Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-09-20T22:58:48Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Jean Héliton Lopes dos Santos.pdf: 6194155 bytes, checksum: 35b87ee161c6511acb52b9358525bfb3 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-09-21T17:06:22Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Jean Héliton Lopes dos Santos.pdf: 6194155 bytes, checksum: 35b87ee161c6511acb52b9358525bfb3 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-21T17:06:22Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Jean Héliton Lopes dos Santos.pdf: 6194155 bytes, checksum: 35b87ee161c6511acb52b9358525bfb3 (MD5) Previous issue date: 2017-08-15 / A conversão da biomassa em produtos químicos e combustíveis renováveis tem recebido uma atenção significativa como um meio para a sociedade sustentável. A biomassa mais abundante é a celulose, e sua conversão em produtos químicos finos é uma questão importante e um grande desafio nos campos de pesquisa de energia e meio ambiente. Muitos estudos relativos à conversão catalítica direta de celulose em produtos de química fina estão sendo desenvolvidos. Um intermediário importante desta síntese é a isossorbida, que tem aplicação ampla em produtos farmacêuticos, produtos químicos, polímeros e em biocombustíveis. Sua produção industrial ocorre pela desidratação de sorbitol usando um catalisador ácido forte. Entre os catalisadores heterogêneos, os catalisadores metálicos suportados têm sido apontados como uma escolha atraente para promoverem a transformação da celulose devido à sua atividade e estabilidade. O objetivo principal deste trabalho foi a obtenção da isossorbida a partir da conversão da celulose, utilizando catalisadores à base de Rutênio suportado em carvão ativado, funcionalizado. Foram preparados carvões e carvões ativados quimicamente (agentes ativantes ZnCl₂ e HNO₃) oriundos do bagaço de cana-de-açúcar do processo de etanol de segunda geração. Carvões estes denominados de CBᴢₙ, CBʜɴᴏ₃, CB e CC (carvão comercial). Os catalisadores de Ru e Pd suportados em carvões ativados foram preparados por impregnação úmida, de forma a se obter um teor metálico de 5%. Na caracterização desses materiais foram utilizadas as técnicas como análise imediata, análise elementar, espectroscopia de fluorescência de raios-X por dispersão de energia (FRX-EDS), difração de raios X (DRX), medida de área superficial por adsorção de N₂ (BET), microscopia eletrônico de varredura (MEV), espectroscopia de infravermelho de transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (ATG), determinação do pH do ponto de carga zero (pHᴘᴄᴢ). Os produtos obtidos foram quantificados por cromatografia líquida de alta eficiência. Foram estudadas transformações da celulose a isossorbida com 4 catalisadores: Ru/CC, Ru/CBᴢₙ, Pd/CC e Pd/CBᴢₙ. Condições experimentais: reator Parr sob pressão de H2 (3,5 MPa), massa de catalisador de 0,2 g, temperatura de 235°C, pH 4,5 do meio reacional, agitação de 500 rpm e tempo de reação de 6 horas; massa de celulose de 2 g em 200 mL de água deionizada. Resultados de EDXFR indicaram incorporação de 4,5% e 4,3% para Ru/CC e Ru/CBᴢₙ, 5,2% e 4,6% para Pd/CC e Pd/CBᴢₙ, a caracterização estrutural demostrou que não houve mudanças significativas em suas estruturas. O carvão ativado com zinco apresentou uma acidez favorável abaixo do pH 5. As avaliações cinéticas evidenciaram uma conversão da celulose acima de 70%, com rendimentos máximos em isossorbida de 30, 25, 15 e 20% e seletividade máxima em isossorbida de 40, 33, 20 e 19% para os catalisadores Ru/CC, Ru/CBᴢₙ, Pd/CC e Pd/CBᴢₙ, respectivamente. À cinética de reação foram aplicados os modelos cinéticos pseudo-homogênio e Langmuir-Hinshelwood, e foi evidenciado um bom ajuste para ambos os modelos, os quais descreveram bem os dados experimentais. O trabalho demonstrou uma perspectiva promissora de conversão da celulose para geração de produtos químicos finos, como a isossorbida. / The conversion of biomass into chemicals and renewable fuels has received significant attention as a means for sustainable society. The most abundant biomass is cellulose, and its conversion into fine chemicals is an important issue and a major challenge in the fields of energy and environment research. Many studies on the direct catalytic conversion of cellulose into fine chemicals are being developed. An important intermediary of this synthesis is isosorbide, which has broad application in pharmaceuticals, chemicals, polymers and biofuels. Its industrial production occurs by the dehydration of sorbitol using a strong acid catalyst. Among the heterogeneous catalysts, supported metal catalysts have been singled out as an attractive choice to promote cellulose transformation due to their activity and stability. The aim of this work was to obtain isosorbide from cellulose conversion using catalysts based on ruthenium supported on activated carbon. Chemically activated carbons and charcoals were prepared (activating agents ZnCl₂ and HNO₃) derived from sugarcane bagasse second-generation ethanol process. These carbons are referred to as CBᴢₙ, CBʜɴᴏ₃, CB and CC (commercial coal). The Ru and Pd catalysts supported on activated carbons were prepared by wet impregnation to obtain a mass metallic content of 5%. In the characterization of these materials, the following techniques were used: immediate analysis, elemental analysis, X-ray fluorescence spectroscopy by energy dispersion (FRX-EDS), X-ray diffraction (XRD), surface area measurement by adsorption of N₂ (BET), scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric analysis (ATG), pH determination of the zero charge point (pHPCZ). The products obtained were quantified by high performance liquid chromatography. Transformations of the cellulose to isosorbide with four catalysts were studied: Ru/CC, Ru/CBᴢₙ, Pd/CC and Pd/CBᴢₙ. Experimental conditions: Parr reactor under H2 pressure (3.5 MPa), catalyst mass of 0.2 g, temperature of 508K, pH 4.5 of the reaction medium, stirring of 500 rpm and reaction time of 6 hours; 2 g cellulose mass in 200 ml of deionized water. EDXFR results showed incorporation of 4.5% to 4.3% and Ru/CC and Ru/CBᴢₙ, 5.2% and 4.6% for Pd/CC and Pd/CBᴢₙ, structural characterization has shown that there were no changes significant in their structures. The zinc activated carbon had a favorable acidity below pH 5. The kinetic evaluations evidenced a cellulose conversion above 70%, with maximum yields in isosorbide of 30, 25, 15 and 20% and maximum selectivity in isosorbide of 40, 33, 20 and 19% for the Ru/CC, Ru/CBᴢₙ, Pd/CC and Pd/CBᴢₙ, respectively. To the reaction kinetics were applied kinetic models pseudo-homogeneous and Langmuir-Hinshelwood, and it was demonstrated a good fit for both models, which describe well the experimental data. The work demonstrated a promising perspective of conversion of cellulose to generation of fine chemicals, such as isosorbide.

A contaminação por metais pesados em corpos hídricos tem sido extensivamente tratada com motivo de grande preocupação sobretudo nos aspectos ambientais e efeitos para a saúde humana. Metais pesados apresentam respostas deletérias ao homem, sendo causa de intoxicações agudas e crônicas, além do desenvolvimento de doenças, para o meio ambiente a bioacumulação e os efeitos adversos as espécies podem criar o desequilíbrio ambiental de ecossistemas. As fontes de metais pesados em corpos d’águas, muita das vezes advém de esgotos domésticos e industriais, tratados ou não, de forma que os sistemas convencionais de tratamento de esgotos não são aptos a removerem os metais pesados de seus sistemas, assim sendo necessário outras tecnologias para sua remoção. São tecnologias utilizadas para a extração de metais pesados de efluentes os sistemas de adsorção, troca-iônica, filtração por membranas, extração líquido-líquido, e outros. A adsorção por carvão ativado é uma técnica eficiente de remoção de contaminantes orgânico e inorgânicos. Tendo em vista que a casca de arroz é um resíduo abundante é com amplo potencial de aplicação em diversos processos esta tem sido aplicado na produção de carvões ativados. Dessa forma, este trabalho investigou a eficiência da remoção de cobre em meio aquoso utilizando carvões ativados da casca de arroz. O processo de ativação por impregnação ácido e básica produziu carvões ativados com diferentes características químicas e respostas na extração de cobre em meio aquoso. Os ensaios para avaliação das variáveis independentes utilizaram do planejamento experimental por modelo fatorial. O carvão da casca de arroz ativado por hidróxido de potássio (CA-KOH) é um bom adsorvente de íons de cobre em solução com eficiências de remoção superiores a 96%. Enquanto a melhor condição para aplicação do carvão ativado por ácido fosfórico de casca de arroz (CA-H3PO4) ocorreu em pH de 7,3 por 65 minutos de tempo de contato com a remoção de 92,9% de cobre em solução. Foram estimados a partir do planejamento experimental os modelos de regressão para predição de extração de cobre, bem como suas superfícies de resposta. O CA-KOH apresentou alto potencial para aplicação em sistemas de tratamento de efluentes, sendo que a aplicação deste para atingir valores ótimos de extração deverá ocorrer em pH entre os intervalos inferior a 4 e superior 7 com o emprego de uma dosagem de 15-20 g de carvão/L de efluente. / The contamination by heavy metals in water bodies has been extensively treated because of great concern mainly on environmental aspects and effects on human health. Heavy metals present deleterious responses to humans, causing acute and chronic intoxications, besides the development of diseases, to the environment bioaccumulation and adverse effects species can create the environmental imbalance of ecosystems. Sources of heavy metals in bodies of water often come from domestic and industrial sewage, treated or untreated, so that conventional sewage treatment systems are not able to remove heavy metals from their systems, so it is necessary other technologies for its removal. The adsorption, ion exchange, membrane filtration, liquid-liquid extraction, and other technologies are used for the extraction of heavy metals from effluents. Activated carbon for adsorption is an efficient technique for removal of organic and inorganic contaminants. Considering that the rice husk is an abundant residue, it has a wide potential of application in several processes, this has been applied in the production of activated carbons. Thus, this work investigated the efficiency of the removal of copper in aqueous media using activated carbons of rice husk. The activation process by acid and basic impregnation produced activated carbons with different chemical characteristics and responses in copper extraction in aqueous medium. The trials for evaluation of the independent variables used experimental planning by factorial model. Potassium hydroxide-activated rice husk charcoal (CA-KOH) is a good solution of copper ions adsorbent with removal efficiencies greater than 96%. While the best condition for the application of activated carbon by phosphoric acid rice husk (CA-H3PO4) occurred in pH of 7.3 for 65 minutes of contact time with the removal of 92.9% copper solution. The regression models for copper extraction prediction, as well as their response surfaces, were estimated from the experimental design. The CA-KOH presented high potential for application in effluent treatment systems, and it is recommended to apply this in pH between the intervals below 4 and higher 7 using a dosage of 15-20 g of coal / L of effluent.

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2016-06-15T19:31:26Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Caroline Winter - 2016.pdf: 7433726 bytes, checksum: bf2a1b900a9af4a614fcafcacca772fa (MD5) license_rdf: 19874 bytes, checksum: 38cb62ef53e6f513db2fb7e337df6485 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-06-28T12:15:36Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Caroline Winter - 2016.pdf: 7433726 bytes, checksum: bf2a1b900a9af4a614fcafcacca772fa (MD5) license_rdf: 19874 bytes, checksum: 38cb62ef53e6f513db2fb7e337df6485 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-28T12:15:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Caroline Winter - 2016.pdf: 7433726 bytes, checksum: bf2a1b900a9af4a614fcafcacca772fa (MD5) license_rdf: 19874 bytes, checksum: 38cb62ef53e6f513db2fb7e337df6485 (MD5) Previous issue date: 2016-03-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The members of flavonoids and chalcones family have attracted great interest because of their pharmacological applications as antibacterial, anti-inflammatory and anticarcinogenicagents, and are commonly synthesized by Claisen-Schmidt condensation between acetophenone and benzaldehyde derivatives. This reaction is usually catalyzed under homogeneous conditions which present, however, several drawbacks such as catalyst recovery and waste disposal problems. This work proposes the use of a variety of heterogeneous catalysts to achieve good results for condensation Claisen-Schmidt reaction in terms of conversion and chalcones selectivity, when compared to the homogeneous catalysis. Two groups of catalysts were tested: metal oxides and activated carbons. Magnesium oxide catalysts were prepared by hydrothermal treatment and magnesium, niobium, lanthanum and titanium oxides by rehydration of commercial precursors, all methods followed and not followed by cesium impregnation. The activated carbons used as catalysts were Babassu, Bahia Coconut, ox bone and Dendê, raw and treated with sodium hydroxide. The catalysts were characterized by scanning and transmission electron microscopy, thermogravimetric analysis, differential thermal analysis, determination of the specific superficial area by the adsorption/desorption of N2 at 77 K method, infrared spectroscopy, X-ray diffraction and temperature-programmed desorption of CO2 and NH3. The basic sites of carbons were quantified by Boehm Method. Finally, the performance of the catalysts was evaluated on the Claisen-Schmidt reaction between Acetophenone and 4-nitrobenzaldehyde, and the conversion was quantified by high performance liquid chromatography. The best catalyst was treated babassu activated carbon, whose conversion achieved was 92,38%. / Os membros da família das chalconas e flavonóides têm despertado um grande interesse devido às suas aplicações como agentes farmacológicos, antibacterianos, anti-inflamatórios e anticarcinogênicos, sendo comumente sintetizados via condensação de Claisen-Schmidt entre derivados de acetofenona e de benzaldeído. Esta reação é catalisada normalmente sob condições homogêneas, que apresentam, no entanto, vários inconvenientes, tais como a recuperação do catalisador e problemas de destinação de resíduos. Neste trabalho foi proposto o uso de uma série de catalisadores heterogêneos para se alcançar bons resultados para a reação de condensação de Claisen-Schmidt, em termos de conversão e seletividade de derivados de chalconas, quando comparados à catálise homogênea. Foram testados dois grupos de catalisadores: óxidos metálicos e carvões ativados. Prepararam-se catalisadores de óxido de magnésio por tratamento hidrotérmico e óxidos de magnésio, nióbio, lantânio e titânio por reidratação de precursores comerciais, todos os métodos seguidos e não seguidos por impregnação de césio. Os carvões ativados utilizados como catalisadores foram de babaçu, coco da Bahia, osso de boi e dendê brutos e tratados com hidróxido de sódio. Os catalisadores foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura e transmissão, análise termogravimétrica, análise térmica diferencial, determinação de área superficial específica por análise textural de adsorção/dessorção de N2 a 77 K, espectroscopia de infravermelho, difração de raios X e dessorção à temperatura programada de CO2 e NH3. Os sítios básicos dos carvões foram quantificados pelo método de Boehm. Finalmente, o desempenho dos catalisadores foi avaliado na reação de Claisen-Schmidt entre Acetofenona e 4-Nitrobenzaldeído, sendo a conversão quantificada por cromatografia líquida de alta eficiência. O melhor catalisador foi o de carvão de babaçu tratado, cuja conversão alcançada foi de 92,38%.

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2016-09-20T11:12:34Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Anderson Barros Caixeta Araújo - 2016.pdf: 3153002 bytes, checksum: ba1e261db38d81f09762632dfc921e8b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-09-20T11:58:38Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Anderson Barros Caixeta Araújo - 2016.pdf: 3153002 bytes, checksum: ba1e261db38d81f09762632dfc921e8b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-20T11:58:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Anderson Barros Caixeta Araújo - 2016.pdf: 3153002 bytes, checksum: ba1e261db38d81f09762632dfc921e8b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The naphthenic acids comprise a complex mixture of carboxylic acids that are present in petroleum. They are directly responsible for the oil acidity and its corrosiveness in liquid phase during the refining process. Such compounds are also presents in the derivatives, causing several problems to product quality. A possible way of removing these acids from those oil fractions is using the adsorption process in porous solids, as activated carbons. There are few studies about the removal of naphthenic acids on coals. For this reason, we chose four types of activated carbons for adsorption tests, and they coal babassu, palm kernel, coconut and of Bahia ox bone. In order to assess the possibility of further removing acidic compounds, the four carbons were subjected to a chemical treatment with concentrated sodium hydroxide. Physical and chemical analyzes were performed in order to promote the characterization of all adsorbents, showing that the treatment previously mentioned was leading to an increase in the adsorption capacity of the coals. The adsorption experiments with commercial batch naphthenic acid solution showed that the treated ox bone char had the highest retention efficiency, which is the adsorbent used to construct the adsorption isotherms. The isotherms were better adjusted by Langmuir model, revealing the chemisorption of character adsorptive process. The thermodynamic data showed that the process is spontaneous and endothermic, is favored by increasing the temperature. Regarding the crude oil sample, batch adsorption experiments were conducted in such a way as to determine the removal efficiency of class O2 and reducing the Total Acid Number (IAT). The results spectrometry FTICR ix MS Pasta, they showed that all coals chemically treated were able to remove more acidic compounds in relation to their untreated related. The raw coals babassu oil, palm oil and coconut Bahia showed a potential for adsorption of nitrogen compounds from oil, given that there was a decrease in its class in the class chart. As a final analysis, all the coals were evaluated for their ability to lower oil IAT, it was found that the ox bone char treated again achieved the best result, reducing by 70% the value of the IAT. / Os ácidos naftênicos correspondem à complexa mistura de ácidos carboxílicos presentes no petróleo, responsáveis diretamente pela sua acidez e pela sua corrosividade em fase líquida durante o refino. Tais compostos também estão presentes nas frações destiladas do petróleo, causando diversos problemas na qualidade final do produto. Uma alternativa para a remoção desses ácidos das frações destiladas é por meio da adsorção em materiais porosos, como os carvões ativados. Poucos são os estudos a respeito da remoção de ácidos naftênicos em carvões. Por esta razão, foram escolhidos quatro tipos de carvões ativados para os ensaios de adsorção, sendo eles carvão de babaçu, dendê, coco da Bahia e osso de boi. A fim de avaliar a possibilidade de uma maior remoção de compostos ácidos, os quatro carvões foram submetidos a um tratamento químico com solução concentrada de hidróxido de sódio. Análises físico-químicas foram realizadas com o intuito de promover a caracterização de todos os adsorventes, revelando que o tratamento anteriormente citado foi preponderante para um aumento na capacidade adsortiva dos carvões. Os ensaios de adsorção em batelada com solução comercial de ácidos naftênicos mostraram que o carvão de osso de boi tratado apresentou a maior eficiência de retenção, sendo este o adsorvente utilizado para a construção das isotermas de adsorção. As isotermas foram melhor ajustadas pelo Modelo de Langmuir, revelando o caráter de quimiossorção do processo adsortivo. Os dados termodinâmicos mostraram que o processo é espontâneo e endotérmico, sendo mais favorecido pelo aumento da temperatura. Em relação à amostra de petróleo bruto, ensaios de adsorção em batelada foram conduzidos de tal forma a averiguar a eficiência na remoção da classe O2 e na redução do Índice de Acidez Total (IAT). Os resultados de Espectrometria de Massas FT-ICR MS, mostraram que todos os carvões tratados quimicamente conseguiram remover mais compostos ácidos em relação a seus correlatos não tratados. Os carvões brutos de babaçu, dendê e coco da Bahia apresentaram uma potencialidade para adsorção de compostos nitrogenados do petróleo, haja vista que houve a diminuição desta classe no gráfico de classes. Como análise final, todos os carvões foram avaliados quanto suas capacidades de redução do IAT do petróleo, em que foi constatado que o carvão de osso de boi tratado novamente conseguiu o melhor resultado, reduzindo em 70% o valor do IAT.