTM) urinário, indicador biológico de exposição ao benzeno, entre moradores de uma cidade que possui uma grande indústria siderúrgica na área urbana. O ATTM foi extraído da urina através de cartucho contendo trocador iônico forte (SAX) e foi determinado por cromatografia líquida de alta eficiência, utilizando coluna C18 e detecção por UV-vis com arranjo de diodos. O método foi otimizado e validado com relação à linearidade, faixa de trabalho, precisão e exatidão, que apresentou resultados entre 78% e 98%. O método apresentou os limites de detecção e de quantificação iguais a 1,0 e 3,5μg.L-1, respectivamente. Foram determinadas as concentrações de ATTM em 193 amostras de urina coletadas em quatro sítios em duas campanhas de amostragem durante períodos de chuvas e estiagem. A concentração média de ATTM urinário encontrada foi 59,2μg.g-1 de creatinina. Não foi encontrada diferença estatística significativa ao nível de 95% de confiança com relação ao teor de ATTM urinário entre as duas campanhas, mas, nesse nível de confiança constatou-se diferença entre os resultados de indivíduos residentes em locais sob influência direta das emissões das coquerias e os resultados daqueles residentes em locais sem essa influência. Também foi encontrada diferença estatisticamente significativa ao nível de 95% de confiança entre os voluntários fumantes e não fumantes. ______________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Benzene, a confirmed human carcinogen, is a ubiquitous environmental substance. Its chronic toxic effects are mainly haematopoietic effects, like leukaemia, and DNA damages. Besides natural sources of benzene, there are many anthropogenics sources, that the principal are tobacco smoke, exhaust emissions and evaporation losses from motor vehicles, evaporation losses during the handling, distribution and storage of fuels and industrial discharge, mainly from petroleum industry and steel industry. The significant emissions of benzene in the steel industry occur during the coke production processes, in a coke oven plant, usually existing in this industry. Both petroleum industry and steel industry emissions are due to the occupational laws that establish exposure limits for its workers. Benzene’s emissions in occupational areas are lawfully supervised around the world, but few countries have determined non occupational laws. Brazil hasn’t benzene atmospheric emissions regulation for general places. Due to this facts, in this work was evaluated the occurrence of significant statistics difference in the trans,trans-muconic acid (TTMA) urinary contents, biomarker exposure from benzene, among inhabitants from a city that has a steel industry in the urban area. The TTMA was clean-up through ionexchange (SAX) cartridge and it was determined by HPLC using a C18 column and UVVis detection with arrays of diodes. The method was optimized and validated about linearity range, work range, precision and accuracies, that showed results between 78% and 98%. It showed too, detection and quantification limits of 1,0 e 3,5 μg.L-1, respectively. Altogether, the TTMA urinary concentration was determined in 193 samples collected in four different places in two different periods, rainy and dry seasons.The mean TTMA urinary concentration was 59,2μg.g-1 creatinine. No statistically significant difference at the 95% level confidence was found between TTMA urinary concentrations in both periods. A difference statistically significant at 95% confidence level was found between TTMA urinary concentrations of the one group of voluntary living in areas with direct influence from coke oven plants emission and another living in places without such influence. The difference between the TTMA urinary concentration of smokers and nonsmokers was statistically significant at 95% confidence level.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2013-06-25T21:26:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 309613.pdf: 3197581 bytes, checksum: 618f5d5103bb408f770538c45db7ab1a (MD5) / Neste trabalho foi realizado o estudo da adsorção e dessorção dos compostos BTX (benzeno, tolueno e o-xileno) em carvão de casca de coco, ativado termicamente. Os parâmetros cinéticos foram obtidos experimentalmente em reatores batelada e em coluna de leito fixo para os compostos BTX mono e multicomponentes, onde a competitividade por sítio ativo de adsorção também foi investigada. A maioria dos trabalhos existentes na literatura, abordam a adsorção monocomponente, sendo que o efeito competitivo e aditivo dos compostos por sítio ativo não é muito explorado. Este efeito é de grande importância para avaliação das condições operacionais em uma coluna de adsorção que opere com remoção multicomponente.. As isotermas de adsorção foram obtidas para os compostos mono e multicomponentes com o objetivo do conhecimento dos parâmetros de equilíbrio termodinâmico, sendo que o modelo que apresentou melhores resultados foi o modelo de isoterma de Langmuir para os compostos individuais e para a mistura. Os ensaios experimentais mostraram que, dos três compostos estudados, o o-xileno é o contaminante mais competitivo pelo sítio ativo de adsorção. Este fato está ligado à interação com a superfície do material, massa molar e solubilidade dos compostos. Foram realizados ensaios variando as condições operacionais da coluna e a adsorção ao longo do leito também foi analisada. Neste trabalho, foi utilizado um modelo fenomenológico que descreve o processo de remoção dos compostos BTX em uma coluna de leito fixo de carvão ativado. O modelo considera as resistências de transferência de massa interna e externa à partícula do adsorvente. As equações foram discretizadas utilizando o método de Volumes Finitos com formulação WUDS (Weight Upstream Differencing Scheme) e CDS (Esquema de Diferenças Centrais). O algoritmo computacional foi desenvolvido em linguagem FORTRAN. Os resultados das curvas de ruptura obtidos pela simulação apresentaram boa concordância quando comparados com dados experimentais (erro máximo de 11,52 %). Foi realizada uma análise de sensibilidade paramétrica das condições operacionais do processo de adsorção, sendo os resultados comparados com os dados experimentais. Os resultados das simulações e os resultados experimentais mostraram que todos os parâmetros avaliados influenciam na adsorção dos compostos BTX, e que o modelo matemático e a metodologia numérica podem ser usados como uma ferramenta para prever o comportamento dinâmico e estacionário do processo de adsorção mono e multicomponente, tendo os parâmetros do processo, e assim determinar as condições economicamente ótimas de uma coluna de adsorção. O estudo da regeneração do leito com solvente água e em diferentes pHs mostrou que este processo é ineficiente, enquanto que a regeneração com metanol e etanol apresentou bons resultados. O melhor resultado para a remoção dos compostos BTX do adsorvente foi encontrado com o solvente etanol, obtendo-se uma média percentual de remoção dos ciclos de regeneração de (90 % benzeno; 82 % tolueno e 78 % o-xileno), sendo que este foi escolhido como solvente dessorvente deste trabalho por apresentar melhor recuperação dos contaminantes e por ser um solvente que não apresenta toxicidade, além de ser produzido em grande escala no Brasil. / The purpose of this study was to investigate the adsorption (and subsequent desorption) of BTX compounds (benzene, toluene and o-xylene) onto thermally-activated carbon obtained from coconut shell. The kinetic parameters were obtained experimentally in batch reactors and a fixed-bed column for mono and multi BTX compounds, and competitiveness for the active site of adsorption was also investigated. Most studies in the literature are addressed the single component adsorption and the competitive and additive effect of the compounds by active site is not much explored. This effect is of great importance for obtaining the operational conditions in an adsorption column operating with multicomponent removal. The adsorption isotherms were obtained for the mono and multicomponent compounds with the aim of understanding the thermodynamic equilibrium parameters. The model which provided the best results was the Langmuir isotherm model both for individual compounds and for the mixture. Experimental tests showed that of the three compounds studied, o-xylene is the most competitive contaminant for the active site of adsorption. This finding is related to the interaction with the material surface, molecular weight and solubility of the compounds. Tests were carried out varying the operating conditions of the column and adsorption along the bed was analyzed. In this study a phenomenological model that describes the process involved in the removal of BTX compounds in a fixed-bed column of activated carbon was applied. The model considers the mass transfer resistance inside and outside the adsorbent particle. The equations were discretized using the Finite Volume Method with the interpolation functions WUDS (Weighted Upstream Differencing Scheme) and CDS (Central Difference Scheme). The computational algorithm was developed in FORTRAN language. The results obtained by breakthrough curves simulation showed good agreement when compared with experimental data (maximum error of 11.52%). A parametric sensitivity analysis of the operational conditions of the adsorption process was performed and the results were compared with experimental data. The simulation results and experimental results showed that the parameters influencing the adsorption of BTX compounds can be used together with the mathematical model and the numerical methodology as a tool to predict the dynamic behavior and stationary process of mono and multicomponent adsorption, and thereby design an economically optimized adsorption column. The regeneration of the bed with water as a solvent at different pH values was found to be ineffective; however, methanol and ethanol provided better results. The best results for the desorption of BTX compounds from the adsorbent were obtained with ethanol as a solvent, obtaining average removal percentages in the regeneration cycles of 90% for benzene, 82% for toluene and 78% for o-xylene. This solvent was thus chosen as the desorbent solvent in this study since it is non toxic, allows good contaminant recovery and is produced on a large-scale in Brazil.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2013-07-16T03:58:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 277730.pdf: 1644634 bytes, checksum: ceb6cd0dac3ae6ec80d254fc0fcf9866 (MD5) / Neste trabalho foi inicialmente realizada uma análise qualitativa dos compostos orgânicos voláteis e semi-voláteis (BTEX) presentes no ar do túnel Antonieta de Barros em Florianópolis. Posteriormente foi desenvolvido um estudo sobre a influência de solventes (alcoóis) na fotodegradação de BTEX e naftaleno. Os resultados obtidos por meio da técnica de microextração em fase sólida, com separação e detecção por cromatografia a gás com detector por ionização em chama (SPME-GC-FID), mostraram que o composto naftaleno apresentou maior degradação na presença de isopropanol. Além da otimização dos parâmetros que afetam a eficiência de extração dos analitos, um planejamento fatorial em dois níveis com inclusão de um ponto central foi realizado para a verificação das interações das variáveis sobre a resposta analítica. Esse planejamento foi realizado para o estudo sobre a fotodegradação dos compostos orgânicos na presença de H2O2 (sistema homogêneo) e TiO2 (sistema heterogêneo). As variáveis concentração de H2O2, massa de TiO2, tempo de radiação da lâmpada de UV, pH, concentração de benzeno, tolueno, etilbenzeno e naftaleno foram avaliadas. As condições ótimas para os processos oxidativos avançados foram: sistema homogêneo ausência de NaCl, 300 µg L-1 de BTEX e 300 mmol L-1 de H2O2 e para o sistema heterogêneo ausência de NaCl, 300 µg L-1 de BTEX e 0,010 g de TiO2. A degradação otimizada para os processos oxidativos avançados com H2O2 e TiO2 foram aproximadamente de 80 % e 100%, respectivamente. Após o estudo sobre degradação dos compostos por diferentes processos oxidativos avançados, foi realizada a quantificação de BTEX no túnel e no estacionamento de um Shopping. Os valores encontrados estão em níveis recomendados por trabalhos e normas vigentes (NIOSH/OSHA), e compreendidos até a concentração de 40,12 µg m-3, valor máximo encontrado para o benzeno. / In this work it was initially developed a qualitative analysis of volatile and semi-volatile organic compounds (BTEX) in air samples taken from the Antonieta de Barros tunnel, in Florianópolis. The second aim was to carry out a study on the influence of solvents (alcohols) on the photodegradation of BTEX and naphthalene. The results obtained using the technique of solid phase microextraction with separation and detection by gas chromatography with flame ionization detector (SPME-GC-FID) indicated that naphthalene was the most degraded compound in the presence of isopropanol. Besides the optimization of the parameters affecting the extraction efficiency of the analytes, a factorial planning at two levels including a central point was performed to verify the interactions between variables on the analytical response. This planning was performed for the study of the photodegradation of organic compounds (BTEX and naphthalene) in the presence of H2O2 (homogeneous system) and TiO2 (heterogeneous system). The variables concentration of H2O2, mass of TiO2, time radiation UV light, pH, concentration of benzene, toluene, ethylbenzene, o-xylene and naphthalene were evaluated. The optimum condition for the advanced oxidation processes were without NaCl, 300 mg L-1 for BTEX, 300 mmol L-1 H2O2 and without NaCl, 300 mg L-1, BTEX 0.010 g, for homogeneous and heterogeneous systems, respectively). The efficiency of degradation with the optimized advanced oxidation processes using H2O2 and TiO2 were approximately 80% and 100%, respectively. After studying the degradation of compounds by different advanced oxidation processes, it was performed the quantification of BTEX in the tunnel air sample and at a car parking place in a Mall. The values found here are below the levels recommended by the literature and regulations (NIOSH/OSHA). The highest concentration (40.12 mg m-3) was found for benzene.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. / Made available in DSpace on 2012-10-18T18:22:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0