Oximas têm sido extensivamente usadas como antídoto para envenenamento por organofosforados e como desontaminante. Micelas e vesículas, utilizadas como catalisadores e transportadores de drogas, constituem agentes potenciais para tratamento e descontaminação. Neste trabalho descrevemos a reação de p-Nitrofenildifenilfosfato (PNPDPP), um substrato modelo para organofosforado, com: acetofenoxima (I); ácido 10- fenil-10-hidroxiiminodecanóico (II); 4-(9-carboxinonanil)-1-(9-carboxi-1-hidroiimino nonanil) benzeno (III); cloreto de N-dodecilpiridina (IV); cloreto N-metilpiridina 2-aldoxima (V), na presença de micelas catiônicas e zwitteriônicas de cloreto de hexadeciltrimetilamônio, CTAC e N-Hexadecil-N,N-dimetil-1-propano sulfonato, HPS, respectivamente, e vesículas catiônicas de dioctadecildimetilamônio, DODAC. O pKa aparente, pKap, das oximas em agregados de anfifilicos, a constante de velocidade de segunda ordem de oximólise em micelas ou vesículas, km, e as constantes de velocidade observadas para a oximólise de PNPDPP, kobs, foram determinadas espectrofotometricamente, a pH constante, variando-se a concentração dos anfifílicos. Os resultados foram analisados usando as teorias: modelo de pseudofase (PP) e modelo de pseudofase com considerações de troca iônica (PIE), descrita na literatura pelo nosso grupo. As constantes de segunda ordem para oximólise de PNPDPP em água, kox, determinadas foram 6,5 M^-1 min^-1 (I, II e III) e 2,8 M^-1 min^-1 (IV e V). O kobs máximo em micelas e vesículas, kobsmax, e o kobs em água, kw, no mesmo pH, foram utilizadas para calcular o fator de aceleração máxima, AF, para cada anfifílico (AF = kobsmax/kw). Os agregados catalisam a decomposição de PNPDPP e os valores de AF (e km) foram da ordem de 10^4 (32 min^-1), 10^4 (125 min^-1) e 10^6 (80 min^-1) para a reação da oxima IV com CTAC, HPS e DODAC, respectivamente. A análise quantitativa da dependência da concentração de agregados anfifílicos na oximólise mostrou um considerável aumento da constante de velocidade da reação produzido por micelas e vesículas (maior que 8 x 10^6 vezes). Esse efeito é parcialmente devido a: concentração local dos reagentes, efeitos nos pKas dos nucleófilos e, mais importante, mudança na reatividade intrínseca das oximas. / Oximes have been extensively used as antidotes and decontaminants of organophosphates. Micelles and vesicles, catalysts and drug transport agents, constitute potential vehicles for Oxime treatment. Here we describe the reaction of p-nitrophenyldiphenylphosphate (PNPDPP) with: acetophenoxime (I); 10-phenyl-10-hydroxyiminodecanoic acid (II); 4-(9-carboxynonanyl)-1-(9-carboxy-1-hydroyiminononanyl) benzene (III); N-dodecylpyridinium chloride (IV); N-methylpyridinium 2-aldoxime chloride (V), in the presence of cationic and zwitterionic micelles, hexadecyltrimethylammonium chloride, CTAC and N-Hexadecyl-N,N-dimethyl-1-propanesulfate, HPS, respectively, and cationic vesicles of dioctadecyldimethylammonium, DODAC. The apparent pKa, pKap, of the oximes in the amphiphile aggregates, the second order rate constants of oximolysis in micelles and vesicles, km, and the observed rate constants for PNPDPP oximolysis, kobs, were determined spectrophotometrically at constant varying amphiphilic concentrations. The results were analyzed using the pseudo-phase theory (PP) and pseudo-phase / ion exchange (PIE). The second order rate constant for (uncatalyzed) oximolysis of PNPDPP were 6.5 M^-1 min^-1 (I, II and III) and 2.77 M^-1 min^-1 (IV and V). From the maximum value of kobs in micelles and vesicles, kobsmax, and the value of kobs in water, kox, at the same pH, the maximum acceleration factor, AF, were calculated (AF = kobsmax / kw). The amphiphiles catalyzed the oximolysis of PNPDPP and the values of AF (and km) were ca 10^4 (32 min^-1), 10^4 (125 min^-1) and 10^6 (80 min^-1) for the reactions of Oxime IV in CTAC, HPS and DODAC, respectively. Quantitative analysis of the amphiphile concentration-dependence of rates demonstrated that the considerable rate increase produced by micelles and vesicles on the rate of oximolysis (up to 8 x 10^6 fold) is partly due to reagent concentration in the aggregate, effects on the pKas of the nucleophiles and, more importantly, catalysis.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2018. / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAP-DF). / A utilização de biomassa vem trazendo novas perspectivas quanto à produção de energia renovável. Os biocombustíveis, por sua vez, fazem parte de um setor importante nesse contexto, pois apresentam efeito significativo na redução das emissões de gases do efeito estufa (GEE). Os processos de conversão das biomassas compreendem uma variedade de rotas e técnicas, possibilitando, dessa forma, a geração de diversos produtos. Nessa perspectiva, a procura de biomassas com baixo custo e grande disponibilidade são essenciais para se pensar em processos que favoreçam a produção de bioenergia em larga escala. Os resíduos agroindustriais enquadram-se nessa descrição, uma vez que são originários de um setor altamente produtivo nacionalmente, como por exemplo, da indústria cervejeira que produz, para cada 100 L de cerveja, de 14 a 20 Kg de bagaço (seja de origem de malte ou de adjuntos) gerando, assim, grandes quantidades de resíduos. A produção de biocombustíveis a partir de biomassas residuais, mesmo com bases na sustentabilidade e reaproveitamento de recursos, também pode gerar subprodutos, como é o caso dos processos de gaseificação, onde o alcatrão, subproduto constituído essencialmente por hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, pode causar entupimento e incrustações nos equipamentos diminuindo a eficiência do processo. Desta forma, duas vertentes foram executadas neste trabalho: a primeira, pelo craqueamento térmico do alcatrão, obtendo, assim, uma fase líquida (bio-óleo) e uma fase sólida (carvão); e a segunda, pela utilização dos bagaços da produção de cerveja para obtenção de carvão (biochar) por meio da pirólise. Ambos os produtos sólidos foram submetidos ao processo de sulfonação para inserção de grupos ácidos (-SO3H) em sua estrutura. A efetividade das sulfonações foi comprovada por diversas técnicas analíticas, dentre elas a análise elementar, mostrando um acréscimo de até 100 vezes a quantidade de enxofre com relação ao material antes do procedimento. O carvão sulfonado do alcatrão foi, então, aplicado como catalisador heterogêneo nas reações de esterificação de ácido oleico e transesterificação de óleo de soja. Ambas as reações atingiram 100% de conversão com os 2 alcoóis testados (metanol e etanol). / The use of biomass has brought new perspectives on the renewable energy production. Biofuels, in turn, are part of an important sector in this context since they have a significant effect on the reduction of greenhouse gas (GHG) emissions. The biomass conversion processes embrace a variety of routes and techniques thus enabling the generation of various products. In this perspective, the demand for biomass with low cost and high availability is essential to think of bioenergy production on a large scale. Agro-industrial wastes fall within this description, since they originate in a highly productive sector nationally. For example, the brewing industry produces for each 100 L of beer an amount of 14 to 20 kg of bagasse (whether of malt origin or adjuncts) generating large quantities of waste. The production of biofuels from residual biomasses, even though based on sustainability and reuse of resources, can also generate by-products such as gasification processes where tar, a by-product consisting essentially of polycyclic aromatic hydrocarbons, can cause clogging and incrustations in equipment, reducing process efficiency. In this way, two strands were executed in this work: the first one by the thermal cracking of the tar, obtaining a liquid phase (bio-oil) and a solid phase (coal); and the second one for using bagasse from beer production to obtain coal (biochar) by pyrolysis. Both solid products were subjected to the sulphonation process for the insertion of acidic groups (-SO3H) into their structure. The effectiveness of the sulfonations were proven by several analytical techniques including elemental analysis showing an increase of up to 100 times the amount of sulfur in relation to the material before sulfonation. The sulfonated coal derived from tar was then applied as a heterogeneous catalyst in the oleic acid esterification and soybean oil transesterification, both reactions reached 100% conversion with the two alcohols tested (methanol and ethanol).

As reações entre o íon pentacianoferrato(II) e os isômeros de acetilpiridina (py(CO)CH3) foram estudadas com o intuito de estabelecer o mecanismo da reação de ataque nucleofílico ao grupo nitrosilo coordenado. Estas reações de adição foram acompanhadas pela técnica stopped flow ll a 25,O&#186;C, em condições de pseudo primeira ordem, em meio alcalino com força iônica 0,10 M ajustada com LiC104 . Durante o processo, constatou-se que a formação dos produtos é precedida pelo aparecimento de intermediário azul com pequenos tempos de vida. A formação deste intermediário envolve o ataque da acetilpiridina na forma de carbânion, ao grupo nitrosilo coordenado, em competição com a adição do íon hidroxila. A lei da velocidade para o mecanismo proposto nesta etapa, tem a expressão abaixo para a constante de velocidade observada kobsl= KkL [py(CO)CH3] [OH-] + kOH [OH-] + k-L Os valores de KkL e k-L são respectivamente 1,91 &#177; 0,05 X 102M-2s-1 e 0,90&#177; 0,02 X 10-1 s-1</SUP para acetilpiridina com substituintes na posição para; 3,70&#177; 0,10X .. 10 M-2s-1 e 0,86 &#177; 0,02 X 10-1s-1 para o derivado na posição meta e 1 ,42 &#177; 0,04 X 10 M-2 s-1 e o 0,46 &#177; 0,01X10-1s-1para o derivado em orto. O kOH obtido nas condições experimentais é 0,302M-l s-1. o decaimento do intermediário ocorre devido a dissociação da espécie coordenada pelo NO cuja labilização pode ser provocada ou ocorrer em paralelo a isomerização do ligante. Esta reação também depende tanto da concentração do ligante como da concentração da hidroxila. A lei da velocidade resultante do mecanismo proposto, consistente com o comportamento cinético, leva à expressão [figura ver arquivo em PDF] Os valores de kd e KT determinados são respectivamente 8,3 X 10-2s-1 2,1 X 103 M-2 para derivados em para, 5,0 X 1º-2s s-1 e 3,90 X -10 M-2 Para o derivado em meta e 3,2 X 10-2s-1e 2,95 X 102 M-2 para o derivado em orto. A consistência do mecanismo proposto foi verificada através das constantes obtidas em experiências independentes acompanhando o decaimento dos intermediários sintetizados. O mecanismo foi ainda confirmado através dos estudos independentes das etapas propostas no mecanismo global. Esta adição das acetilpiridinas ao grupo NO coordenado foi aproveitada na obtenção de 1igantes carboni1-oximas correspondentes. Estes ligantes py(CO)CHNOH bem como as acetilpiridinas foram utilizados para sintetizar série de complexos Fe(CN)5L3- a partir do íon aquopentacianoferrato (II) , Fe(CN)5H2O3-. A caracterização dos 1igantes e complexos sintetizados foi feita na região de infravermelho, visível e ultra-violeta. Os espectros eletrônicos obtidos foram decompostos usando-se as funções Gaussianas simples e dupla e a 1ognormal. Os complexos apresentam-se fortemente coloridos, com bandas de absorção na região do visível e ultra-violeta próximo, cujas transições podem ser classificadas em; a. Transições de transferência de Carga Fe-L (CT); b. Transições de Campo Ligante (d-d); c. Transições Internas nos Ligantes (L-L); d. Transições de transferência de Carga Fe-CN (CT) Foram ainda verificados os efeitos de pH sobre as bandas de transferência de carga e as variações espectrais provenientes da oxidação do complexo. Os estudos de espectroscopia envolvendo os complexos intermediários sintetizados foram feitos na tentativa de obter informações estruturais e propriedades para se estabelecer correlação com parâmetros cinéticos determinados. O comportamento eletroquímico dos complexos em estudo foi investigado através da voltametria cíclica. A partir destes dados obteve-se os parâmetros termodinâmicos bem como a correlação do Eo com a frequência da transição de transferência de carga vTC(Fe-L). Os complexos Fe(CN)5 py (CO)CHNOH3- apresentam comportamento fotoquímico típico, com deslocamento batocrômico das bandas de transferência de carga no decorrer da irradiação com luz visível e ultra-violeta. A fotosubstituição dos cianetos nos complexos Fe(CN)5L3- foi constatada pela primeira vez com o uso de ligantes que apresentam características quelantes ( como etilenodiamina e py(CO)CHNOH ) e estabilizam os complexos tetracianoferrato(II) correspondentes. A irradiação quase monocromática no complexo Fe(CN)5em3- mostra um rendimento quântico de 0,087 &#177; 0,003 para a saída do cianeto. A espécie formada fotoquimicamente foi isolada e a sua identidade foi \' confirmada espectroscopicamente e também, através da reação de oxidação com formação do tetracianoferrato com diimina. A análise do pentaciano(etilenodiamina) ferrato (II) consumido e a quantidade do complexo tetracianoferrrato correspondente formada mostra que a reação representada a seguir [figura ver arquivo em PDF] é o único processo fotoquímico efetivo que ocorre durante . o período de irradiação . / The reactions between the pentacyano(nitrosyl) ferrate(II) ion and the o-, m-, p-isomers of acetylpyridine (py(CO)CH3) were investigated by stopped flow technique, in order to evaluated the mechanisms of nucleophilic attack on the coordinated nitric oxide ligand. The kinetics of these addition reactions were followed spectrophotometrically, under pseudo first order conditions, at a temperature of 25°C, and &#181= 0,100 (lithium perchlorate and lithium hydroxide). A deep blue compound can be observed with a half-1ife of a few seconds. The formation of such an intermediate was described in terms of the attack of the carbanion of acetylpyridine to the coordinate nitric oxide ligand, in competition with the addition of the hydroxide ion. The experimental rate 1aw for the reaction can be expressed by a pseudo first order equation, consistent with our proposed mechanism; where kobsl= K.kL [py(CO)CH3] [OH- + kOH [OH-] + k-LThe rate constants kL and k-L refer to the nucleophilic attack step and the reversal reaction, respectively. The equilibrium constant K represents the formation of the carbanion, while kOH is associated with the parallel addition of the hydroxide ion to NO+. The values determined for KkL and k-L were, respectively , 196 M-2s-1, and 0.090 s-l for p-py(CO)CH3 ; 370 M-2s-1 and 0.080 s-l for m-py(CO)CH 3; and 14,2M-2s-1 and 0.046s-1 for o-py(CO)CH3 . The kOH value obtained under the experimental conditions is 0,302 M-1s-1 The decay of the intermediate yields the free carbonyloximes in solution. It may be associated with an intrinsic lability of the nitroso species, or even by an internal isomerization leading to a sterically hindered configuration of the ligand . The observed rate law was found to depend on the acetylpyridine and the hydroxide ion concentrations in the following way [see figure PDF file] where KT = K.kL/k-L, and . kd is the rate constant of dissociation of coordinated 1igand. The experimental values of KT and kd were, respectively, 2.1x103 M-2 and 0.082s-1 for p-py(CO)CH3; 390 M-2 and 0.050 s-1 for m-py (CO) CH3;and 295 M-2 and 0.032 s-1 for o-py(CO)CH3. Independent experiments using the intermediate species isolated as solids, allowed to confirm the consistency of our two step mechanism . From the pure carbonyl-oxime ligands obtained in this work we have synthesized the substituted complexes of pentacyanoferrate(II) coordinated by pyridine group. An extensive characterization of the ligands and of the complexes was carried out in this work, including the analysis of the electronic spectra in terms of Gaussians and log-normal functions, and the assignments of the vibrational spectra. Also examined were the pH effects on the charge transfer spectra, as well as the evaluation of the basicity constants of the coordinated cyanide and the heterocyclic ligands. We have also characterized the intermediates in terms of their electronic and vibrational spectra. Based on an electrochemical study, using mostly cyclic voltammetry, we have obtained the thermodynamic parameters of the several complexes. A linear correlation between the formal potentials and the energies of the charge transfer transitions was found in this work. The Fe (CN)5py (CO) CHNOH3- complexes were found to be photosensitive, turning slowly to a deep blue color under sun or ordinary light. The photolysis under controlled conditions, with a mercury lamp, in the visible - near uv region, produced neat spectral changes, with isosbestic points indicating a well behaved photochemical process. The product, in contrast to pentacyanoferrate(II) species, was found to be inert toward dimethyl sulfoxide. The same behavior has been observed for tetracyanoferrate(II) complexes with bidentate ligands. In analogy, the blue product was formulated as [see figure PDF file] Quantum yields were determined at several wavelengths however, it was not possible to distinguish , between the following photochemical processes, leading to the tetracyano species : [see figure PDF file] The second process taking place on the oxime isomer, which may be eventually present in very small amount, is expected to be highly effective because of the neighboring effect enhancing the formation of the 5 member ring. To clarify this point, we have investigated the photochemistry of the Fe(CN)5(en)3- complex. The results indicated that the formation of the Fe(CN)4en2- complex takes place with a quantum yield of 0,087&#177; 0,005 at 366nm, which is nearly 10 times the values obtained for carbonyl-oxime complexes. In this case, the photochemical process can be analysed quantitatively by determining the amount of the starting complex, or by isolating the tetracyano species by ionic exchange chromatography. Both ways gave comparable numbers, indicating that the measured quantum yields refer to the process [see figure PDF file] We therefore concluded that the labilization of the CN ligands in the carbonyl-oxime complexes should take place mostly according to the first route.

Zeólitas tipo Y contendo terras raras, RE,Ca/NaY (RE = La, Ce, Nd, Eu, Gd), foram preparadas a partir da forma NaY (razão Si/Al = 2,4 ) por trocas iônicas sucessivas com soluções de cloreto de cálcio e cloreto de terras raras, -através de refluxo; e subseqüente filtragem a vácuo, secagem e tratamento térmico sob fluxo de nitrogênio. Após o tratamento térmico, os Íons aquosos trivalentes de terras raras sofrem hidrólise, formando hidroxilas catiônicas do tipo [RE. OH]2+ e prótons H+, tornando-se localizados nas cavidades e canais da zeólita. O próton reage com o oxigênio da rede cristalina, originando centros ácidos muito fortes. O tipo específico de terra rara trocado ionicamente influencia a acidez total, força e distribuição dos sítios ativos na zeólita. As composições químicas das celas unitárias das amostras foram determinadas por espectrometria de emissão atômica por plasma de argônio induzido (ICP-AES). A cristalinidade, após troca iônica e tratamento térmico, foi confirmada por espectroscopia na região do infravermelho (FT-IR) e difração de raios-X. A microssimetria do íon európio na zeólita Eu,Ca/NaY foi investigada por espectroscopia eletrônica de emissão na região do visível, sob excitação de radiação ultravioleta (396 nm). As propriedades ácidas das amostras RE, Ca/NaY foram estudadas por termogravimetria (TG) e calorimetria exploratória diferencial (DSC), usando n-butilamina como molécula sonda. Por TG, foi investigada a acidez total das amostras; enquanto que por DSC, utilizando o modelo cinético de Borchardt & Daniels, foi investigada a força ácida relativa das amostras. A presença dos centros ácidos de Brönsted e Lewis foi determinada por espectroscopia na região do infravermelho (1700-1300 cm-1) , usando piridina como molécula sonda. A atividade catalítica e seletividade das amostras foram avaliadas na reação química modelo de alquilação de benzeno com a olefina linear 1-dodeceno para formação de alquilbenzeno linear. A reação foi estudada na fase líquida, em um microrreator de batelada, à temperatura de 80°C. 0s produtos monoalquilados e os isômeros lineares de 1-dodeceno foram determinados por cromatografia em fase gasosa e espectrometria de massa (GC-MS). / The Y zeolites containing calcium and rare earth polivalent cations, RE,Ca/NaY (RE = La, Ce, Nd, Eu, Gd), were prepared by ion exchange, refluxing the NaY zeolite (Si/Al = 2,4) with calcium chloride and rare earth chloride solutions, followed by thermal treatment under nitrogen flow. The trivalent hydrated rare earth ions undergo hydrolysis, forming [RE.OH]2+ cation hydroxyls and protons H+, which react with oxygen in the lattice, generating strong acid sites. The rare earth elements influence the total acidity, strength and distribution of the active sites in the zeolite. The unit cell chemical compositions of the samples were determined by Inductively Coupled Plasma / Atomic Emission spectroscopy (ICP/AES). The crystallinity was confirmed by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) and X-ray diffraction. The europium microsimetry in the Eu,Ca/NaY zeolite was investigated by emission electronic spectroscopy in the visible region, under ultra-violet excitation (396 nm). The acid properties of the RE,Ca/NaY samples were studied by Thermogravimetry (TG) and Differential Scanning Calorimetry (DSC), using n-butilamine as molecular probe. From TG curves, the total acidity was calculated, whereas the relative acid strength was determinated by DSC curves, using the Borchardt-Daniels kinetic model. The nature of Brönsted and Lewis acid sites was investigated by FT-IR, in the 1700 - 1300 cm-1 region, using pyridine as molecular probe. The catalytic activity and selectivity of the samples were evaluated on the alkylation of benzene with 1-dodecene model reaction, to form linear alkylbenzenes, in liquid phase, at 80°C using a bath reactor. The reactant conversion, extent of isomerization and product distribution were monitored by Gas Chromatography and Mass Spectrometry techniques (GC-MS).

Made available in DSpace on 2015-04-22T22:01:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 thaisa moreira.pdf: 1980801 bytes, checksum: 91b3cddb4f1432ed9488d47893ac0ba1 (MD5) Previous issue date: 2013-02-19 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / The waste from the extraction of cupuaçu fat obtained from the company Cupuama (Careiro Castanho - AM) was characterized for application as raw material for biodiesel by the alternative method hydroesterification. The charatezation of cupuaçu fatty waste was perfomed by gas chromatography (CG-FID) and by means of physic-chemical parameters such as index of acidity, peroxide and iodine. The waste showed as major fatty acid the palmitic acid (43.60 %) and already had the percentage of free acids rather high (70.32 % of FFA). For processing the waste in the esterification step were employed homogeneous catalysts, HCl and H2SO4, and the heterogeneous catalyst sulfated zirconia. This catalyst was prepared by two methods, called solvent-free method and conventional method, the solids were characterized by IR, XRD, TG/DTG and the method of adsorption of gaseous pyridine to assess the acidity of the material. In homogeneous catalysis, the sulfuric acid had the best performance, reaching yield of 94.35 % in 10 hours of reaction. Among the solid catalysts, the one prepared by the solvent free-method (ZrS) was the one who was more active in esterification, therefore, performed a kinetic study of the esterification reaction using ZrS at temperatures of 80, 100, 120 and 140 oC in the presence of methanol and ethanol alcohols in the reactor. / O resíduo da extração da manteiga de cupuaçu obtido na empresa Cupuama (Careiro Castanho - AM) foi estudado como matéria-prima na produção de biodiesel pelo método alternativo de hidroesterificação, que consiste na hidrólise seguida de esterificação. A caracterização do resíduo gorduroso de cupuaçu foi realizada por cromatografia gasosa (CG-DIC) e por meio dos parâmetros físico-químicos, como os índices de acidez, peróxido e iodo. O resíduo apresentou como ácido graxo majoritário o ácido palmítico (43,60 %), além de uma porcentagem de ácidos graxos livres bastante elevada (70,32 % de AGL). Para o processamento do resíduo, na etapa da esterificação foram empregados os catalisadores homogêneos, HCl e H2SO4, além do catalisador heterogêneo zircônia sulfatada. Este foi preparado por dois métodos, chamados de método livre de solvente (ZrS) e método convencional (ZrOS). Ambos os sólidos foram caracterizados por IV, DRX, TG/DTG e pelo método de adsorção de piridina gasosa para avaliar a acidez do material. Na catálise homogênea, o ácido sulfúrico obteve o melhor desempenho, alcançando um rendimento de 94,35 % em 10 horas de reação. Entre os catalisadores sólidos, aquele preparado pelo método livre de solvente (ZrS) foi quem se mostrou mais ativo na esterificação, sendo, portanto, realizado um estudo cinético da reação de esterificação utilizando ZrS nas temperaturas de 80, 100, 120 e 140 oC na presença dos álcoois metanol e etanol, em reator.

Este trabalho de mestrado descreve a avaliação do emprego do TiO2, obtido por diferentes rotas de sínteses e do TiO2 P25 ambos modificados superficialmente com prata e cobre, como catalisador no processo de fotocátalise heterogênea visando a degradação de fenol e efluentes industriais, especificamente efluentes fenólicos. A deterioração dos recursos hídricos é uma das maiores preocupações da sociedade moderna. Dentre os principais responsáveis pela diminuição sistemática na qualidade dos sistemas aquáticos, destacam-se os compostos orgânicos poluentes presentes em efluentes industriais. Dentre esta vasta gama de compostos, os fenóis mostram-se especialmente deletérios ao meio ambiente, devido a sua elevada toxicidade, tendência a bioacumulação e grandes quantidades em que são gerados pelos mais diversos tipos de atividades produtivas. Este trabalho avaliou a aplicação do TiO2 sintetizado pelos métodos de sol-gel e precipitação homogênea na degradação de fenol e no tratamento de efluentes industriais fenólicos. De um modo geral, após 90 minutos de tratamento estes materiais permitiram uma redução de 90% no teor de fenol e de 30% na concentração de carbono orgânico total. Estes resultados são superiores aos obtidos empregando-se TiO¬2 P25 (material comercial mais utilizado neste tipo de processo). A aplicação destes materiais sintetizados na remediação de uma matriz real complexa (efluente industrial) também mostrou uma melhoria na redução de fenol (cerca de 16%) em comparação ao catalisador comercial. Além da síntese do TiO2, também avaliou-se a modificação da superfície das partículas deste semicondutor com prata e cobre visando mais uma vez um aumento na eficiência do processo de fotodegradação. A deposição de prata ou cobre nas partículas do TiO2 P25 promoveu um aumento na capacidade de redução média de fenol e carbono orgânico deste poluente de 15 e 45%, respectivamente. A modificação superficial do TiO2 sintetizado tanto por sol-gel quanto por precipitação homogênea gerou um aumento médio na eficiência catalítica do semicondutor de 30% na mineralização de fenol e 98% na redução da concentração inicial desta espécie. Aplicando estes catalisadores modificados no tratamento do efluente fenólico houve um aumento na mineralização de 32% e uma redução na concentração inicial de fenol de 98% do efluente fenólico. De maneira geral a síntese do TiO2 e a modificação superficial das partículas do catalisador com prata e cobre mostraram-se bastante promissoras para uma futura aplicação destes materiais na remediação de efluentes fenólicos. / This work describes the evaluation of TiO2, obtained from different synthesis routs and superficially modified with silver and copper, as the catalyst in the heterogeneous photocatalysis process to promote phenol degradation and industrial effluents remediation, specifically phenolic effluents. The deterioration of water resources is one the greatest concerns of modern society. Among many responsible for the systematic decreases in the aquatic systems quality, special attention has been give to the organic pollutant compounds presents in the industrial effluents. Among this wide range compounds, the phenols have been showed many deleterious effect to the environment, especially because their high toxicity, bioaccumulation tendency and large generation by several types of productive activities. This work evaluated the application of TiO2, synthesized by sol-gel and precipitation methods, for phenol degradation and phenolic industrial effluent treatment. In general, after 90 minutes of treatment, these materials allowed to rich a reduction of 90% in the phenol content and of 30% in the total organic carbon concentration. These results were superior those obtained using TiO2 P25 (commercial material usually employed in this kind of treatment). The application of these synthesized materials in the remediation of a real complex matrix (industrial effluent) also showed an improvement in the phenol reduction (about 16%) in comparison with the commercial catalysis. Besides the TiO2 synthesis, the semiconductor surface modification with silver and copper was also evaluated aiming to increase the photodegradation process efficiency. The silver and copper deposition on TiO2 P25 particles promoted an increase of 15 and 45% in average capacity of phenol and organic carbon reduction, respectively. The superficial modification of TiO2 synthesized either for sol-gel or precipitation allowed an average improvement in the catalytic efficiency of 30% for phenol mineralization and 98% to phenol concentration reduction. It was observed an increase of 32% in the mineralization and of 98% in the phenol content reduction applying these modified catalysis in the treatment of a phenolic effluent. In general, the synthesis of TiO2 and its superficial modification with silver and copper have showed a promising alternative to allow a future application of these catalysts in the phenolic effluents remediation.

Os compostos não metalocênicos do tipo {TpMs*}TiCh (3) e {TpMS}TiCh (4) foram utilizados em reações de polimerização de etileno na presença de MAO ou TIBA/MAO, objetivando verificar a influência do cocatalisador, da temperatura e do solvente sobre a produtividade e as propriedades dos polímeros, bem como a influência da variação da razão Al/Ti sobre a produtividade. Levando em consideração a produtividade, o melhor sistema de polimerização encontrado envolve uso do TIBA/MAO em reação feita em hexano a 60°C. As curvas de DSC indicam a formação de polímeros altamente cristalinos e Tm na faixa de 128 a 138°C. As análises de GPC indicam que o peso molecular dos polímeros decrescem com o aumento da temperatura de polimerização. O precursor catalítico {TpMS*} TiCh (3) polimeriza etileno a uma razão Al/Ti igual a 100 com excelente produtividade. Os precursores catalíticos 3 e 4 também foram utilizado nas reações de copolimerização de etileno/l-hexeno usando MAO como cocatalisador. Considerando os resultados de produtividade, os sistemas 3/MAO e 4/MAO mostraram uma diminuição da produtividade a medida que a concentração de 1-hexeno foi aumentada, determinando um efeito negativo do comonômero. Os dados de infravermelho bem como aqueles provenientes das curvas de DSC indicam que a porcentagem de l-hexeno incorporado no copolímero e a T m dependem das propriedades eletrônicas e estéricas do ligante Tp e da concentração de 1-hexeno utilizada. O aumento da concentração de 1-hexeno proporcionou um aumento de incorporação do comonômero no copolímero. A maior incorporação de 1-hexeno no copolímero foi encontrada para o sistema 3/MAO. / The non-metallocene compounds such as {TpMS*}TiCb (3) and {TpMS}TiCb (4) have been used in the ethylene polymerization in the presence of MAO or TIBA/MAO, in order to verify the influence of the cocatalyst, Al/Ti ratio, temperature, and solvent on the productivity and on polymers properties. Taking account the productivity, the best polymerization system has been found using TIBA/MAO as cocatalyst in hexane at 60°C. The DSC curves have shown the formation of highly crystalline polymers and Tm ranging from 128 to 138°C. The GPC results have shown that the molecular weight of the polymers decreased when the polymerization temperature was increased. The catalyst precursor {TpMS*} TiCb (3) has shown excellent productivity using a lower Al/Ti ratio (AI/Ti = 100). The catalyst precursors 3 and 4 have also been used in the. ethylene/l-hexene copolymerization using MAO as cocatalyst. Taking into account the productivity results, the 1/MAO and 2lMAO systems have shown a decrease in the productivity when the l-hexene concentration in the feed was increased, determining a negative comonomer effect. The IR data as well as DSC results indicated that the l-hexene content in the copolymers and the melting point of these ones (Tm) depend on the electronic and steric properties of the Tp ligand and of the concentration of the comonomer in the feed. As the l-hexene concentration in the feed was increased, the incorporation of the comonomer increased as well. The higher l-hexene incorporation in the copolymer was found for 3/MAO.

Neste trabalho foi estudada a hidrogenação catalítica do ciclohexeno, promovida por irradiação UV-Visível (À >280 nm), na presença de Fe(CO)5' Fe2 (CO)9 e Fe3 (CO)12. Foram obtidas freqüências de rotação máxima, após uma hora de fotólise, de 2,15 ± 0,11 h-1, para o Fe2 (CO)9' e 1,53 ± 0,08 h , para os sistemas Fe(CO)5' Fe3 (CO)12. A única espécie Fe(CO)n-x(◊)x' n = 5, detectada por infravermelho foi o Fe(CO)4(◊), presente em maior quantidade nas reações efetuadas a T ≤ O °C. Quando os testes catalíticos foram efetuados utilizando-se Fe3 (CO)12 impregnado em aluminas, Y ou neutra, não foi detectada hidrogenação do ciclohexeno, seja fotoquímica (T ≤ O °C ou T ambiente), seja termicamente (T = 80 + 2 °C). A utilização da espécie [HFe3(CO)11]- Et4N+, em solução, também não levou a formação do ciclohexano, evidenciando que o ânion [HFe 3 (CO)11]-' formado sobre a superfície da alumina, não é cataliticamente ativo para a hidrogenação do ciclohexeno, nas condições deste trabalho ([Fel/ [ciclohexeno] = 1/10, fluxo de hidrogênio). / In this work the hidrogenation of cyclohexene promoted by UV-visible irradiation (À > 280 nm) in the presence of Fe(CO)5' Fe2 (CO)g and Fe3 (CO)12 was studied. The maximum turnover rates obtained were 2,15 ± 0,11 h- 1 for Fe2 (CO)g and -1 1,53 ±0,08 h for the systems Fe(CO)5 and Fe 3 (CO)12' The only species Fe (CO) n-x (◊) x' n = 5, detected by infrared was Fe(CO)4 (◊), presented in larger quantities in the reactions at T ± O ºC. When the catalytical tests were performed with Fe 3 (CO) 12 impregnated in y or neutral alumina no hydrogenation of cyclohexene was detected, whether was it photochemical o o (at T ± 0° C or room temperature) or thermally (T = 80 ± 2 ºC) • Use of the species [HFe3 (CO)11]- Et4N+ in solution has also failed to form cyclohexane. This result suggests that the anion [HFe3 (CO)11]- formed in the alumina surface 1s not catalyt1cally active for the hydrogenation of cyclohexene in the condit1ons of this work ([Fe] / [Cyclohexene]) = 1/10, hydrogen flux).

Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo, 2017.

O biodiesel substituto renovável do diesel convencional é quimicamente definido como ésteres monoalquílicos de ácidos graxos derivados de óleos vegetais e gorduras animais. O processo mais empregado para a sua produção é a transesterificação em meio alcalino. Este processo consiste em uma reação química na qual óleos vegetais e/ou gorduras animais reagem com um álcool de cadeia curta utilizando catalisador alcalino (usualmente hidróxido de potássio e metilato de sódio) resultando na mistura de ésteres monoalquílicos (biodiesel) e glicerina. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho dos catalisadores alcalinos: metilato de sódio e hidróxido de potássio na produção de biodiesel pela rota metílica utilizando óleo de soja como fonte de triglicerídeo. A avaliação foi dividida em 3 partes: 1- Técnica: Qualidade do biodiesel, da glicerina gerada e a eficiência da conversão de óleo de soja em biodiesel. 2- Econômica: Custo de produção global do biodiesel. 3- Ambiental: Geração de resíduo quantitativa e qualitativa. A metodologia consistiu em realizar 3 bateladas com cada catalisador em um reator de vidro tipo batelada de 2.000 mL com circulação externa de água. Foi utilizado o mesmo óleo de soja refinado, metanol, procedimento experimental e metodologia analítica. Os resultados demonstraram que o catalisador metilato de sódio apresentou eficiência 4,8% superior ao hidróxido de potássio na conversão de óleo de soja em biodiesel, o custo de produção global teve redução de 3,2% (R$ 0,080/Kg de biodiesel produzido) e a geração de resíduo em volume foi reduzida em 9,8%. Ambos catalisadores apresentaram resultados dentro da especificação da resolução ANP no42. Estes resultados demonstram a grande vantagem do metilato de sódio frente ao hidróxido de sódio e exalta a importância da escolha do catalisador que oferece o melhor desempenho que é fundamental para a viabilidade técnica, financeira e ambiental do Programa Nacional de Produção de Biodiesel (PNPB). / Biodiesel is a renewable alternative to petroleum diesel fuel and is chemically defined as mono-alkyl esters of fatty acid derived of vegetable oils and animal fat. The most commonly used process in its production is alkaline transesterification. This process consists in a chemical reaction in which vegetable oil and/or animal fats react with a short chain alcohol, using an alkaline catalyst (usually potassium hydroxide and sodium methylate), resulting in a mixture of mono- alkyl esters (biodiesel) and glycerin. The objective of the present research is to evaluate the performance of alkaline catalysts: sodium methylate and potassium hydroxide in the production of biodiesel by the methylic route, using soybean as a triglyceride source. The evaluation was divided in 3 parts: 1 - Technical: biodiesel quality, generated glycerin quality and the soybean oil to biodiesel conversion efficiency. 2 - Economical: Biodiesel\'s global production cost. 3 - Environmental: Quantitative and qualitative waste generation. The methodology consisted in carrying through 3 (three) batches with each catalyst in a 2.000 mL batch type glass reactor with external water circulation. The same refined soybean, methanol, experimental procedure and analytical methodology were used. The results demonstrated that the sodium methylate catalyst presented an efficiency 4,8% higher than potassium hydroxide in the conversion of soybean into biodiesel, that the global production cost had a 3,2% reduction (R$ 0.08/Kg of produced biodiesel) and that waste generation in volume was reduced in 9,8%. Both catalysts presented results, within the specification of ANP no42 Ordinance. These results demonstrate the great advantage of sodium methylate in comparison to potassium hydroxide and exalts the importance of chossing the catalyst that offers the best performance that is necessary for the technical, financial and environmental viability of the National Biodiesel Production Program.