Nesta dissertação foi estudada a zeólita sintetizada a partir de cinzas leves de carvão como um potencial adsorvente para a remoção de corante reativo preto 5 (RP5). Ensaios cinéticos e de equilíbrio foram realizados visando obter-se as melhores condições para a adsorção deste corante, e verificou-se a influência dos seguintes parâmetros: efeito do tempo de contato, concentração inicial do corante, dose do adsorvente, pH da solução aquosa, adição dos sais NaCl e Na2SO4 e temperatura. O tempo de equilíbrio foi alcançado após 420 min. Os dados de adsorção foram ajustados melhor ao modelo cinético de pseudo-segunda-ordem. Para o sistema corante/adsorvente foi aplicado o modelo de isoterma de adsorção de Langmuir, apresentando capacidade de adsorção máxima de 0,685 mg g-1. Os dados experimentais mostraram uma alta porcentagem de remoção de 47,7 a 88,1% de RP5 sobre a zeólita. A alta porcentagem indicou que o material zeolítico apresenta potencial para ser usado como adsorvente na remoção de corantes azo reativo de indústrias têxteis. Os parâmetros termodinâmicos foram avaliados e demonstraram que o processo de adsorção do RP5 sobre a zeólita é espontâneo e exotérmico. Os experimentos adicionando os sais foram realizados para uma melhor simulação das condições reais do efluente. Os resultados mostraram que o equilíbrio de adsorção do RP5 sobre a zeólita na presença de sais foram alcançados em um tempo menor e que quanto maior a concentração dos sais na solução, maior a capacidade de adsorção. O resultado obtido na avaliação da toxicidade pelo microcrustáceo Daphnia similis, o tratamento de adsorção com zeólita se mostrou extremamente favorável5 reduzindo a carga tóxica e cor do efluente aquoso. / In this dissertation was studied the zeolite synthesized from coal fly ash as a potential adsorbent for the removal of reactive Black 5 dye (RP5). Equilibrium and kinetic experiments were conducted to obtain the best conditions for the adsorption of this dye, and observed the influence of the following parameters: effect of contact time, initial dye concentration, adsorbent dose, pH of the aqueous solution, addition of NaCl and Na2SO4 and temperature. The equilibrium time was reached after 420 min. The adsorption data were fitted better by a pseudo-second-order. For the dye / adsorbent system was applied to the model of Langmuir adsorption isotherm, with maximum adsorption capacity of 0.685 mg g-1. The experimental data showed a high percentage of removal from 47.7 to 88.1% of RP5 on the zeolite. The high percentage indicates that the zeolitic material has a potential to be used as adsorbent in the removal of azo dye reactive textile industries. The thermodynamic parameters were evaluated and showed that the adsorption process of RP5 on the zeolite is spontaneous and exothermic. The experiments were performed by adding salts to better simulate actual conditions in the effluent. The results showed that the adsorption equilibrium of reactive black 5 on the zeolite in the presence of salts were achieved in a shorter time and that the higher the concentration of salts in solution, the higher the adsorption capacity. The result obtained in the evaluation of toxicity by microcrustacean Daphnia similis treatment with zeolit adsorption was extremely favorable, reducing the toxic load of waste water and color.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Daiana Schimmel.pdf: 595506 bytes, checksum: dbbd0a361e4ff6c113c1cb50439292d0 (MD5) Previous issue date: 2008-12-10 / The textile industries understand one of the largest of the world now in production terms and number of generated jobs. They are characterized by requesting great amounts of water, coloring and chemical products used along a complex productive chain. Besides the enormous consumption of water, those industries generate effluent composed by organic and complex salts, which ones turn pollute more when the liberation of dyes is observed no fastened, or no degraded in the conventional processes of treatment, what represents a high potential of environmental impact. Several methods of removal of dyes and of other existent chemical compositions in the effluent have been used in industrial level. One of the most employed methods is the adsorption onto carbon activated due to the versatility, efficiency and low obtaining costs. However, the project of the treatment of textile effluent for adsorption requests information regarding the removal capacity and of the kinetics. They are several factors that interfere in that process, among them they stand out the temperature and the pH, being this one what has larger effect. In this work the removal of the dyes reactive blue 5G and turquoise blue QG were investigated onto carbon activated commercial driven in system batch, once these dyes are plenty employed in the processes involving fabrics type jeans . Initially they went rehearsals to characterize the adsorbent, determination of the point of zero charge (PCZ) and of the surface area for the method BET using N2 to 77K, infrared to obtain the functional groups of the carbon, and sifting to determine the diameter of the particles. For PCZ the obtained value was of 8,10 and the surface area was of 618,7 m2/g. Kinetic tests were accomplished in pH 2 and in three different temperatures, 30, 45 and 600C. They were appraised the pseudo-first-order models and the pseudo-second-order to describe the kinetics of adsorption of the dyes, and the model of second order presented the best results. It was also certain the coefficient of diffusion of the dyes in the temperatures of 30, 45 and 600C, that presented the following values respectively: 5,38 x 10-7, 1,42 x 10-7, 2,74 x 10-7 cm2/min for the blue color 5G, and 2,54 x 10-7, 9,38 x 10-8, 1,48 x 10-6 cm2 /min for the blue turquise QG. For the influence of the pH and of the temperature in the balance of the adsorption of the dyes experiments were accomplished in system batch. The strip of investigated acidity was among pH 2 even pH 8. It was also accomplished the experiments for the obtaining of the equilibrium data in the temperatures of 30, 45 and 600C and in the best pH condition. The equilibrium data were represented by the following models of Isotherms of adsorption: Langmuir, Freudlich, Toth, Radke-Praunstiz, Sips and Redlich-Peterson. The process of adsorption had a better acting in the conditions of pH 2 and temperature of 300C, the removed amount was of 140,48 mg / g for the dye blue 5G and 148,54 mg / g for the dye turquise blue QG. The Isotherm of Sips, Tóth and Redlich-Peterson were what best represented the experimental data of equilibrium for the dye blue 5G and also for the turquoise blue QG. The thermodynamic parameters ∆H0, ∆G0 and ∆S0 were appraised and they showed that the adsorption of the colors in activated coal is an exothermic and spontaneous process due to the negative values of enthalpy and energy free from Gibbs, respectively. / As indústrias têxteis compreendem atualmente uma das maiores do mundo em termos de produção e número de empregos gerados. Caracterizam-se por requerer grandes quantidades de água, corantes e produtos químicos utilizados ao longo de uma complexa cadeia produtiva. Além do enorme consumo de água, essas indústrias geram efluentes compostos por sais orgânicos e complexos, os quais se tornam ainda mais poluidores quando observa-se a liberação de corantes não fixados, ou não degradados nos processos convencionais de tratamento, o que representa um elevado potencial de impacto ambiental. Vários métodos de remoção de corantes e de outros compostos químicos existentes no efluente tem sido utilizados em nível industrial. Um dos métodos mais empregados é a adsorção em carvão ativado devido à versatilidade, eficiência e baixos custos de obtenção. Entretanto, o projeto do tratamento de efluentes têxteis por adsorção requer informações a respeito da capacidade de remoção e da cinética. São vários fatores que interferem nesse processo, dentre eles destacam-se a temperatura e o pH, sendo este ultimo o que tem maior efeito. Neste trabalho foram investigadas a remoção dos corantes reativos azul 5G e azul turquesa QG em carvão ativado comercial conduzidos em sistema batelada, uma vez que estes corantes são bastante empregados nos processos envolvendo tecidos tipo jeans. Com o objetivo de caracterizar o adsorvente, análises como determinação do ponto de carga zero (PCZ), área superficial pelo método BET utilizando N2 a 77K, infravermelho para obter os grupos funcionais do carvão e peneiramento para determinar o diâmetro das partículas foram realizadas. Para o PCZ o valor obtido foi de 8,10 e a área superficial foi de 618,7 m2/g. Os testes cinéticos tiveram o pH fixado em 2, e foram avaliados em três diferentes temperaturas, 30, 45 e 600C. Os modelos de pseudo-primeira-ordem e o pseudo-segunda-ordem foram realizados para descrever a cinética de adsorção dos corantes, sendo que o modelo de segunda ordem apresentou os melhores resultados. Além disso, o coeficiente de difusão dos corantes foi avaliado nas temperaturas de 30, 45 e 600C, que apresentaram respectivamente os seguintes valores: 5,38 x 10-7, 1,42 x 10-7, 2,74 x 10-7 cm2/min para o corante azul 5G, e 2,54 x 10-7, 9,38 x 10-8, 1,48 x 10-6 cm2/min corante azul turquesa.Para a influência do pH e da temperatura no equilíbrio da adsorção dos corantes foram realizados experimentos em sistema bateladas. A faixa de acidez investigada foi entre pH 2 até pH 8. Também foram realizadas experimentos para a obtenção dos dados de equilíbrio nas temperaturas de 30, 45 e 600C e na melhor condição de pH. Os dados de equilíbrio foram representados pelos seguintes modelos de Isotermas de adsorção: Langmuir, Freudlich, Toth, Radke-Praunstiz, Sips e Redlich-Peterson. O processo de adsorção teve um melhor desempenho nas condições de pH 2 e temperatura de 300C, a quantidade removida foi de 140,48 mg/g para o corante azul 5G e 148,54 mg/g para o corante azul turquesa QG. As Isoterma de Sips, Tóth e Redlich-Peterson foram as que melhor representaram os dados experimentais de equilíbrio para o corante azul 5G e também para o corante azul turquesa QG. Os parâmetros termodinâmicos ∆H0, ∆G0 e ∆S0 foram avaliados e mostraram que a adsorção dos corantes em carvão ativado é um processo exotérmico e espontâneo devido aos valores negativos de entalpia e energia livre de Gibbs, respectivamente.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Patricia C Cervelin.pdf: 689466 bytes, checksum: b74333db0911dc152167518d0ffcac74 (MD5) Previous issue date: 2010-02-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Among the main contributors to the contamination of water by industrial waste is the textile industry. The textile sector is a major producer of chemicals, such as colors, and generator large volumes of effluent. The textile dye is a product of high toxicity, and most of them are considered carcinogenic. Thus the removal of dyes in industrial effluents is of great interest, since such contaminants can affect water clarity, the solubility of gases in receiving bodies and change the processes of photosynthesis. In addition there are technologies for the removal of dye of effluent, such as activated charcoal, few studies have examined the ability of dye removal by biological origin, which would decrease the cost of treating this waste. Thus the process of biosorption used in this study was to investigate the application of macrophyte Salvinia sp. in nature and pre-treated in a basic with NaOH, and an acid with H3PO4, as low cost biosorbent for the removal of dye Blue 5G. The effect of pH and temperature was investigated in the biosorption process and proved to be variables that affect the ability to remove the dye solution. The adsorption data were adjusted to balance using the kinetic models of pseudo-first order and pseudo-second order. The models of adsorption isotherms of Langmuir, Freundlich and Sips were used to describe the experimental data of equilibrium of biosorption process. The thermodynamic parameters of biosorption process were obtained. The results showed that the balance of the system was reached in approximately 48 hours of contact, with removal of dye Blue 5G of 98.35% for the Salvinia sp. in nature, at pH 1 and temperature of 60°C and 97.06% for the Salvinia sp. pre-treated with NaOH, 96.42% for the Salvinia sp. pre-treated with H3PO4 at a temperature of 45°C. The model of pseudo-second order showed satisfactory fit with experimental data. Among the models studied, the Langmuir isotherm described excellently the experimental data for the three biomasses studied, with maximum adsorption capacity of 24.26 mg/g at 30°C for biomass pre-treated in basic mean. The study of thermodynamic parameters of biosorption of dye Blue 5G showed that biosorption is endothermic nature and has a great affinity between the biomass and dye. This study found that the biomass of macrophyte Salvinia sp. pré-treated with NaOH has potential application in the removal of reactive dye Blue 5G, as alternative adsorbent and low cost. / Entre os principais contribuintes para a contaminação de águas por resíduos industriais pode-se citar a indústria têxtil. O setor têxtil é conhecido pela elevada utilização de produtos químicos, como os corantes, e gerador de grandes volumes de efluente. O corante têxtil é um produto de alta toxicidade, sendo que em sua maioria são considerados carcinogênicos. Desta forma a remoção de corantes em efluentes industriais é de grande interesse, uma vez que esse contaminante pode afetar a transparência da água, a solubilidade dos gases nos corpos receptores e alterar os processos de fotossíntese. Mesmo com variadas tecnologias para remoção de corante do efluente, como carvão ativado, são raros os estudos que tem analisado a capacidade de remoção de corantes por origem biológica, o que diminuiria os custos de tratamento desse resíduo. Desta forma o processo de biossorção empregado neste trabalho teve por objetivo investigar a aplicação da macrófita Salvínia sp. in natura, e pré-tratada em meio básico com NaOH, e em meio ácido com H3PO4, como biossorvente de baixo custo para a remoção do corante comercial reativo Azul 5G. O efeito do pH e da temperatura foi investigado no processo de biossorção e mostraram ser variáveis que afetam a capacidade de remoção do corante da solução. Os dados de adsorção de equilíbrio foram ajustados empregando os modelos cinéticos de pseudo-primeira ordem e pseudo-segunda ordem. Os modelos de isotermas de adsorção de Langmuir, Freundlich e Sips foram utilizados para descrever os dados experimentais de equilíbrio do processo de biossorção. Os parâmetros termodinâmicos do processo de biossorção foram obtidos. Os resultados demonstraram que o equilíbrio do sistema foi atingido em aproximadamente 48 horas de contato, com remoção de corante Azul 5G de 98,35% para a Salvínia sp. in natura e 97,06% para a Salvinia sp. pré-tratada com NaOH, em pH 1 e temperatura de 60°C, e remoção de 96,42% para a Salvínia sp. pré-tratada com H3PO4 em temperatura de 45°C. O modelo de pseudo-segunda ordem apresentou ajuste satisfatório com os dados experimentais. Entre os modelos estudados, a isoterma de Langmuir e Sips descreveram satisfatoriamente os dados experimentais para as três biomassas estudadas, apresentando capacidade máxima de adsorção de 24,26 mg/g e 24,83 mg/g, para Langmuir e Sips, respectivamente, à temperatura de 30°C para a biomassa pré-tratada em meio básico. O estudo dos parâmetros termodinâmicos de biossorção do corante Azul 5G demonstrou que a biossorção é de natureza endotérmica e demonstra grande afinidade entre a biomassa e o corante. Este estudo verificou que a biomassa da macrófita Salvínia sp. pré-tratada com NaOH apresenta potencial de aplicação na remoção do corante reativo Azul 5G, como adsorvente alternativo e de baixo custo.

CI Disperse Blue 291 (CI DB 291) é um corante dinitrobromoaminoazobenzeno com atividade mutagênica para S. typhimurium, aumentada na presença de nitrorredutase, o-acetiltransferase e enzimas microssomais (S9). Neste estudo foram isolados e caracterizados quatro produtos da redução de DB 291 com ditionito de sódio (in vitro), sendo denominados 2- fenilbenzotriazóis não clorados (não-ClPBTAs). Os espectros de absorbância não apresentam o pico correspondente à ligação azo (?λ=613 nm), indicando a redução dessa ligação. Espectros de massas e 1H RMN mostram que os produtos são dois pares de tautômeros com m/z 465 [M+H]+ e m/z 449 [M+H]+. Esses produtos foram acetilados com piridina/anidrido acético e espectros de massas desses produtos indicam adição de grupamento acetil na molécula e formação de produtos com m/z 507 [M+H]+ e m/z 491 [M+H]+. Esses compostos foram reagidos com dGuo e obtivemos dois produtos com m/z 632 [M+H]+ e m/z 683 [M+H]+, sendo os possíveis adutos. A partir do composto não clorado com m/z 449 obtido após redução com ditionito de sódio, sintetizamos o análogo clorado (PBTA) após reação de cloração. Espectros de massa confirmam a formação do composto clorado com m/z 483 [M+H]+. Também incubamos o corante CI DB 291 com nitrorredutase/NADH. Análises por HPLC/ESI/MS indicam a formação de não-ClPBTA (m/z 449). Uma vez que não-ClPBTAs são mais mutagênicos para linhagens de S. typhimurium (com fração S9) que seus dinitrofenilazo corantes precursores, a conversão enzimática do corante para não-ClPBTAs pode ser uma via importante para sua bioativação. / C.I. Disperse Blue 291 (C.I. DB 291) is a dinitrobromoaminoazobenzene dye with mutagenic activity to S. typhimurium, that is increased in the presence of nitroreductase, o-acetyltransferase and microsomal enzymes (S9). In this study were isolated and characterized four products of the reduction of DB 291 with sodium dithionite (in vitro), named non- chlorinated 2- phenylbenzotriazoles (non-ClPBTAs). The absorbance spectra do not present the peak corresponding to the band of azo bond (λ= 613 nm), indicating that the reduction of this bond occured. Mass spectra and 1H NMR show that the products are two pairs of tautomers with m/z 465 [M+H]+ and m/z 449 [M+H]+. These compounds were acetylated with pyridine/acetic anhydride and their mass spectra indicate the addition of an acetyl group to the molecules and formation of products with m/z 507 [M+H]+ e m/z 491 [M+H]+. After reaction of these compounds with dGuo we have got two products with m/z 632 [M+H]+ and m/z 683 [M+H]+, which are possible adducts. Starting from the non chlorinated compound with m/z 449, obtained through the dye reduction with sodium dithionite, we have synthesized the chlorinated analogous (PBTA) after chlorination reaction. Mass spectrum confirms formation of the chlorinated product with m/z 483 [M+H]+. The DB 291 dye was also incubated with nitroreductase NADH. HPLC/ESI/MS analyses indicate the formation of a non chlorinated PBTA (m/z 449). Since non- chlorinated PBTAs are more mutagenic to S. typhimurium strains (with S9 mix) than the parent phenylbenzotriazole dye, enzymatic conversion of this type of dye non chlorinated PBTAs may be an important way for its bioactivation.

O óleo de buriti (Mauritia flexuosa L.) é o óleo vegetal mais rico em β-caroteno encontrado na biodiversidade brasileira, além de possuir tocoferol e ácido graxo. Apesar do alto valor nutritivo, não é amplamente cultivado e seu processamento comercial é realizado em pequena escala. Sua encapsulação e posterior aplicação em produto alimentício representa uma alternativa para o aumento de seu consumo uma vez que nesta forma pode ser incorporado em produtos alimentares de base aquosa. Este estudo objetivou a produção, caracterização e avaliação da estabilidade de nanoemulsões encapsulando óleo de buriti para posterior aplicação em bebida isotônica visando a substituição de corante artificial, especialmente o amarelo crepúsculo, por corante natural. As nanoemulsões foram produzidas por método de baixa energia (temperatura de inversão de fases - PIT) e o melhor resultado foi obtido usando uma proporção de óleo-tensoativo (SOR) de 2 (10% óleo de buriti e Tween 80), água deionizada, α-tocoferol e NaCl. As nanoemulsões foram avaliadas em termos de tamanho médio de gotícula, oxidação lipidica e quantificação de carotenoides totais. Estas apresentaram boa estabilidade físico-química, porém a quantificação de carotenoides totais mostrou diminuição de 73% após 60 dias de armazenamento. Duas formulações de nanoemulsão foram escolhidas (2,5M e 3 M de NaCl, ambas na proporção de 1:1 de carotenoides totais: α-tocoferol) e aplicadas em um sitema modelo de bebida isotônica e pasteurizadas a 80 °C/15s. A caracterização da bebida isotônica se deu em termos de pH (3), osmolalidade (302 mOsmol / kg), acidez titulável total (0,171 g/ 100mL) e sólidos solúveis (5 °Brix), além de análises microbiológicas e avaliação sensorial. Os resultados mostraram que é possível incorporar óleo de buriti nanoemulsionado em bebida isotônica e por meio da realização de análise sensorial, observou-se que a incorporação de nanoemulsão em bebida isotônica foi relativamente satisfatório. / Buriti (Mauritia flexuosa L.) oil is the richest vegetable oil in β-carotene found in Brazilian biodiversity, it is also rich in tocopherol and fatty acid. Despite its high nutritional value, buriti is not widely cultivated and its commercial fruit processing is carried out on a small scale. The encapsulation of buriti oil and subsequent application in food products represents an alternative to increase its consumption, since in this form it can be incorporated in aqueous-based food products. This project aimed the production, characterization and stability evaluation of nanoemulsions encapsulating buriti oil for subsequent incorporation in isotonic beverage, aiming to replace artificial colorant, especially sunset yellow, by natural colorant. The nanoemulsions were produced by low energy method -phase inversion temperature (PIT) method- and the best result was obtained using a surfactant-oil ratio (SOR) of 2.0 (10% buriti oil and 20% polysorbate 80), deionized water, α-tocopherol and NaCl. The nanoemulsions were evaluated in terms of storage stability (60 days), average droplet size, quantification of lipid oxidation and total carotenoids. The system showed good physical-chemical stability, however the quantification of total encapsulated carotenoids showed a decrease of 73% after 60 days of storage. Two formulations of nanoemulsions were chosen (2,5 M and 3 M of NaCl, both in the proportion of total carotenoids: α-tocopherol of 1:1) and incorporated in an isotonic beverage model system, and pasteurized at 80 °C/15s. The beverage was characterized in terms of pH (3), osmolality (302 mosmol/kg), total titratable acidity (0.171 g/100mL) and soluble solids (5 °Brix); microbiology and sensory evaluation of the isotonic drinks were also carried out. The results showed that it is possible to incorporate nanoemultionated buriti oil in isotonic beverage. In the sensory analysis, it was verified that the incorporation of nanoemulsion in isotonic beverage was relatively satisfactory.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:41:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RobertoRCL_DISSERT.pdf: 1216220 bytes, checksum: 291b5b64177a1fbc1bc254c50866a9c9 (MD5) Previous issue date: 2012-05-23 / The phenomenon of adsorption is of fundamental importance for the treatment of textile effluents and removal of dyes. Chitosan is characterized as an excellent adsorbent material, not only for its adsorption capacity but also the low cost production. Equilibrium and kinetic studies were developed in this study to describe the mechanism of adsorption of the anionic azo dye Orange G in chitosan, with the isotherms obtained from the variation of the concentration of dye in the continuous phase. The kinetics of the process was analyzed based on models involving the adsorption of molecules of the dye in nonpolar and polar sites. Adsorption experiments were carried out in water and in saline media with different NaCl concentrations, both for the determination of the equilibrium time as isotherms for making kinetic curves in which the amount of dye adsorbed measured indirectly varied with time. The experiments revealed the opening of the biopolymer structure with increasing concentration of Orange G, accompanied by high pH values and change on the type of interaction between the dye and the adsorbent surface, suggesting behavior advocated by the Langmuir equation in a certain range of concentration of the adsorbate and following the Henry's Law at higher concentrations, from the increased number of sites available for adsorption. The studies conducted showed that the saline medium reduces the chitosan s adsorption capacity according to a certain concentration, the occurrence of the cooperative adsorption process steps kinetic mechanism suggested as a new alternative for the interpretation of the phenomenon / O fen?meno da adsor??o ? de fundamental import?ncia no tratamento de efluentes t?xteis e remo??o de corantes. A quitosana caracteriza-se como excelente material adsorvente, n?o s? pela sua capacidade de adsor??o mas tamb?m pelo baixo custo de obten??o. Estudos cin?ticos e de equil?brio foram desenvolvidos neste trabalho para descrever o mecanismo de adsor??o do azo-corante ani?nico Alaranjado G em quitosana, com a obten??o de isotermas a partir da varia??o da concentra??o de corante na fase cont?nua. A cin?tica do processo foi analisada a partir de modelos envolvendo a adsor??o de mol?culas do corante em dois tipos de s?tios: polares e apolares. Experimentos de adsor??o foram desenvolvidos em ?gua e em meios salinos com diferentes concentra??es de NaCl, tanto para a determina??o do tempo de equil?brio como para a confec??o de isotermas e curvas cin?ticas nas quais a quantidade de corante adsorvido, medida de forma indireta, variou em fun??o do tempo. Os experimentos revelaram abertura da estrutura do biopol?mero com a eleva??o da concentra??o do Alaranjado G, acompanhada pela eleva??o do pH e modifica??o no tipo de intera??o entre o corante e a superf?cie do adsorvente, sugerindo comportamento preconizado pela equa??o de Langmuir em certa faixa de concentra??o do adsorvato e obedecendo ? lei de Henry em concentra??es mais elevadas, a partir do aumento do n?mero de s?tios dispon?veis para a adsor??o. Os estudos desenvolvidos mostraram que o meio salino reduz a capacidade de adsor??o do Alaranjado G em quitosana e pode impedir, em certa concentra??o, a ocorr?ncia de processo cooperativo de adsor??o conforme mecanismo cin?tico em etapas sugerido como uma nova alternativa para a interpreta??o do fen?meno

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:42:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PauloRPC_TESE.pdf: 4318214 bytes, checksum: 16d7ebf971b9474a0fcc950f85207be2 (MD5) Previous issue date: 2014-05-05 / Foi desenvolvido um m?todo para detectar e quantificar misturas de corantes em sucos artificiais em p? fabricados no Brasil, de diferentes marcas e sabores. Foram estudados 6 corantes artificiais: amarelo tartrazina, amarelo crep?sculo, vermelho ponceau 4R, vermelho bordeaux S, vermelho 40 e azul brilhante presentes de forma unit?ria ou em misturas nos sucos com sabores laranja, tangerina, maracuj?, abacaxi, lim?o e uva. A identifica??o dos corantes nas amostras foi feita atrav?s da compara??o com os espectros dos padr?es, utilizando-se a an?lise por infravermelho m?dio e pelos respectivos valores de absor??o m?xima nos comprimentos de onda relativos aos padr?es e valores de refer?ncia na literatura. Tamb?m foram estudados os perfis de decomposi??o t?rmica por termogravimetria, termogravimetria derivada e calorimetria diferencial explorat?ria dos corantes e dos sucos em p?, sendo determinados os teores de umidade, de mat?ria org?nica e de cinzas. O teor de umidade encontrado n?o ultrapassou 4% para todas as amostras de suco analisadas. Com rela??o ao teor de mat?ria org?nica obteve-se para 57% dos sucos analisados um teor m?dio de 51,3% e para 43% das outras amostras obteve-se uma m?dia de 67,2 %. Os resultados obtidos para o teor de cinzas indicaram que 29% das amostras apresentaram um teor de 26,7% para esse par?metro enquanto 71% das amostras apresentaram um teor de cinzas de 46,4%. Os resultados obtidos por an?lise t?rmica mostraram-se adequados considerando-se que para obter os resultados pelo m?todo tradicional h? um investimento maior de tempo, de pessoal envolvido e de material, al?m da prote??o ao meio ambiente. Para a an?lise por espectroscopia de absor??o molecular foi proposta uma equa??o simplificada para a determina??o de cada corante na mistura utilizando-se a lei de Beer. Para valida??o, empregou-se a espectroscopia de absor??o molecular no vis?vel, onde foi investigada a influ?ncia dos interferentes (TiO2 e a??car) presentes nas amostras de sucos, os testes de fotodegrada??o e a avalia??o do efeito do pH. Para quantifica??o tomou-se como refer?ncia 512 amostras sint?ticas contendo um e dois corantes (1,5625 a 25,000 mg L-1) para obten??o das curvas anal?ticas que foram aplicadas ? an?lise dos sucos em p?. Os resultados indicaram que o teor m?ximo do amarelo crep?sculo foi encontrado nos sucos com os sabores laranja, tangerina e manga que correspondeu a 25,6% da ingest?o di?ria aceit?vel (para ser ultrapassada corresponderia a ingest?o de 4 copos). O teor m?ximo encontrado para o amarelo tartrazina nos sucos foi para o sabor maracuj? que correspondeu a 8,5% da ingest?o di?ria aceit?vel, (para ser alcan?ado corresponderia a ingest?o de 12 copos). O m?todo proposto foi testado e validado com sucesso para amostras de sucos em p? sendo de simples execu??o e de rapidez na obten??o dos resultados

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Complexos de bipiridinas de rutÃnio sÃo bastante estudados na literatura por apresentarem propriedades de interesse em diversas Ãreas como estudos fotoquÃmicos e fotofÃsicos, aplicaÃÃo em sistemas biolÃgicos e como fotosensibilizadores em cÃlulas solares. No presente trabalho, os complexos do tipo cis-[Ru(bpy)(dcbH2)(L)Cl], onde L = Azul do Nilo (NB), Azul de Toluidina (TBO), 9-Aminoacridina (9AA), Azure B (AB) e Violeta de Cresila (VC) foram sintetizados e caracterizados por tÃcnicas espectroscÃpicas e eletroquÃmica para aplicaÃÃo em cÃlulas solares sensibilizadas por corante (DSCs). AlÃm destes, o complexo cis-[Ru(dcbH2)(bpy)(TCNE)Cl] (Ru-TCNE) tambÃm foi testado como sensibilizador em DSC. Estes compostos apresentaram bandas de transferÃncia de carga do tipo MLCT na regiÃo do visÃvel e potenciais redox termodinamicamente favorÃveis para as reaÃÃes de transferÃncia de carga que ocorrem no dispositivo fotoeletroquÃmico. A adsorÃÃo quÃmica dos complexos sensibilizadores na superfÃcie do TiO2 foi evidenciada pelo deslocamento das bandas de MLCT para regiÃes de menor energia quando comparadas aos espectros em soluÃÃo. Os desempenhos fotovoltaicos dos complexos como sensibilizadores em DSC foram avaliados atravÃs das curvas corrente versus potencial, obtidas em condiÃÃes padrÃo AM 1,5. As DSCs contendo os sensibilizadores Ru-TBO e Ru-AB apresentaram os menores desempenhos fotovoltaicos com eficiÃncia global de 0,02 e 0,06%, respectivamente. JÃ as cÃlulas solares sensibilizadas pelos corantes Ru-NB e Ru-VC obtiveram um rendimento de 0,11% com baixos valores de eficiÃncia de incidÃncia de conversÃo de fÃtons a corrente, IPCE. Os melhores resultados foram para as cÃlulas contendo os corantes Ru-9AA e Ru-TCNE, as quais apresentaram rendimentos de 0,54 e 2,01%, respectivamente, com valores de IPCE iguais a 10% para Ru-9AA e 48% para Ru-TCNE. Todos os complexos apresentaram eficiÃncia global de conversÃo de energia solar em elÃtrica inferiores ao complexo padrÃo N3. / Bipyridines ruthenium complexes are widely studied in the literature for presenting interesting properties in various fields such as photochemical and photophysical studies, applications in biological systems and as photosensitizers in solar cells. In this work, the complexes of the type cis-[Ru(bpy)(dcbH2)(L)Cl], where L = Nile blue (NB), Toluidine blue (TBO), 9-aminoacridine (9AA), Azure B (AB) and Cresyl Violet (VC) were synthesized and characterized by spectroscopic and electrochemical techniques for application in dye-sensitized solar cells (DSC). In addition, the complex cis-[Ru(dcbH2)(bpy)(TCNE)Cl] (Ru-TCNE) was also tested as a sensitizer DSC. These compounds showed bands of charge transfer type MLCT in the visible region and thermodynamically favorable redox potentials for the charge transfer reactions which occur in the photoelectrochemical device. The adsorption of the chemical sensitizers complexes on the surface of TiO2 was evidenced by displacement of MLCT bands to lower-energy when compared to the spectra in solution. The photovoltaic performances of the complexes as sensitizers in DSC were evaluated through current versus potential curves obtained in standard AM 1.5 conditions. The DSC sensitizers containing Ru-TBO and Ru-AB had the lowest overall efficiency with photovoltaic performances of 0.02 and 0.06%, respectively. As for the dye-sensitized solar cells by Ru-NB and Ru-VC obtained a yield of 0.11% with low efficiency values of incident conversion of photon to current, IPCE. The best results were for cells containing the dyes Ru-9AA and Ru-TCNE, with energy conversion efficiency of 0.54 and 2.01%, respectively, with IPCE values equal to 10% for Ru-9AA and 48% for Ru-TCNE moieties. All complexes showed overall efficiency of converting solar energy into electricity below the N3 complex pattern.

CI Disperse Blue 291 (CI DB 291) é um corante dinitrobromoaminoazobenzeno com atividade mutagênica para S. typhimurium, aumentada na presença de nitrorredutase, o-acetiltransferase e enzimas microssomais (S9). Neste estudo foram isolados e caracterizados quatro produtos da redução de DB 291 com ditionito de sódio (in vitro), sendo denominados 2- fenilbenzotriazóis não clorados (não-ClPBTAs). Os espectros de absorbância não apresentam o pico correspondente à ligação azo (?λ=613 nm), indicando a redução dessa ligação. Espectros de massas e 1H RMN mostram que os produtos são dois pares de tautômeros com m/z 465 [M+H]+ e m/z 449 [M+H]+. Esses produtos foram acetilados com piridina/anidrido acético e espectros de massas desses produtos indicam adição de grupamento acetil na molécula e formação de produtos com m/z 507 [M+H]+ e m/z 491 [M+H]+. Esses compostos foram reagidos com dGuo e obtivemos dois produtos com m/z 632 [M+H]+ e m/z 683 [M+H]+, sendo os possíveis adutos. A partir do composto não clorado com m/z 449 obtido após redução com ditionito de sódio, sintetizamos o análogo clorado (PBTA) após reação de cloração. Espectros de massa confirmam a formação do composto clorado com m/z 483 [M+H]+. Também incubamos o corante CI DB 291 com nitrorredutase/NADH. Análises por HPLC/ESI/MS indicam a formação de não-ClPBTA (m/z 449). Uma vez que não-ClPBTAs são mais mutagênicos para linhagens de S. typhimurium (com fração S9) que seus dinitrofenilazo corantes precursores, a conversão enzimática do corante para não-ClPBTAs pode ser uma via importante para sua bioativação. / C.I. Disperse Blue 291 (C.I. DB 291) is a dinitrobromoaminoazobenzene dye with mutagenic activity to S. typhimurium, that is increased in the presence of nitroreductase, o-acetyltransferase and microsomal enzymes (S9). In this study were isolated and characterized four products of the reduction of DB 291 with sodium dithionite (in vitro), named non- chlorinated 2- phenylbenzotriazoles (non-ClPBTAs). The absorbance spectra do not present the peak corresponding to the band of azo bond (λ= 613 nm), indicating that the reduction of this bond occured. Mass spectra and 1H NMR show that the products are two pairs of tautomers with m/z 465 [M+H]+ and m/z 449 [M+H]+. These compounds were acetylated with pyridine/acetic anhydride and their mass spectra indicate the addition of an acetyl group to the molecules and formation of products with m/z 507 [M+H]+ e m/z 491 [M+H]+. After reaction of these compounds with dGuo we have got two products with m/z 632 [M+H]+ and m/z 683 [M+H]+, which are possible adducts. Starting from the non chlorinated compound with m/z 449, obtained through the dye reduction with sodium dithionite, we have synthesized the chlorinated analogous (PBTA) after chlorination reaction. Mass spectrum confirms formation of the chlorinated product with m/z 483 [M+H]+. The DB 291 dye was also incubated with nitroreductase NADH. HPLC/ESI/MS analyses indicate the formation of a non chlorinated PBTA (m/z 449). Since non- chlorinated PBTAs are more mutagenic to S. typhimurium strains (with S9 mix) than the parent phenylbenzotriazole dye, enzymatic conversion of this type of dye non chlorinated PBTAs may be an important way for its bioactivation.

Interest in research concerning renewable energy sources has grown in recent decades. In this context, the study of the physical processes that are important in the conversion of solar energy radiation via the photovoltaic effect has increasingly been the topic of theoretical and experimental research. In this thesis, we discuss the photovoltaic effect in pn junctions found in Si solar cells, as well as the photoelectrochemical effect at semiconductor-electrolyte interfaces. Specifically, we propose a new linearizable model for the photocurrent-voltage characteristics of nanocrystalline TiO2 dye sensitized solar cells, as well as ZnO solar cells. We also report predicted values for fill factors. The model uses the Butler-Volmer and Nernst equations to describe the photocurrent-voltage characteristics. A single free parameter of the model controls the fill factor. Upon renormalization, diverse experimental photocurrent-voltage data collapse onto a single universal function. These advances allow the estimation of the complete current-voltage curve and the fill factor from any three experimental data points, e. g., the open circuit voltage, the short circuit current and one intermediate measurement. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O interesse em pesquisas sobre fontes de energia renováveis tem crescido nas últimas décadas. Nesse contexto, cada vez mais o estudo dos processos físicos relevantes na conversão da energia da radiação solar, através do efeito fotovoltaico, tem sido alvo de pesquisas experimentais e teóricas. Nesta tese, discutimos o efeito fotovoltaico em junções pn que ocorrem nas células solares de Si, bem como o efeito fotoeletroquímico em interfaces semicondutor-eletrólito. Especificamente, propomos um novo modelo linearizável para as curvas características de fotocorrente-voltagem de células solares de TiO2 nanocristalino sensibilizado por corante, assim como células solares de ZnO. Descrevemos também valores previstos para os fatores de preenchimento. O modelo utiliza as equações de Butler-Volmer e de Nernst para descrever as curvas características de fotocorrente-voltagem. Um único parâmetro livre do modelo controla o fator de preenchimento. Após a renormalização, as curvas com os dados experimentais de fotocorrente-voltagem colapsam em uma única função universal. Estes avanços permitem a estimativa completa da curva de fotocorrentevoltagem e o fator de preenchimento, usando apenas três pontos experimentais, tais como, a voltagem de circuito aberto, a corrente de curto-circuito e uma medida intermediária.