Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2000Bitstream added on 2014-06-13T21:03:35Z : No. of bitstreams: 1 tokumoto_ms_dr_araiq.pdf: 6453126 bytes, checksum: 447f40e37c150a2324e421ef840a6780 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Des couches minces de ZnO, transparentes à la lumière visible et refléctantes pour les radiations infrarouges, ont été mises au point par pyrosol (procédé sol-gel). Le sol a été obtenu à partir d’une solution éthanolic d’acétate de zinc sous reflux a 80ºC pendant 3 heures. La dépendance de la croissance et agrégation des particules du sol par rapport aux variables du procédé sol-gel lui-même (effet du catalyseur, de la température, de la concentration) a été couplée à des caractérisations structurales par turbidimétrie, SAXS et EXAFS. Les résultats montrent que dès le début de la réaction, des petits clusters (≈20 Å) se forment et s’agrègent pour donner naissance aux particules primaires et secondaires (60 a 100 Å). L’étude structurale des poudres obtenues après séchage des différents sols montre que quelle que soit la nature du catalyseur, les poudres sont constituées par un mélange de différentes phases. Ceux dérivés de la catalyse basique sont sensibles au chargement de température: ils présentent la plus haute teneur en oxyde de zinc quand ils sont hydrolysés à 10ºC, sont riches en hydroxyacétate de zinc pour les températures d’ordre de 40ºC et présentent une proportion élevé d’acétate de zinc quand ils sont l’hydrolysés à 70ºC. Par ailleurs, les solides dérivés de l’hydrolyse acide ne montrent pas de forte dépendance vis à vis de la température du traitement iso thermique et sont constitués en majorité par de l’acétate de zinc. Les propriétés électriques et optiques des couches minces de ZnO non dopés ou dopés par de l’indium ont été étudiées...

Made available in DSpace on 2015-07-13T12:10:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-12-18. Added 1 bitstream(s) on 2015-07-13T12:25:34Z : No. of bitstreams: 1 000827093.pdf: 759437 bytes, checksum: b13ebcf05840ec0bf967872510765f08 (MD5) / Neste trabalho investigou-se a atividade e seletividade de catalisadores de cobre suportados em óxido de zircônio, obtidos por diferentes métodos de preparação, na reação de desidrogenação do etanol. A partir do etanol, o maior interesse foi a produção seletiva de acetato de etila e de acetaldeído, pois, estes compostos apresentam um alto valor agregado e se destacam dentre as transformações de álcoois que ocorrem junto aos catalisadores de cobre suportados. Trabalhos da literatura envolvendo catalisadores de cobre e óxido de zircônio têm demonstrado grande potencial para o aumento da seletividade para o produto acetato de etila. Este fato motiva a investigação de novas modificações no conjunto catalisador/suporte a fim de aprimorar cada vez mais a reação e elucidar o mecanismo proveniente da reação catalisada. O suporte, óxido de zircônio, foi sintetizado pela metodologia sol-gel a fim de se obter espumas cerâmicas com controle da porosidade utilizando-se tensoativos específicos. Posteriormente, foi realizada a preparação dos catalisadores de cobre por meio da impregnação úmida do suporte. Os suportes e os catalisadores foram caracterizados quanto a sua composição química, estrutural, morfologia e superfície pelo o uso de técnicas experimentais, tais como: porosimetria de intrusão de mercúrio, fisissorção de nitrogênio, termogravimetria e difração de raios-X, as quais auxiliaram na compreensão e avaliação do desempenho dos catalisadores na reação de desidrogenação do etanol. Os resultados demonstram que o óxido de zircônio poroso beneficia a dispersão do catalisador de cobre aprimorando de difusão de reagentes e produtos na conversão de etanol, melhorando a cinética da reação. É importante que se tenha atenção para a temperatura de calcinação do óxido de zircônio para a retirada de grupos sulfato da estrutura porosa, já que esses grupos... / In this work, we investigated the activity and selectivity of copper catalysts supported on zirconium oxide, obtained by different preparation methods, in the ethanol dehydrogenation reaction. From the ethanol, the most important products are ethyl acetate and acetaldehyde, because they have high valuable and are in the spotlight in the alcohol transformations that takes place in the supported copper catalysts. Papers from literature about copper catalysts and zirconium oxide have shown great potential in the increase of selectivity to ethyl acetate. This fact motivates the investigation of new modifications in the catalyst/support system in order to improve the reaction and get more information about the mechanism involved in the catalytic reaction. The supported zirconium oxide was made through the sol-gel methodology to achieve ceramic foam with controlled hierarchical porosity using specific surfactant. Posteriorly, copper catalysts were by wetness impregnation of the support. The supports and catalysts were characterized by their chemical composition, structure, morphology, surface and catalytic activity with the application of experimental technics of mercury porosimetry, nitrogen physisorption, thermogravimetry and X-rays diffraction that helped in the understanding and evaluation of the catalysts performance. The results demonstrated that the porous zirconium oxide benefits the dispersion of the copper catalyst improving the reagents and products diffusion on ethanol stream, making better the reaction kinetics. Is important to apply attention to the zirconium oxide calcination temperature in reason of the sulphate groups removal of the porous structure, once that those groups generate acid sites that interfere in the ethanol dehydrogenation reaction in theirs predilection for dehydration reactions.

Made available in DSpace on 2015-07-13T12:10:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-27. Added 1 bitstream(s) on 2015-07-13T12:25:22Z : No. of bitstreams: 1 000825496_20160314.pdf: 89444 bytes, checksum: a7d4704dc3c9f4ec144ba91ce5b947b0 (MD5) Bitstreams deleted on 2016-03-14T11:16:22Z: 000825496_20160314.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-03-14T11:17:04Z : No. of bitstreams: 1 000825496.pdf: 10357853 bytes, checksum: c8f8295e8f37b2fae30a0285b242c45d (MD5) / Sensores de gases são tecnologias baseadas em materiais que apresentam mudança em alguma propriedade física mensurável que varia com a presença de um gás analito, de forma que a variação na propriedade pode ser relacionada a presença e concentração do gás analisado. A busca por materiais capazes de possibilitar a construção de sensores mais eficientes, assim como o estudo da natureza dessas interações foi a principal motivação desse trabalho. O trabalho consistiu em realizar uma modificação superficial em estruturas de monóxido de estanho com duas morfologias distintas, por meio da deposição de nanopartículas de metais nobres (Pt, Pd, Ag) na sua superfície (decoração superficial), e estudar o efeito catalítico proporcionado por esse tipo de modificação. Os materiais de monóxido de estanho foram sintetizados por meio da redução carbotérmica em atmosfera inerte e os materiais com morfologias distintas foram separados por meio de decantação. Para a decoração, utilizou-se o método químico redutivo self-assembly em que as estruturas foram adicionadas a dispersões de nanopartículas dos metais de interesse, e submetidas a um programa de aquecimento. As dispersões de nanopartículas metálicas foram preparadas pelo processo de redução poliol, em reações de redução a partir de sais, com Etilenoglicol e PVP. As análises por SEM e TEM mostraram que as partículas se depositaram sobre a superfície das estruturas das nanoestruturas, de forma dispersa. A caracterização elétrica simultânea das estruturas puras e modificadas em atmosfera de ar sintético e com H2, NO2 e CO permitiu o estudo destas como sensores de gases. Observou-se variações na resistividade das estruturas modificadas e puras assim como diferenças na sensibilidade para esses gases indicando que os metais atuaram como catalisadores para a interação com os gases redutores (CO e H2) e como... / Gas Sensors are technology based on materials that have a measurable physical propriety that changes in the presence of a specific gas. The search for materials that will allow the design of efficient gas sensors, and allow the understanding of those interactions were the main motivation behind this study. The project consisted in the functionalization of the surface of tin monoxide based materials with noble metals nanoparticles (Pt, Pd and Ag) and study the effect caused by this kind of surface modification. The tin monoxide materials were synthetized by carbothermal reduction, in inert atmosphere conditions. The surface modification was achieved by a wet chemical rout, by adding metallic nanoparticles dispersions to the oxides and submitting the mixture to a thermal treatment. The metallic nanoparticles dispersions were synthetized by the poliol reduction process, through chemical reduction reactions using the correspondents' salts, ethylene glycol and PVP as precursors. SEM and TEM analysis of the modified structures indicate that the nanoparticles were deposited over the oxides surface, with good dispersion. Electrical characterization on both pure and modified structures in synthetic air and in the presence of multiple gases (NO2, H2 and CO) allowed the characterization of the samples as gas sensors. There were differences in the electrical characteristics of the different samples and their sensitivities were altered by the surface modification, indicating that the nanoparticles were acting as catalysts in the interaction of the oxide with reducing gases (H2 and CO) and as deactivators in the interaction with NO2, suggesting that chemical and electrical sensitization are happening. Electrochemical Impedance Spectroscopy was used to further investigate those processes, so that a model for the effects caused by the modifiers could be proposed.

Made available in DSpace on 2014-11-10T11:09:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-05-09Bitstream added on 2014-11-10T11:57:27Z : No. of bitstreams: 1 000790927.pdf: 3493647 bytes, checksum: bfa55570855beeda2fbe16cb0c284d61 (MD5) / A procura por combustíveis alternativos tem se tornado bastante atrativo em relação ao diesel em decorrência dos seus benefícios ambientais. Seguindo essa tendência, o biodiesel, uma forma de energia renovável e biodegradável, pode ser produzido através de uma reação de transesterificação a partir de ésteres de cadeias longas derivados de ácidos graxos oriundos de lipídios renováveis como óleo vegetal. Contudo, para que este tipo de reação aconteça com um bom rendimento, é necessária a utilização de catalisadores, que podem ser de diversos tipos. Neste contexto, o presente trabalho envolve a preparação e a caracterização estrutural de um catalisador (conversor catalítico) à base de alumina para síntese de Biodiesel via rota etílica. A alumina tem sido apresentada com promissor potencial catalítico na síntese do biodiesel, além de ter um baixo custo. A partir da estrutura hospedeira do α-Al2O3, sintetizado pelo método Poliol Modificado, foram investigadas as soluções sólidas de Al2O3:Eu3+ com porcentagens em massa de íons európio(III) iguais a 0,025%, 0,050% e 0,075%, também preparadas pelo mesmo método de síntese. A decomposição térmica dos pós precursores de Al2O3 e Al2O3:Eu3+ foi caracterizada por análises térmicas (TG/DSC), não sendo observado uma grande perda de massa para os sistemas dopados. A caracterização estrutural dos pós em estudo foi realizada por microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X (DRX), espectroscopia de absorção na região do infravermelho (IV) e espectroscopia de espalhamento Raman. Os DRX dos pós de Al2O3:Eu3+ mostraram que os sistemas tornaram-se cristalinos logo após a pré-calcinação e a análise por infravermelho mostrou o aparecimento de bandas em torno de 407 cm-1, referentes à ligação Eu-O, indicando a presença dos íons európio(III) na rede cristalina . Os parâmetros estruturais foram determinados a partir do ... / The demand for alternative fuels has become very attractive compared to diesel due to its environmental benefits. Following this trend, biodiesel, a form of biodegradable and renewable energy can be produced by a transesterification reaction from esters of long chain fatty acids derived from renewable lipids such as vegetable oil with long chains. However, to this reaction occurs with a good yield id required the use of catalysts, that may be of differently types. In this context, this work involves the preparation and structural characterization of a catalyst (catalytic converter), alumina-based synthesis of Biodiesel via ethyl route. Alumina has a low cost and has been studied as a promising potential in catalytic synthesis of biodiesel. From the host structure of Al2O3, synthesized by modified Polyol Method, were investigated solid solution of Al2O3:Eu3+ with percentages by mass of the europium(III) ion 0.025%, 0.050 % and 0.075%, also prepared by chemical synthesis, using the same method. The thermal decomposition of the precursor powders of Al2O3 and Al2O3:Eu3+ were characterized by thermal analysis (TG/DSC), and it was not observed a large loss of mass in the doped systems. The structural characterized of the powders were by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), infrared and Raman spectroscopy. The XRD results for the Al2O3:Eu3+ showed crystalline systems after pre-calcination and IR analysis showed bands below 407 cm-1, related to the vibrations of Eu-O, indicating the presence of ions europium(III) in the crystal lattice. The structural parameters were determined from Rietveld structural refinement of the XRD using the program FullProf. Analyses of refinement showed that the precursor powder of Al2O3:Eu3+with 0.025 wt% of europium(III) ions behaved differently compared to other powders doped , this being the only one to have shown catalytic activity in the transesterification reaction of oil soybeans for ...

Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-07-25Bitstream added on 2015-03-03T12:06:24Z : No. of bitstreams: 1 000794882.pdf: 2657944 bytes, checksum: d75ecd0167a7cca613a191aac16f5409 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / A atividade catalítica e desativação dos catalisadores de estrutura MFI substituídos com gál io foram avaliadas na desidratação do glicerol em fase gasosa. Dois fatores foram modificados e ava liados, o tamanho dos cristalitos e a força ácida dos sítios de Br ø nsted. A su bstituição isomórfica por íons gálio foi avaliada através de mudanças nos volumes de cela unitária dos materiais, calculados pelo método de refinamento de Rietveld. Foram sinteti zados catalisadores de alumínio com as mesmas composições molares e pelos mesmos métodos como medida de comparação. Os compostos carbonáceos depositados sobre os catalisadores responsáveis pela desativação foram quantificados por termogravimetria e caracte rizados por ressonância magnética nuclear de 13 C. As análises químicas elementares de Al e Ga que determinaram as razões Si/Al e Si/Ga revelaram que a cinética de incorporação do gálio é mais lenta, devido as diferenças de pH de formação dos complexos dess es metais responsáveis pela incorporação na estrutura. Mesmo com razões Si/Ga mais elevadas os catalisadores de gálio se mostraram eficientes em relação a atividade o que mostra que a atividade in icial não é afetada por mudanças na força dos sítios. Em rel ação a desativação o gálio na estrutura proporcionou um melhor controle na formação do coque. Foram observadas duas espécies distintas de coque formadas nos catalisadores, sendo elas os compostos poliaromáticos, formados preferencialmente no interior dos p oros , e os compostos poliglicóis derivados da polimerização do glicerol, formados principalmente na superfície externa das zeólitas. / The catalytic activity and deactivation of MFI structure catalysts substituted with gallium were evaluated in gas phase glycerol dehydration. Two properties are modified and evaluated, crystallite size and strength of Br ø nsted acid sites. Isomorp hic substitution of gallium ion s was evaluated by changes in unit cell volumes of material, calculated by Rietveld refinement method. Aluminum catalysts with the same gel molar composition were synthesized by the same methods as a comparative. The carbonac eous compounds deposited on the catalyst responsible for deactivation were quantified by thermogravimetry and characterized by 13 C nuclear magnetic resonance. Elemental chemical analys is of Al and Ga that determined the Si/Al and Si/ Ga ratios shown that th e kinetics of gallium incorporation is slower, due to differences in pH form ation of the metal complexes responsible for incorporation in the structure. Even with higher Si/ Ga ratio, the gallium catalysts were efficient in relation to the activity, which shows that the initial activity is not affected by changes in the strength of sites. In relation to deactivation, gallium in structure provides better control in the formation of coke. Tw o distinct species of coke formed on the catalysts was observed , polyaromatic compounds formed inside the pores and the polyglycol compounds, derived from the polymerization of glycerol, formed on the external surface of zeolites.

Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-07-25Bitstream added on 2015-03-03T12:06:24Z : No. of bitstreams: 1 000796033.pdf: 2347717 bytes, checksum: b7291085ec3917f555510d6ec1d035da (MD5) / Este trabalho propõe o emprego de catalisadores lamelares ácidos na reação de desidratação do glicerol com seletividade para produtos de maior valor agregado, como a acroleína. Uma das motivações deste trabalho é a crescente produção e demanda de biodiesel, já que o principal co-produto oriundo do processo é o glicerol. A utilização deste glicerol torna-se imprescindível para uma produção mais eficiente de biodiesel. Os catalisadores lamelares com a presença de micro e mesoporos foram sintetizados e avaliados em termos da acessibilidade dos reagentes aos sítios ácidos, conversão de glicerol e a seletividade a acroleína. Para tal espera-se evitar reações em série que induzem formação de coque e obter-se uma propriedade útil singular destes catalisadores. Os catalisadores ácidos poderiam obter grande conversão de glicerol e alta seletividade para a acroleína se não fosse à deposição de coque no catalisador. As zeólitas lamelares MCM-36 e ITQ-2, que apresentam duas famílias de poros, geralmente têm desempenho catalítico destacado em comparação com a MCM-22, puramente microporosa. Baseado em relatos do uso destes catalisadores em outras reações químicas, o processo de esfoliação causa perda da força dos sítios ativos, mas em contrapartida ocorre a melhora na acessibilidade aos sítios mais internos superando a desvantagem obtida com a perda da força ácida. Algumas caracterizações estruturais e superficiais foram utilizadas para compreensão dos mecanismos envolvidos e na avaliação do desempenho dos catalisadores, aplicando um amplo conjunto de técnicas experimentais. A acessibilidade aos sítios ativos mostrou-se como ponto crucial no desempenho dos catalisadores, aliada ao estudo da acidez e influências na catálise e na desativação dos materiais. / The layered MWW family, including the purely microporous MCM-22, pillared MCM-36 and delaminated ITQ-2, was used as catalysts in gas-phase dehydration of glycerol. The method used to produce the mesoporous zeolites minimized diffusion limitations and increased glycerol lifetime conversion due to the secondary system of pores created in the zeolites. The chemical, structural and superficial properties of catalysts were characterized by X-ray diffraction, N2 adsorption-desorption isotherms, SEM, TEM, NH3-TPD and pyridine chemisorptions followed by IR-spectroscopy. The results clearly show that the modified zeolites with designed mesopore structure allowed a rapid diffusion and consequently improved the glycerol conversion. Acid sites characterization revealed that the relative abundance of Brønsted and Lewis acid sites are important for the efficiency of the catalysis performed by these materials. The 13C NMR spectra of the spent catalysts confirmed the change in the nature and amount of carbonaceous deposits due to pore-structure properties of the catalysts, i.e. the formation of polyaromatics compounds are more abundant inside zeolite pores but polyglycols are preferentially formed in the outer surface of the zeolites MCM-36 and ITQ-2, as expected for the more exposed sheets.

Orientador : Shirley Nakagaki / Coorientador : Alesandro Bail / Colaboradores : Karen Wilson e Adam F. Lee / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba, 11/07/2016 / Inclui referências : f. 108-116 / Área de concentração / Resumo: Sólidos baseados em nióbio foram preparados e caracterizados para reações de esterificação de ácidos graxos em metanol. Diferentes metodologias de preparação conduziram a três grupos de materiais de interesse catalítico. A primeira metodologia baseou-se no processo sol-gel hidrolítico ácido, inserindo-se espécies de nióbio in situ durante o percurso da reação de hidrólise e condensação, resultando no sólido SiO2/Nb2O5. A segunda foi baseada na preparação da sílica mesoporosa do tipo SBA-15 pelo método hidrotérmico, na sequência, por meio de impregnação em meio aquoso, houve a incorporação de nióbio, resultando nos sólidos SBA-15Nbxy (x = concentração mássica de Nb; y = temperatura de calcinação). Por fim, a preparação de nanopartículas de Nb2O5 por meio do método hidrotérmico em condições brandas de reação. Os sólidos foram caracterizados por diferentes técnicas, como por exemplo, difratometria de raios X (DRX), adsorção/dessorção de N2, espectroscopia fotoeletrônica de raios X (XPS). A força e a distribuição dos sítios ácidos dos catalisadores foram avaliadas a partir do processo de adsorção-dessorção de moléculas sonda (n-butilamina e piridina) com monitoramento por espectroscopia vibracional no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR)/espectroscopia vibracional no infravermelho com transformada de Fourier com refletância difusa (DRIFTS)/ termogravimetria (TGA). Imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET) foram geradas, auxiliando na elucidação da morfologia dos sólidos. Os resultados catalíticos para o conjunto de sólidos estudados revelaram alta conversão dos ácidos graxos, acima de 90%, os sólidos também se mostraram estáveis por mais de um ciclo de reação. A contribuição da acidez de Brönsted-Lewis mostrou-se determinante nas reações de esterificação, assim como, as propriedades estruturais e morfológicas observadas nos sólidos, configurando-se como potenciais catalisadores para produção de biodiesel. PALAVRAS-CHAVE: nióbio; catálise heterogênea; esterificação; sílica, nanopartículas; biodiesel. / Abstract: Solids based on niobium were prepared, characterized and used as catalyst for fatty acids esterification reactions with methanol. Different methods of preparation lead to three groups of catalytic materials. The first method was based on the preparation of silica by the hydrolytic acid sol-gel process. In this methodology niobium species were dispersed in situ, during the process of hydrolysis and condensation reaction of silica preparation, resulting in the solid named by SiO2/Nb2O5. The second methodology was based on the preparation of mesoporous silica, SBA-15 type, by hydrothermal method, following by wet impregnation of niobium species, resulting in the solid named by SBA-15Nbxy (x = niobium loading (wt.%); y = calcination temperature). Finally, Nb2O5 nanoparticles were prepared by hydrothermal method under mild reactions conditions. All the solids were characterized by different techniques, such as X-ray diffraction (XRD), N2 adsorption/desorption, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The acid sites strength and distribution were evaluated from the adsorption-desorption probe molecules (n-butylamine and pyridine) monitoring by Fourier transformed infrared spectroscopy and Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transform (DRIFTS). Scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) images were generated to help elucidate the solids morphology. The catalytic results presented by the solid studied showed high conversion of the fatty acids for the ester, above 90%. The solids were also stable for more than one reaction cycle. The contribution of Brönsted-Lewis acidity proved decisive in esterification reactions, as well as, the structural and morphological properties, configured as potential catalysts for biodiesel production. KEYWORDS: niobium; heterogeneous catalysis; esterification; silica; nanoparticles; biodiesel.

Orientadora: Shirley Nakagaki / Co-orientador:Aldo José G. Zarbin / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Curso de Pós-Graduação em Química / Inclui bibliografia / Resumo: Porfirinas de ferro e manganês são compostos que apresentam atividade catalítica em reações de oxidação e são capazes de mimetizar vários sistemas biológicos, dentre eles o citocromo P-450 e várias peroxidases. Quando imobilizadas em suportes inorgânicos podem apresentar bons resultados catalíticos tanto em seletividade quanto em rendimentos dos produtos de reações de oxidação se comparada às reações efetuadas em solução (sistema homogêneo). Recentemente vidros porosos do tipo Vycor (PVG) têm se mostrado promissores suportes inorgânicos. Neste trabalho foi realizada a imobilização de metaloporfirinas (M(TPP), M(TFPP), [M(TMPyP)]5+ e [M(TMAPP)]5+ onde M = ions de ferro (III) e manganês (III)) nos poros do PVG pela imersão de placas ou vidro pulverizado em soluções de concentrações conhecidas das metaloporfirinas (MP) a temperatura ambiente ou sob aquecimento. Estes procedimentos foram acompanhados por espectroscopia eletrônica no UV-Vis, para que a concentração de MP imobilizada no PVG fosse monitorada. Sendo o PVG altamente transparente, permitiu que análises de UV-Vis diretas sobre as placas do vidro ou do sólido pulverizado em suspensão de tetracloreto de carbono ou nujol possibilitassem observar e caracterizar as bandas típicas das MP estudadas bem como sua concentração imobilizada no PVG. A análise de RPE mostrou que em todos os casos ocorreu a oxidação do Mn(III) para Mn(IV) após a imobilização das MP em PVG. Medidas de Infravermelho por Reflectância Difusa mostraram na região de 3700-3800 cm'1 uma banda característica de grupos O-H (silanóis) livres (não envolvidos em ligações hidrogênio) para o vidro puro. No entanto esta banda desaparece com a introdução de metaloporfirinas carregadas ([M(TMPyP)]5+ e [M(TMAPP)]5+) no interior dos poros, o que pode ser explicado pela imobilização por troca iônica das MP pelos prótons dos silanóis. Este fenômeno não é observado com porfirinas neutras (M(TPP) e M(TFPP)) e a banda no permanece no espectro de IV. Reações de oxidação de cicloexano e cicloexeno por iodosobenzeno (PhIO) em diclorometano, acetonitrila ou mistura 1:1 (v/v) destes solventes, catalisadas pelos compostos obtidos da imobilização de metaloporfirinas em PVG, foram realizadas (1 hora de reação, atmosfera de argônio a 0°C). Os resultados obtidos mostraram que frente a oxidação do cicloexano, cicloexanol foi obtido com rendimentos na faixa de 30 a 90% com excelente seletividade se comparado a formação de cicloexanona. Porém, as reações de oxidação do cicloexeno mostraram rendimentos superiores a 100% de formação nos produtos alílicos (devido a participação do oxigênio molecular aderido no interior dos poros do PVG na reação de oxidação) e assim o catalisador imobilizado em vidro poroso não se mostrou adequado para este estudo. Geralmente, os melhores resultados catalíticos foram obtidos na mistura de ACN e DCM 1:1 (v/v), e em segundo plano é possível observar que porfirinas apoiares possuem melhores rendimento em DCM e porfirinas polares possuem melhores rendimentos em ACN. Foi possível observar que os catalisadores PVG/Porfirina se apresentam resistentes à lixiviação (no caso de porfirinas carregadas imobilizadas em PVG), porém esta resistência tende a diminuir com os compostos contendo as porfirinas neutras. / Abstract: Metalloporphyrins of iron and manganese are frequently studied and present catalytic activity to oxidation reaction and are present biomimetic activity from several biological systems, e.g. the Cytochrome P-450 and several peroxidases. When immobilized in inorganic supports they can present excellent catalytic results (heterogeneous catalysis) not only in yields but also in selectivity in oxidation reactions if compared to the reactions made in solution (homogeneous catalysis). Recently porous glasses of the type Vycor (PVG) have been showing a promising inorganic support to organic and inorganic compounds as metalloporphyrins. In this work the immobilization of the metalloporphyrins M(TPP), M(TFPP), [M(TMPyP) ]5+ and [M(TMAPP) ]5+ with M= iron (III) or Mn (III) was done in the pores of PVG for the immersion of plates or powder glasses in solutions of well-known concentrations of the metalloporphyrins (MP). The time and the temperature of the reaction were controlled during all the process. The reaction solution were monitored by UV-Vis espectroscopy, so that the concentration of MP immobilized in PVG was monitored. Being the PVG highly transparent, it allowed to analyze the metalloporphyrin inside the PVG by direct UV-Vis analyses of the PVG plates or PVG powder (in CCI4 suspension or in nujol mull) This fact facilitated the observation and characterization of the typical MP bands as well as their concentration in PVG. The EPR analysis of the MP/PVG showed that all Mn(III)porphyrins were oxidized to Mn(IV)Porphyrins inside the PVG pores). Diffuse Reflectance Infrared spectra (FTIR DRIFT) showed at 3700-3800 cm'1 region a characteristic band of free groups O-H (silanol) (not involved in hydrogen bonds) for the pure PVG. However this band disappears with the introduction of charged metalloporphyrins ([M(TMPyP)]5+ and [M(TMAPP)]5+) inside the pores, that can be explained due to imobilization of the MP by ionic exchanges carried out by the silanois OH protons. This phenomenon is not observed with neutral porphyrins (M(TPP) and M(TFPP)), the IR band remained in the spectra of the MP/PVG. Oxidation reactions of ciclohexane and ciclohexene by iodosylbenzene (PhIO) in dichloromethane, acetonitrile or mixtures 1:1 (v/v) of these solvents, catalyzed by the MP/PVG were done (1 hour of reaction under argon at ice bath). The catalytic results showed that to the oxidation of the ciclohexane, cicloexanol was obtained (30 to 90%) with excellent selectivity if compared to ciclohexanone formation. Even so, the reactions of oxidation of the ciclohexene showed yields superior to 100% to the alilic products, alcohol and ketone probably due to parallel reactions with molecular oxygen stuck insides of PVG pores). Generally, the best catalytic results were obtained in the mixture of ACN and DCM 1:1 (v/v), and it is also possible to observe that apolar porphyrins showed best catalytic results in DCM and charged porphyrins best catalytic results in ACN. In general MP/PVG showed resistance to the oxidation conditions of the catalytic reactions and finally the release of the MP from the PVG was not observed except for the Mn(TPP), Mn(TFPP) and Fe(TMAPP).

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-09-14Bitstream added on 2014-06-13T19:35:19Z : No. of bitstreams: 1 brito_rr_me_sjrp.pdf: 1134365 bytes, checksum: 26d1185f1d13b7287ff06f48193c634a (MD5) / A produção do biodiesel por meio da transesterificação enzimática, catalisada por lipases, tem a vantagem de gerar biodiesel de melhor qualidade devido à especificidade da catálise, e ainda permite a recuperação de um glicerol mais puro que pode ter diferentes aplicações. Entretanto, o uso da catálise enzimática no processo industrial de produção do biodiesel no Brasil ainda é inviável em função do alto custo das enzimas, requerendo desenvolvimento de tecnologias que reduzam o preço de produção e de aplicação desses biocatalisadores. Com base nestes aspectos, este trabalho teve como objetivo isolar e selecionar fungos filamentosos capazes de produzir lipases com atividade de transesterificação e aplicar estas enzimas na síntese do biodiesel, avaliando ainda as influências das condições de cultivo do microrganismo na produção das lipases. Dentre as 20 linhagens de fungos isoladas, duas apresentaram capacidade de produzir lipases com atividade de transesterificação quando cultivadas por fermentação em estado sólido (FES) em meio de bagaço de cana e farelo de soja (9:1). Nas condições empregadas, a linhagem Acremonium sp. ROG 2.1.9 apresentou atividade de transesterificação com rendimento de 1,5 g de ésteres·100g -1 de óleo de soja e atividade hidrolítica de 3,8 U·mL -1 quando avaliadas pelo método titulométrico e 0,8 U·mL -1 pelo método colorimétrico. Para determinar as condições favoráveis de fermentação, vários substratos foram testados para a cultura desse fungo e produção das lipases com atividade transesterificação, e aquele que proporcionou a maior atividade, utilizando o micélio imobilizado, foi a torta de algodão (sem adição de óleo), seguida pela mistura de bagaço de cana e farelo de soja (9:1) com rendimentos de 4,7 e 4,1 g de ésteres·100g -1 de óleo, respectivamente... / The production of biodiesel by enzymatic transesterification, catalyzed by lipase, has the advantage of produce better quality biodiesel, due to its high specificity and still allows recovery of a purer glycerol which can have several destinations. However, the use of enzymatic catalysis in an industrial production of biodiesel in Brazil is not feasible yet to the high cost of these enzymes, requiring development of technologies that reduce the cost of production and application. Based on these aspects, this study aimed to isolate and select filamentous fungi capable of producing lipase with transesterification activity and apply these enzymes in the synthesis of biodiesel, still evaluating the influences of culture conditions of the microorganism in the production of lipases. Among the 20 strains of fungi isolated, two had the ability to produce lipases with transesterification activity when grown by solid state fermentation (SSF) in the middle of sugarcane bagasse and soybean meal (9:1). Under these conditions employed the strain Acremonium sp. ROG 2.1.9 showed transesterification activity with a yield of 1.5 g of 100g -1 · esters of soybean oil and hydrolytic activity of 3.8 U · mL -1 when measured by titrimetric method and 0.8 U· ml -1 by colorimetric method, respectively. To determine favorable conditions of fermentation, various substrates were tested for the culture of this fungus and production of lipases with transesterification activity, and one that yielded the highest transesterification activity, using immobilized mycelia, was cottonseed meal (without added oil), followed by mixture of sugarcane bagasse and soybean meal (9:1) with yields of 4.7 and 4.1 g of esters · 100g -1 oil, respectively. Using the mixture of mycelium immobilized on sugarcane bagasse and soybean meal (9:1), were also evaluated nine solutions with different nitrogen... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-11-23Bitstream added on 2014-06-13T20:56:19Z : No. of bitstreams: 1 luizonfilho_ra_me_sjrp.pdf: 2226610 bytes, checksum: 7ef836fc66e512e96ee4f8432117e475 (MD5) / O termo zeólitas abrange a classe dos alumino silicatos hidratados de metais alcalinos ou alcalino-terrosos. A enzima lipase de Thermomyces lanuginosus foi imobilizada em zeolitas, produzindo um catalisador heterogêneo com potencial aplicação para a produção de biodiesel. Dois tipos de zeolita foram sintetizados: zeolita gismondina (GIS/Na) e um novo material zeolitico com topologia faujasítica (FAU/Co e FAU/Cu). A zeolita gismondina foi submetida ao processo de troca iônica com os cátions divalentes Ni 2+ , Co 2+ , Mg 2+ , Sr 2+ , Mn 2+ e Ca 2+ (GIS/Ni, GIS/Co, GIS/Mg, GIS/Sr, GIS/Mn e GIS/Ca) e a zeólita com topologia faujasítica foi submetida ao processo de troca iônica com NH4 + (FAU/Co.NH 4 e FAU/Cu.NH 4 ) e posteriormente calcinada a 500 o C (FAU/Co.H + e FAU/Cu.H + ). Estes materiais foram utilizados como suporte sólido para a imobilização enzimática, dando origem aos complexos zeolita-enzima: GIS/Ni/ENZ, GIS/Co/ENZ e FAU/Co.NH 4 /ENZ por exemplo. Foram utilizados dois métodos diferentes de imobilização. Em um deles, foi feito um pré-tratamento da lipase com o substrato (óleo de soja) e em outro a enzima foi imobilizada sem o pré-tratamento com o substrato. Foram feitos experimentos de transesterificação de triglicerídeos para a produção de biodiesel utilizando como catalisador da reação as zeolitas puras, a enzima pura e os complexos zeolita-enzima. Os catalisadores com topologia faujasitica (FAU/Co e FAU/Cu) atuando em condições experimentais de 100 o C, razão molar óleo:álcool de 1:50 por 12 horas fornecem bons rendimentos de ésteres (90%). Os catalisadores GIS/Ni/ENZ e FAU/Co.NH 4 /ENZ (imobilização com pré tratamento da enzima) apresentaram os maiores valores de atividade enzimática e bons rendimentos de ésteres etílicos. A mesma quantidade de enzima (0,4 mg) foi utilizada em sua forma livre e imobilizada... / The term zeolites comprehend the class of hydrated alkaline or earth alkaline metals alumino silicates. Thermomyces lanuginosus lipase enzyme was immobilized on zeolites, producing a heterogeneous catalyst with potential application on biodiesel production. Two types of zeolite were synthesized: gismondina zeolite (GIS/Na) and a new faujasite like zeolitic material: (FAU/Co e FAU/Cu). Gismondine zeolite was ion exchanged with divalent cations Ni 2+ , Co 2+ , Mg 2+ , Sr 2+ , Mn 2+ e Ca 2+ (GIS/Ni, GIS/Co, GIS/Mg, GIS/Sr, GIS/Mn e GIS/Ca) and the faujasite like zeolite was ion exchanged with NH4 + (FAU/Co.NH 4 e FAU/Cu.NH 4 ) and after this it was calcined at 500 o C (FAU/Co.H + e FAU/Cu.H + ). These materials were used as solid support for enzymatic immobilization originating the zeolite-enzyme complexes: GIS/Ni/ENZ, GIS/Co/ENZ and FAU/Co.NH 4 /ENZ for example. Two different methods of immobilization were used. In one of them the lipase was pretreated with the substrate (soybean oil) and in the other one the enzyme was immobilized without the pretreatment with substrate. Triglycerides transesterification experiments to biodiesel production were carried out using pure zeolite, pure enzyme and the zeolite-enzyme complexes as reaction catalyst. When used with experimental conditions of 100 o C, oil:alcohol molar ratio of 1:50 faujasite like catalyst performed good ester yield (90%). GIS/Ni/ENZ and FAU/Co.NH4 /ENZ catalysts (immobilization with pretreated enzyme) showed higher enzymatic activity values and good ethylic esters yield. The same amount of enzyme (0,4 mg) was used in its free and immobilized form in the transesterification reaction (45 o C, oil:alcohol molar ratio of 1:5 for 48 hours). Comparing transesterification reaction esters yield for the free enzyme (51,9%) and for the GIS/Ni/ENZ (70,3%) and FAU/Co.NH4 /ENZ (58,4%) catalysts, was possible... (Complete abstract click electronic access below)