SALES, B. M. C. Consumo de Dioxido de Carbono na Reforma do Metano com Síntese de Nanotubos de Carbono. 2012. 75 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2014-10-31T19:13:39Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_bmcsales.pdf: 5925182 bytes, checksum: b5aea998b726fe61a73b26cf1aadc558 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2015-03-11T21:59:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_bmcsales.pdf: 5925182 bytes, checksum: b5aea998b726fe61a73b26cf1aadc558 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-11T21:59:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_bmcsales.pdf: 5925182 bytes, checksum: b5aea998b726fe61a73b26cf1aadc558 (MD5) Previous issue date: 2012 / The consumption of greenhouse gas has been subject of research since its excessive liberation has been identified as a major cause of global warming observed in recent decades. In the academic the consumption of these gases emerges as a promising alternative to achieve the balance between its emissions and it’s consumption in order to minimize its atmospheric concentration. The reaction of the dry reforming of methane was studied by varying the reaction conditions (temperature and CH4/CO2 ratio) to obtain the most suitable reaction conditions (in the range employed), to promote the consumption of methane and carbon dioxide with production of synthesis gas (H2/CO) and to verify the characteristics of the deposited coke on the catalyst surface. The catalysts synthesized (Ni/SiO2, and Co/SiO2 NiCo/SiO2) were characterized by atomic absorption, fluorescence X-Ray, N2 adsorption isotherms, X-Ray diffraction and temperature programmed reduction. After the catalytic tests the samples were analyzed by temperature programmed oxidation, raman spectroscopy, transmission electron microscopy and scanning electron microscopy. The catalytic tests were conducted at different temperatures (550, 675 and 800°C) and reasons CH4/CO2 (0.5, 4.0 and 2.25) demonstrates the superiority of the performance sample NiCo/SiO2 catalyst and suggests that in specifics conditions (higher temperature and ratio CH4/CO2) it is possible to use carbon dioxide above 90% and production of synthesis gas with H2/CO ratio close to unity. Analysis by temperature programmed oxidation, as well as Raman spectroscopy, transmission electron microscopy and scanning electron microscopy indicated the formation of carbon nanotubes multi-wall (MWNTs) and amorphous carbon. / O consumo de gases causadores do efeito estufa tem sido alvo de pesquisa, pois a sua liberação em excesso tem sido apontada como uma das principais causas do aquecimento global observado nas últimas décadas. O consumo destes gases surge no ambiente acadêmico como uma alternativa promissora no caminho do equilíbrio entre emissões e captação visando a diminuição da sua concentração na atmosfera. A reação de reforma a seco do metano foi estudada variando-se as condições reacionais (temperatura e razão CH4/CO2) de modo a obter a condição reacional mais indicada (na faixa empregada), para favorecer o consumo dos gases metano e dióxido de carbono com produção de gás de síntese (H2/CO), além de verificar as características do coque depositado na superfície do catalisador. Os catalisadores sintetizados (Ni/SiO2, Co/SiO2 e NiCo/SiO2) foram caracterizados por absorção atômica, fluorescência de raios-X, isotermas de adsorção de N2, difração de raios-X e redução em temperatura programada. Posteriormente aos testes catalíticos as amostras foram submetidas à análise por oxidação em temperatura programada, espectroscopia Raman, microscopia de transmissão e microscopia de varredura. Os testes catalíticos realizados em diferentes temperaturas (550, 675 e 800°C) e razões CH4/CO2 (0,5, 2,25 e 4,0) mostram relativa superioridade da amostra NiCo/SiO2 no desempenho catalítico e sugere que nas condições máximas (maior temperatura e razão CH4/CO2) é possível obter consumo de dióxido de carbono acima de 90% e produção de gás de síntese com razão H2/CO próximo da unidade. A análise por oxidação em temperatura programada, assim como a espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de transmissão e de varredura apontaram para a formação de nanotubos de carbono de parede múltipla (MWNTs) e carbono amorfo.

CRUZ, M. G. A. Síntese e análise de catalisadores de ferro suportados em carbono ativado para síntese de Fischer-Tropsch. 2014 88 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-25T12:20:37Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_mgacruz.pdf: 2886313 bytes, checksum: 8ae1030214f82e6fd074a2646239d0b9 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-02-26T12:59:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_mgacruz.pdf: 2886313 bytes, checksum: 8ae1030214f82e6fd074a2646239d0b9 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-26T12:59:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_mgacruz.pdf: 2886313 bytes, checksum: 8ae1030214f82e6fd074a2646239d0b9 (MD5) Previous issue date: 2014-02-21 / The aim of this work was to synthesize iron catalysts supported on polymer-based activated carbons, for the Fischer-Tropsch synthesis. The preparation of the catalysts was performed by incipient wetness impregnation method using an aqueous solution of iron nitrate nonahydrate to obtain samples with approximately 55 % of iron. Two samples were prepared (FeCP1 and FECP2) and characterized by energy dispersive X-ray fluorescence (EDXRF), X-ray diffraction (XRD), nitrogen adsorption measurements, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), scanning electron microscopy (SEM-EDS) and temperature-programmed reduction (TPR). The samples were also submitted to catalytic tests using different conditions of temperature (513, 528 and 543 K), pressure (20, 25 and 30 atm), and H2:CO molar ratio of 1 and 0.5. EDXRF data showed considerable difference in content of impregnated metal for both catalysts. FeCP2 exhibited an iron load close to the value expected while FeCP1 presented an iron load significantly lower than expected. XRD patterns showed a higher degree of crystallinity of the sample FeCP2, whereas FeCP1 and both supports used (CP1 and CP2) were found to be semi-crystalline. FeCP2 catalyst presented two active phases, α-Fe2O3 and γ-Fe2O3, while FeCP1 showed only one phase, α-Fe2O3. The analysis of the textural characteristics revealed a decrease in the values of the specific area, pore volume and pore diameter after the introduction of the metal into the support, which was more noticeable with the FeCP2 catalyst. XPS patterns indicated oxygen functional groups on the support surface and the presence of Fe+3 as the predominant active phase on both catalysts. The spectrum of both catalysts also showed a satellite peak which shows the presence of another valence state similar to the iron carbide. Images obtained by SEM revealed irregular shape and surface, being the particles present in FeCP2 greater than those on FeCP1 due to the crystallinity of the former. EDS data showed that approximately half of the iron percentage present in the catalyst bulk is on the surface. The presence of iron carbide on the catalyst surface can be inferred by using this spectrum analysis too. TPR graphics demonstrated a higher stability of the FeCP2, due to the three-step reduction of iron oxide instead of two as shown for the FeCP1. According to the results of the catalytic tests FeCP2 exhibited a better efficiency for the production of hydrocarbons in the C5-C9 range, for the same conditions of temperature, pressure and molar ratio. However, the decrease in the molar ratio disfavors the production of heavy hydrocarbons. / Este trabalho teve como objetivo sintetizar catalisadores metálicos de ferro suportados em carbono ativado a base de polímeros para síntese de Fischer-Tropsch. A preparação dos catalisadores foi realizada pelo método de impregnação a umidade incipiente, utilizando solução aquosa de nitrato de ferro nonahidratado para obtenção de amostras com, aproximadamente, 55% de ferro. Duas amostras foram preparadas (FeCP1 e FeCP2) e caracterizadas por fluorescência de raios-X por energia dispersiva (EDXRF), difração de raios-X (DRX), medidas de fisissorção de nitrogênio, espectroscopia fotoeletrônica de raio-X (XPS), microscopia eletrônica de varredura (SEM-EDS) e redução à temperatura programada (TPR). As amostras foram submetidas também a testes catalíticos, utilizando-se diferentes condições de temperatura (513, 528 e 543 K), pressão (20, 25 e 30 atm) e razão molar H2:CO de 1 e 0,5. Os dados de EDXRF evidenciaram considerável diferença no teor de metal impregnado entre os dois catalisadores; o FeCP2 apresentou teor próximo ao esperado enquanto o catalisador FeCP1 ficou aquém do desejado. Os difratogramas obtidos por DRX mostraram um maior grau de cristalinidade da amostra FeCP2, enquanto FeCP1 e os dois suportes (CP1 e CP2) apresentaram-se como semi-cristalinos. Para o catalisador FeCP2, apresentaram-se duas fases ativas presentes, α-Fe2O3 e γ-Fe2O3; já no FeCP1, há apenas α-Fe2O3. A análise das características texturais revelou que, após a introdução metálica no suporte, houve decréscimo nos valores de área específica, volume de poros e diâmetro de poros, sendo mais perceptível para o catalisador FeCP2. As curvas de XPS expuseram os grupos funcionais oxigenados presentes na superfície dos suportes, bem como a presença do Fe+3 como fase ativa predominante em ambos os catalisadores. O espectro de ambos os catalisadores apresentou também um pico satélite que sugere a presença de um outro estado de valência do ferro semelhante ao que se tem no carbeto de ferro. As imagens obtidas por SEM exibiram forma e superfície irregulares, sendo as partículas presentes no FeCP2 maiores que a do FeCP1 devido a sua cristalinidade. Os dados de EDS demonstraram que, aproximadamente, metade do percentual de ferro presente no catalisador encontra-se na superfície. Pode-se inferir também por essa análise, utilizando-se seu espectro, a presença de carbeto de ferro na superfície do catalisador. As curvas de TPR evidenciaram uma maior estabilidade do catalisador FeCP2 mediante o FeCP1, por este ter apresentado três etapas de redução do óxido de ferro e não duas, como apresentada para aquele último. O teste catalítico expôs a melhor eficiência do catalisador FeCP2 para a produção de hidrocarbonetos na faixa de C5-C9, para as mesmas condições de temperatura, pressão e razão molar. Entretanto, a diminuição da razão molar desfavoreceu a obtenção de hidrocarbonetos pesados.

AGUIAR, Acrísio Lins de. Estudo da interação da Benzonitrila com Nanoestruturas de Carbono (Nanotubos, Grafeno e Fulereno). 2008. 135 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-05-29T19:16:59Z No. of bitstreams: 1 2008_dis_alaguiar.pdf: 6438622 bytes, checksum: 91506d6f271c3401e1e9063cd09af8fb (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-05-29T19:29:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_dis_alaguiar.pdf: 6438622 bytes, checksum: 91506d6f271c3401e1e9063cd09af8fb (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-29T19:29:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_dis_alaguiar.pdf: 6438622 bytes, checksum: 91506d6f271c3401e1e9063cd09af8fb (MD5) Previous issue date: 2008 / Neste trabalho realizamos cálculos de primeiros princípios da interação da benzonitrila (uma típica base de Lewis) com várias nanoestruturas de carbono: Nanotubos de Carbono de Parede Simples, Grafeno e Fulerenos. Utilizamos de algumas modificações químicas tais como dopagens e modificações estruturais tais como a introdução de defeitos visando analisar possíveis modificações em nível eletrônico nestas estruturas de carbono. Os cálculos ab initio são baseados na teoria do funcional da densidade dentro das aproximações da densidade local (LDA) e do gradiente da densidade para o termo de troca e correlação. Os cálculos de energia total, com ou sem polarização de spin, foram realizados utilizando o código SIESTA, o qual têm se mostrado bastante eficiente nos cálculos de primeiros princípios. Os cálculos mostraram que a benzonitrila interage fracamente com nanotubos de carbono puros. A interação é relativamente mais forte via interação entre os anéis aromáticos ($pi-pi$) do que via o grupo nitrila ($pi$-CN). Este comportamento é praticamente o mesmo quando modificamos os nanotubos de carbono através de um defeito (retirada de um átomo de carbono) significando que os defeitos não promovem a interação com a benzonitrila. Os cálculos com grafeno mostraram uma interação relativamente mais forte via interação $pi-pi$ do que em nanotubos de carbono. Cálculos com o fulereno C60 puro também mostraram que a interação da benzonitrila é fraca com essas moléculas. A interação torna-se mais intensa no que diz respeito à transferência de carga e grandes modificações na estrutura eletrônica quando introduzimos um átomo de Ferro nas paredes dos Nanotubos de Carbono e dos Fulerenos. As previsões teóricas são suportadas por experimentos espectroscópios realizados em amostram de nanotubos de carbono colocadas em contato com a benzonitrila comfirmando que a benzonitrila não altera significativamente as propriedades dos nanotubos de carbono. Imagens de microscopia eletrônica revelam que a benzonitrila interage mais fortemente com partículas catalíticas e com nanopartículas de carbono do que propriamente com Nanotubos de Carbono. Experimentos óticos (Infravermelho, Raman, Absorção e Emissão) também revelam que a benzonitrila pouco interage com Nanotubos de Carbono purificados.

PIRES, Marcelo da Silva. Dinâmica molecular e cálculos ab initio em moléculas, nanocones de carbono e agregados de água. 2009. 95 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-06-23T20:42:04Z No. of bitstreams: 1 2009_dis_mspires.pdf: 6865198 bytes, checksum: 5e8a1e933acef9d9453a7b24155a31de (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-06-23T21:05:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_dis_mspires.pdf: 6865198 bytes, checksum: 5e8a1e933acef9d9453a7b24155a31de (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-23T21:05:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_dis_mspires.pdf: 6865198 bytes, checksum: 5e8a1e933acef9d9453a7b24155a31de (MD5) Previous issue date: 2009 / A presente dissertação insere-se no escopo da Nanociência e da Nanotecnologia, que têm como objeto de estudo são sistemas (nanoestruturas, nanopartículas, nanoagregados, etc.) com dimensões características no intervalo 1{100 nm (1nm = 10ºA). Nela sao investigadas: (a) propriedades estruturais de nanocestas moleculares de carbono e sua interação com o aminoácido L-alanina; (b) a interação entre nanocones de carbono anin- hados; e (c) a transição estrutural dependente da temperatura de agregados de água. Os nanosistemas foram estudados através de Dinâmica Molecular, que permite o estudo de sistemas com cerca até milhões de átomos, e da Teoria do Funcional da Densidade, que permite a obtenção das propriedades do estado fundamental de sistemas com até centenas de ¶atomos. No estudo das nanocestas de carbono C20-coranuleno, C30-hemifulereno, C35- hemifulereno e C36-triacenaftotrifenileno, obteve-se que as mesmas s~ao est¶aveis a temper- aturas elevadas, e demonstrou-se a capacidade das mesmas de servirem como armadilhas para o amino¶acido L-alanina, como efeito da mistura dos orbitais ¼ e ¾ nestas estruturas produzida pela curvatura. Nanocones de carbono s~ao estruturas c^onicas de carbono ob- servadas durante o processo de s¶³ntese de nanotubos de carbono, existindo com ^angulos de abertura 19:2 ±, 38:9 ±, 60:0 ±, 83:6 ±, e 112:9 ±. Experimentalmente estes nanocones encontram-se, em geral, aninhados. Para pares de nanocones de carbono aninhados, obteve-se a depend^encia do potencial de intera»c~ao entre os mesmos com o ^angulo ddas pontas e o n¶umero de ¶atomos de carbono. Finalmente, obteve-se que a intera»c~ao entre mol¶eculas de ¶agua atrav¶es de liga»c~oes de hidrog^enio d¶a origem a agregados estáveis de água: dímeros , trímeros, tetrâmeros, pentâmeros, hexâmeros, etc. quando formados por duas, três, quatro, cinco e seis moléculas de água, respectivamente. Para estes agregados, foi obtido o potencial de interação entre duas camadas empilhadas, e demonstrou-se uma surpreendente transição de fase de dois trímeros empilhados para um hexâmero, de quatro trímeros empilhados para dois hexâmeros, e também de três tetrâmeros empilhados para dois hexâmeros. As pesquisas realizadas enquadram-se na temática de atuação do In- stituto de NanoBioEstruturas & Simulação NanoBioMolecular [NANO(BIO)SIMES], um dos Institutos Nacionais de Ciência e Tecnologia financiados pelo CNPq a partir do início de 2009, que visa desenvolver atividades de pesquisa e formação de recursos humanos de alto nível em nanobioestruturas e simulação nanobiomolecular.

CAVALCANTE, M. S. Transporte de carbono orgânico dissolvido no estuário do rio Jaguaribe sob clima semiárido. 2015. 83 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Marinhas Tropicais) -Instituto de Ciências do Mar, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015 . / Submitted by Geovane Uchoa (geovane@ufc.br) on 2016-01-26T12:28:17Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_mscavalcante.pdf: 2005948 bytes, checksum: 550992dba556517ad3b0cd9b528580b9 (MD5) / Approved for entry into archive by Nadsa Cid(nadsa@ufc.br) on 2016-01-27T20:07:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_mscavalcante.pdf: 2005948 bytes, checksum: 550992dba556517ad3b0cd9b528580b9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-27T20:07:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_mscavalcante.pdf: 2005948 bytes, checksum: 550992dba556517ad3b0cd9b528580b9 (MD5) Previous issue date: 2015 / Estuaries are pathway for dissolved organic carbon (DOC) from the coastal to the sea. However, before reaching the ocean, DOC can suffers biogeochemical transformations and influence of estuarine hydrodynamics, which responds to seasonal, and tidal changes. This study analyzed the spatial and temporal variability of DOC, the hydrochemical and physical aspects of Jaguaribe river estuary, under different climate conditions (dry and rainy) and tide (ebb / flood). The spatial variation of the DOC was between 1.1 and 6.4 mg L-1 in the dry season and between 1.1 and 9.15 mg L-1 in the rainy season. There was no great seasonal variability in DOC concentrations, probably due to low levels of rainfall in wet seasons. The hydrogeochemical DOC behavior was different between the seasons. In the dry season, the DOC showed conservative behavior, highly influenced by physical processes because the tidal effects were dominants in the estuary in this season . In the rainy season, the DOC presented non-conservative behavior, linked to biological activity. The DOC was strongly correlated with the residence time and the amount of freshwater, it shows the importance of fluvial descharge to the estuarine DOC input. The values of DOC, freshwater input and residence time increased toward the coastal, indicating retention of freshwater and DOC upstream. The mixing zone of the Jaguaribe River estuary behaved as a DOC retainer in the dry season and as an exporter in the rainy season. The COD flow was lower than expected for areas under semi-arid climate, possibly by rainfall was lower than the historical average. / Os estuários são vias de transporte de carbono orgânico dissolvido (COD) do continente para o mar. Contudo, antes de chegar ao seu destino o COD sofre transformações biogeoquímicas e/ou influência da hidrodinâmica estuarina, que dependem de fatores como clima, descarga fluvial e maré. Este estudo analisou a variação espacial e temporal do COD, a hidroquímica e aspectos físicos do estuário do rio Jaguaribe sob diferentes condições de clima (seco/chuvoso) e maré (vazante/enchente). A variação espacial dos teores de COD foi entre 1,1 e 6,4 mg.L-1 na estação seca e entre 1,1 e 9,15 mg.L-1 na estação chuvosa. Não houve grande variabilidade sazonal dos teores de COD, provavelmente devido ao baixo índice de pluviosidade na estação chuvosa. O comportamento hidroquímico do COD foi diferente entre as duas estações climáticas. Na estação seca, o COD apresentou comportamento conservativo, fortemente influenciado pelos processos físicos devido ao domínio marinho no estuário. Na estação chuvosa, o comportamento não conservativo e mostrou ser fortemente atrelado à atividade biológica. O COD apresentou forte correlação positiva com o tempo de residência (TR) e o percentual de água doce (PAD), mostrando a importância da contribuição fluvial para o aporte de COD no ambiente estuarino. Os valores de COD, PAD e TR foram crescentes em direção ao continente, indicando represamento de águas fluviais e do COD à montante. A zona de mistura do estuário do rio Jaguaribe comportou-se como retentora de COD na estação seca e exportadora na estação chuvosa. O fluxo de COD foi inferior ao esperado para regiões sob clima semiárido, possivelmente pelo regime de chuvas ter sido menor do que a média histórica.

SILVA, F. W. M. Microcalorimetria de adsorção aplicada à caracterização de adsorventes para a captura de CO2. 85 f. 2011. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-28T12:40:08Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_fwmsilva.pdf: 6848885 bytes, checksum: 7a54c4f5bb70904b232f7ddfb3508850 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-28T16:58:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_fwmsilva.pdf: 6848885 bytes, checksum: 7a54c4f5bb70904b232f7ddfb3508850 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-28T16:58:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_fwmsilva.pdf: 6848885 bytes, checksum: 7a54c4f5bb70904b232f7ddfb3508850 (MD5) Previous issue date: 2011-02-21 / Emissions of pollutant gases from the burning of fossil fuels are the main sources of gases such as CO2, which cause the greenhouse effect. In this context, the CO2 removal by adsorption has been studied as an alternative to reduce the effects to the environment. This study presents the design, assembly and experimental validation of a microcalorimetric adsorption system for simultaneous measurements of isotherms and heats of adsorption applied to the characterization of the adsorbent material. The experimental methodology was divided into three steps: the electric calibration of the microcalorimeter, the assembly of the volumetric adsorption system and the simultaneous measurements of the equilibrium and calorimetric curves of adsorption of CO2. The microcalorimeter was calibrated by the electrical input and the steady state methods. However, only the value of calibration constant, K, obtained by the electrical input was considered in the calculation of the differential heats of adsorption, because of it is more representative of the calorimetric response for the adsorption of gases. The volumetric system was constructed in stainless steel and then calibrated accurately to get the exact number of adsorbed moles at each equilibrium stage. Finally, it was obtained isotherms and differential heats of adsorption of CO2 on representative adsorbents. The samples were previously characterized for their textural properties. The activated carbon exhibited high BET surface area and micropore volume, which is characteristic of this type of material. The process of functionalization of the zeolite 13X has reduced the value of specific surface in approximately 16% due to the partial blockage of the pores by amine. In the microcalorimetric adsorption analysis, the calorimetric curves of CO2 at 273 K for the zeolite 13X agreed well with the available data in the literature, validating the microcalorimetric system. The reproducibility of the system was verified through experiments of adsorption of CO2 at 273 K on activated carbon sample. For the functionalized zeolite 13X, the differential calorimetric curve showed that the physisorption process is accompanied by the chemical adsorption phenomenon due to the presence of the amine on the surface of the solid. / As emissões de gases poluentes devido à queima de combustíveis fósseis são as principais fontes emissoras de gases, tais como o CO2, que causam o efeito estufa. Neste âmbito, a remoção de CO2 por adsorção tem sido estudada como uma alternativa para atenuar os efeitos ao ambiente. Este estudo apresenta o projeto, montagem e validação experimental de um sistema microcalorimétrico de adsorção para medições simultâneas de isotermas e calores de adsorção aplicados à caracterização de materiais adsorventes. A metodologia experimental dividiu-se em três etapas: calibração elétrica do microcalorímetro, montagem do sistema volumétrico de adsorção e medições simultâneas de equilíbrio e curvas calorimétricas de adsorção de CO2 em adsorventes. O microcalorímetro foi calibrado eletricamente pelos métodos do input elétrico e estado estacionário. Contudo, somente o valor de constante de calibração, K, obtido pelo input elétrico foi considerado nos cálculos de calores diferenciais de adsorção, uma vez que é mais representativo da resposta calorimétrica à adsorção de gases. O sistema volumétrico foi construído em aço inoxidável e, então, calibrado para obter com precisão o número de moles adsorvidos em cada estágio de equilíbrio. Finalmente, foram obtidas isotermas e calores diferenciais de adsorção de CO2 em adsorventes. As amostras foram previamente caracterizadas em relação as suas propriedades texturais. O carbono ativado exibiu alta área superficial BET e alto volume microporos, que é característico desta classe de materiais. O processo de funcionalização do zeólito 13X reduziu o valor de superfície específica em aproximadamente 16%, devido à obstrução parcial dos poros pela solução de amina. Nos ensaios microcalorimétricos de adsorção, as curvas calorimétricas de CO2 a 273K para o zeólito 13X concordaram bem com os dados disponíveis na literatura validando, pois, o sistema microcalorimétrico. A reprodutibilidade do sistema foi verificada através de experimentos de adsorção de CO2 a 273 K em carbono ativado. Para o zeólito 13X funcionalizado, a curva calorimétrica diferencial revelou que o processo de fisissorção é acompanhado pelo fenômeno de adsorção química devido à presença da amina na superfície do sólido.

CARVALHO, A.da C.de O. Variabilidade da fugacidade do CO2 (FCO2) na interface Oceano-atmosfera no Atlântico Equatorial. 2015. 96 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Marinhas Tropicais) - Instituto de Ciências do Mar, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Geovane Uchoa (geovane@ufc.br) on 2016-05-02T12:29:06Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_adacdeocarvalho.pdf: 4688622 bytes, checksum: 2f2d56c8db8585ccf5aa059abeef9aff (MD5) / Approved for entry into archive by Nadsa Cid (nadsa@ufc.br) on 2016-06-10T17:02:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_adacdeocarvalho.pdf: 4688622 bytes, checksum: 2f2d56c8db8585ccf5aa059abeef9aff (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-10T17:02:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_adacdeocarvalho.pdf: 4688622 bytes, checksum: 2f2d56c8db8585ccf5aa059abeef9aff (MD5) Previous issue date: 2015 / The variability of the fugacity of CO2 (fCO2) was examined spatially and temporally by underway measurements in the continental shelf and in the open ocean. Two oceanographic cruises, Corenav III (aproximately 38,5°O-35,5°O), carried out in october 2012 and, Cruzeiro do Sul (aproximately 43°O-37°O), carried out in september 2014 and, in the open ocean (7°S-1°S) during several voyages of ships of opportunity from 2008 e 2012. Besides the fugacity of CO2, sea surface temperature and salinity data were collected for the merchant ships. For the oceanographic cruises, surface data were collected for the following parameters: dissolved oxygen, total alkalinity, total inorganic carbono, chlorophyll a, nutrients, temperature and salinity. The seasonal and interannual variability in the equatorial region was evaluated (1°S-7°S) for 2008 to 2012. The thermodynamic fators exerted major control in the fCO2 varialibity in this area. The data collected during the coastal oceanographic cruises also showed a strong control of the physical and chemical parameters instead of the biological factors, since the nutrients and chlorophyll a analysis confirmed the satellite data which show a high oligotrophic condition in the study area. Probably, the biological activities have very little impact in the fCO2 variability in this part of the Equatorial Atlantic. The coastal region showed more spatial variability then the open ocean, whereas there is a great temporal variability ocurring in the open ocean. The fCO2 seams to be more controlled by the salinity variations in the open ocean and by the temperature variations in the coastal region. This study presented the first results for fCO2 for the continental shelf off Ceará, with the efforts to build, in Brazil, an equipment for underway CO2 measurements in the air-sea interface and with the organization of oceanographic cruises in order to better underestand the fCO2 variability in this region and finally get to develop a relation between the fCO2 and its controlling factors. / A variabilidade da fugacidade do CO2 (fCO2) foi avaliada espaço-temporalmente através de medições contínuas da fugacidade do CO2 realizadas em áreas costeiras adjacentes à plataforma semiárida brasileira durante duas campanhas oceanográficas, a primeira, Corenav III (aproximadamente 38,5°O-35,5°O), realizada em outubro de 2012 e, a segunda, Cruzeiro do Sul (aproximadamente 43°O-37°O), realizada em setembro de 2014 e, ainda, em oceano aberto (7°S- 1°S) durante várias viagens de navios mercantes entre os anos de 2008 e 2012. Além da fugacidade do CO2, foram obtidos dados da temperatura e salinidade da superfície do mar para os navios mercantes. Para as campanhas oceanográficas, foram coletados dados de oxigênio dissolvido, alcalinidade total, carbono inorgânico total, clorofila a, nutrientes, temperatura e salinidade da superfície do mar. A variabilidade sazonal e interanual na região Equatorial foi avaliada de 1°S-7°S para o período de 2008 a 2012 e, os fatores termodinâmicos exerceram grande controle da variabilidade da fCO2 nessa região. Os dados obtidos nas campanhas oceanográficas costeiras apresentaram também forte controle dos fatores físicos e químicos em detrimento dos biológicos, uma vez que as análises de nutrientes e clorofila a confirmaram as imagens de satélites para a região em estudo, que apontam elevada oligotrofia. Provavelmente, a atividade biológica exerce pouco ou nenhum controle na variabilidade da fCO2 nesta parte do Atlântico Equatorial. A região costeira apresentou maior variabilidade espacial da fCO2 que o oceano aberto. Porém há uma grande variabilidade temporal ocorrendo no oceano aberto. A fCO2 parece ser mais controlada pelas variações de salinidade no oceano aberto e pelas variações de temperatura na região costeira. Este trabalho apresentou os primeiros resultados para fCO2 em regiões costeiras da plataforma continental do Ceará, a partir de esforços para a construção, no Brasil, de um equipamento de medição contínua de CO2 na interface oceano-atmosfera e na organização de embarques oceanográficos, a fim de entender melhor a variabilidade da fCO2 nessa região e, enfim, conseguir entender a relação desta variável com os parâmetros que a controlam.

CAVALCANTE, M.S. Transporte de carbono orgânico dissolvido no estuário do rio Jaguaribe sob clima semiárido. 2015. 83 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Marinhas Tropicais) - Instituto de Ciências do Mar, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Geovane Uchoa (geovane@ufc.br) on 2016-05-02T13:52:19Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_mscavalcante.pdf: 2005948 bytes, checksum: 550992dba556517ad3b0cd9b528580b9 (MD5) / Approved for entry into archive by Nadsa Cid (nadsa@ufc.br) on 2016-06-14T19:43:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_mscavalcante.pdf: 2005948 bytes, checksum: 550992dba556517ad3b0cd9b528580b9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-14T19:43:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_mscavalcante.pdf: 2005948 bytes, checksum: 550992dba556517ad3b0cd9b528580b9 (MD5) Previous issue date: 2015 / Estuaries are pathway for dissolved organic carbon (DOC) from the coastal to the sea. However, before reaching the ocean, DOC can suffers biogeochemical transformations and influence of estuarine hydrodynamics, which responds to seasonal, and tidal changes. This study analyzed the spatial and temporal variability of DOC, the hydrochemical and physical aspects of Jaguaribe river estuary, under different climate conditions (dry and rainy) and tide (ebb / flood). The spatial variation of the DOC was between 1.1 and 6.4 mg L-1 in the dry season and between 1.1 and 9.15 mg L-1 in the rainy season. There was no great seasonal variability in DOC concentrations, probably due to low levels of rainfall in wet seasons. The hydrogeochemical DOC behavior was different between the seasons. In the dry season, the DOC showed conservative behavior, highly influenced by physical processes because the tidal effects were dominants in the estuary in this season . In the rainy season, the DOC presented non-conservative behavior, linked to biological activity. The DOC was strongly correlated with the residence time and the amount of freshwater, it shows the importance of fluvial descharge to the estuarine DOC input. The values of DOC, freshwater input and residence time increased toward the coastal, indicating retention of freshwater and DOC upstream. The mixing zone of the Jaguaribe River estuary behaved as a DOC retainer in the dry season and as an exporter in the rainy season. The COD flow was lower than expected for areas under semi-arid climate, possibly by rainfall was lower than the historical average. / Os estuários são vias de transporte de carbono orgânico dissolvido (COD) do continente para o mar. Contudo, antes de chegar ao seu destino o COD sofre transformações biogeoquímicas e/ou influência da hidrodinâmica estuarina, que dependem de fatores como clima, descarga fluvial e maré. Este estudo analisou a variação espacial e temporal do COD, a hidroquímica e aspectos físicos do estuário do rio Jaguaribe sob diferentes condições de clima (seco/chuvoso) e maré (vazante/enchente). A variação espacial dos teores de COD foi entre 1,1 e 6,4 mg.L-1 na estação seca e entre 1,1 e 9,15 mg.L-1 na estação chuvosa. Não houve grande variabilidade sazonal dos teores de COD, provavelmente devido ao baixo índice de pluviosidade na estação chuvosa. O comportamento hidroquímico do COD foi diferente entre as duas estações climáticas. Na estação seca, o COD apresentou comportamento conservativo, fortemente influenciado pelos processos físicos devido ao domínio marinho no estuário. Na estação chuvosa, o comportamento não conservativo e mostrou ser fortemente atrelado à atividade biológica. O COD apresentou forte correlação positiva com o tempo de residência (TR) e o percentual de água doce (PAD), mostrando a importância da contribuição fluvial para o aporte de COD no ambiente estuarino. Os valores de COD, PAD e TR foram crescentes em direção ao continente, indicando represamento de águas fluviais e do COD à montante. A zona de mistura do estuário do rio Jaguaribe comportou-se como retentora de COD na estação seca e exportadora na estação chuvosa. O fluxo de COD foi inferior ao esperado para regiões sob clima semiárido, possivelmente pelo regime de chuvas ter sido menor do que a média histórica.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia dos Materiais, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-08-08T04:12:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 347032.pdf: 3848814 bytes, checksum: fddfee0a4430edebaad1cd0341a90078 (MD5) Previous issue date: 2017 / Um novo polímero híbrido baseado em acrilonitrila (AN) e oligossilazanos disponíveis comercialmente (HTT1800 e ML33) foi desenvolvido para ser utilizado como precursor de fibras à base de carbono com notável estabilidade à oxidação até 800 °C. Enquanto a poliacrilonitrila (PAN) é usado como o principal precursor para fibras de carbono, a fase de cerâmica baseada em SiCN, derivada do polissilazano, melhora a resistência à oxidação. Primeiramente, polímeros híbridos com diferentes razões de acrilonitrila/oligosilazanos foram sintetizados por meio de polimerização em solução via radicais livres de modo a obter polímeros capazes de serem processados em forma de fibras por meio de fiação à seco (dry-spinning). O produto gerado foi caracterizado quanto ao seu comportamento de pirólise, formação de fase em dependência da temperatura e a estabilidade à oxidação. Dependendo do oligossilazano utilizado, observou-se uma notável diferença no comportamento de pirólise. Enquanto que composições de HTT1800/AN apresentaram rendimento cerâmico correspondente aos valores esperados, os rendimentos cerâmicos determinados para sistema ML33/AN mostraram considerável aumento em comparação com os valores teóricos. Esse comportamento se deve às reações de reticulação ocorridas entre PAN e ML33 durante a pirólise, confirmado por análise de espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN). Após a pirólise até 1000 °C, o teor de carbono dos materiais resultantes foi aumentado em até 55% em peso. Inesperadamente, com o aumento do teor de acrilonitrila na composição de inicial, o tratamento térmico até 1500 °C levou a uma mudança dos nanocompósitos amorfos de C/SixCyNz para C/Si3N4, confirmado por RMN, difração de raios-X (XRD) e microscopia electrónica de transmissão (MET). A fase cerâmica homogeneamente distribuída dentro da matriz de carbono é responsável pela extraordinária estabilidade à oxidação deste novo tipo de fibra à base de carbono.<br> / Abstract : A novel hybrid polymer on the basis of acrylonitrile (AN) and commercial available oligosilazanes (HTT1800 and ML33) was developed as a precursor for processing of carbon-based fibers (CFs) with remarkable intrinsic oxidation stability up to 800 °C. Whereas polyacrylonitrile (PAN) is used as the typical precursor for CFs, the polysilazane derived SiCN ceramic phase lead to improved oxidation resistance. Firstly, hybrid polymers with different acrylonitrile/oligosilazanes ratios were synthesized by in-situ free-radical polymerization to receive a spinnable (dry-spinning) polymer, to investigate the pyrolysis behavior, the phase formation in dependency on the temperature, and the oxidation stability. Depending on the oligosilazane used, a remarkable difference in the pyrolysis behavior was noticed. Whereas the ceramic yields of the HTT1800/AN compositions correspond to the expected values, the determined ceramic yields of the ML33/AN systems are strongly increased compared to the theoretical values, due to crosslinking reactions between PAN and ML33 during pyrolysis, confirmed by nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. After pyrolysis up to 1000°C, the carbon content of the resulting materials could be increased up to 55 wt.%. Unexpectedly, with increasing acrylonitrile content in the starting composition, the thermal treatment up to 1500 °C leads to a change from amorphous C/SixCyNz to C/Si3N4 nanocomposites, as confirmed by NMR, x-ray diffraction (XRD) and transmission electronic microscopy (TEM) measurements. The homogeneously distributed ceramic phase within the carbon matrix is responsible for the extraordinary intrinsic oxidation stability of this new type of carbon-based fiber.

Solos com horizontes húmicos e hísticos de ecossistemas tropicais e subtropicais de altitude desempenham importante função no estoque do C atmosférico, na regulação climática e dos fluxos hidrológicos, na retenção de água no solo e na atuação enquanto filtro ambiental. Além disso, esses solos que acumulam naturalmente C funcionam como arquivos da história natural, pois sua gênese está diretamente ligada às condições ambientais vigentes durante o processo de sua formação. O presente estudo teve como objetivo investigar a origem, composição e estabilidade da MOS e o efeito da matéria orgânica (MOS) sobre a estabilidade de agregados em perfis de solo com horizontes húmicos e hísticos sob floresta de Araucária. Amostras indeformadas foram coletadas em diferentes profundidades em uma topossequência sob Floresta Ombrófila mista na bacia sedimentar de Curitiba / PR - área de proteção ambiental do Iraí. Os solos foram classificados como Latossolo Bruno Alumínico rúbrico, Gleissolo Melânico Ta Distrófico organossólico e Organossolo Háplico Sáprico típico. Em cada perfil também foram coletadas amostras de serapilheira. No Estudo 1 nós determinamos os estoques de C e N, a estabilidade desses estoques por ensaios de mineralização de C e monitoramos a alteração da composição química da MOS antes e depois da incubação. Os resultados mostraram que o enriquecimento de C na topossequência cresceu do topo da vertente para a planície aluvial e que as diferenças observadas no teor e na composição química da MOS foram definidas pelo regime hídrico do solo. Aproximadamente 70% do estoque de C encontra-se armazenado em horizontes sub-superficiais, sendo a estabilidade desses estoques maior quando comparada à superfície. Em condições anóxicas os açúcares são relativamente mais degradados, havendo enriquecimento relativo de compostos aromáticos e alifáticos. No Estudo 2 nós investigamos a influência da composição química da MOS na estabilidade de agregados dos perfis, avaliada pela dispersão por ultrassom. Os resultados mostraram que os compostos alifáticos e estruturas do tipo carboidrato foram relevantes para a estabilidade dos agregados. No solo mais intemperizado, as interações organo-minerais entre os grupos C-O-alquil e a superfície dos argilas foi o mecanismo mais importante na agregação, ao passo que no gleissolo e no organossolo o mecanismo predominante foi a proteção hidrofóbica conferida pela autoassociação das zonas hidrofóbicas da MOS, envolvendo principalmente os grupos alifáticos da estrutura. No Estudo 3 nós utilizamos a MOS como um traçador de paleo-mudanças ambientais, com objetivo de identificar alterações vegetacionais em função de mudanças climáticas. Os resultados mostraram que no topo da vertente a ciclagem da MOS foi mais intensa, havendo maior contribuição da floresta (vegetação C3) para a composição da MOS. Entretanto, nas posições mais baixas da paisagem, a composição da MOS é derivada principalmente de vegetação C4 (campo), que teria predominado no passado. Esses resultados corroboram a mudança de um clima seco para um clima mais úmido na região, que teria ocorrido durante o Holoceno. / Soils with humic and histic horizons of tropical and subtropical ecosystems of altitude play an important role in stock of atmospheric C, climate regulation, water retention and environmental filter. Furthermore, these C-rich soils are archives of natural history, because their genesis is directly linked to environmental conditions during the process of their formation. This study aimed to investigate the origin, composition and stability of organic matter (SOM) and the effect of SOM composition on aggregate stability in soil profiles with humic and histic horizons under Araucaria forest. Undisturbed samples were collected from different depths in a toposequence under rain forest in the sedimentary basin of Curitiba, Brazil, located in the environmental protected area of Iraí. The soils were classified as Oxisol, Gleysol and Histosol. In each profile we collected different litter fractions. In the first study we determined the C and N stocks, the stability of these stocks by C mineralization experiment and we monitored the changes in the SOM chemical composition before and after incubation. The results showed that the C content increased from the top to the flood plain and that the differences in content and SOM chemical composition were defined by soil water regime. Approximately 70% of C stock is stored in subsurface horizons, with greater stability of these stocks when it is compared to the surface horizon. In anoxic conditions sugars are relatively more degraded, with greater relative enrichment of aromatic and aliphatic compounds. In the second study we investigated the influence of the SOM chemical composition on aggregate stability measured by ultrasound energy application. The results showed that aliphatic compounds and the carbohydrate structures are important for the structural stability. In the oxisol the organo-mineral interactions between the CO-alkyl groups and the clays surface was the most important mechanism of aggregation, while in the gleysol and in the histosol the predominant mechanism iwas the hydrophobic protection by the self-association of the hydrophobic zones of SOM, involving the aliphatic structures. In the third study we use the SOM as a paleoenvironmental tracer to try to identify the vegetation changes due to climate change in the past. The results showed thatin the top the SOM turnover was more effective, eith higher contribution of the forest (C3 vegetation) to the SOM composition. However, at the lower landscape positions, the SOM composition is mainly derived from the C4 vegetation (grassland) ) that would have prevailed in the past. Our results support the change of a dry to a more humid climate in that region, occurred during the Holocene.