A maioria dos efluentes pode ser facilmente tratada com reatores biológicos que oferecem boa eficiência na remoção da matéria orgânica. Contudo, a existência de compostos tóxicos ou de baixa biodegradabilidade dificulta o processo e, às vezes, impede que o mesmo seja feito. Na tentativa de minimizar a toxicidade e aumentar a biodegradabilidade, os Processos Oxidativos Avançados (POA) são uma alternativa viável. Os POA consistem na geração de fortes oxidantes \"in situ\" que reagem então com a matéria orgânica. O principal agente oxidante, gerado pelos POA, são os radicais hidroxila (•OH), que possuem um alto potencial de oxidação. Este trabalho teve por objetivo estudar, em escala laboratorial, a remoção de cor obtida pelo acoplamento de um reator de lodo ativado com a fotocatálise heterogênea (TiO2/UV), no tratamento do efluente de uma indústria de produtos de madeira, otimizando a concentração do catalisador, a temperatura e o pH, observando também a seqüência de tratamento, ou seja o reator fotocatalítico como pré- e pós-tratamento. O efluente e o lodo utilizados foram cedidos pela indústria de Faber-Castell em São Carlos. O tempo de retenção hidráulica (TRH) do reator de lodo ativado foi de 3 horas, com uma parada para a sedimentação de 30 minutos (tempos semelhantes aos utilizados pela empresa). A fotocatálise foi realizada em um reator encamisado com a irradiação de uma lâmpada de média pressão de Hg (250 W), a 20 cm da lâmina de líquido (volume efetivo de 100 mL), com agitação magnética de 45 rpm. O reator biológico utilizado no laboratório removeu boa parte da DQO do efluente, de 85-90% de remoção, porém não houve descoramento. Quando a fotocatálise foi utilizada como pós-tratamento, a remoção de cor foi de 93% em uma hora de irradiação e houve um total desaparecimento da ecotoxicidade do efluente. Ao se avaliar a fotocatálise como pré-tratamento do reator de lodo ativado, em uma hora de irradiação, houve pouca diminuição na intensidade de cor do efluente (60%) e a ecotoxicidade continuou alta. No entanto, ao se aumentar o tempo para 5 horas e 30 minutos houve um descoramento de quase 90%, somente com a fotocatálise. A cinética de descoramento, para o reator utilizado como pós-tratamento se ajustou a um modelo de primeira ordem com uma constante de velocidade (k) de (5,0 ± 0,57) × 10-2 min-1 e um R2 = 0,996. Quando o efluente bruto foi tratado primeiramente com a fotocatálise, a cinética de descoramento foi de ordem zero, com um R2 = 0,992, e uma constante de velocidade (k) de (2,60 ± 0,24) × 10-2 u.a. min-1. Conclui-se que o tratamento oxidativo avançado é uma ferramenta útil no descoramento do efluente estudado, tanto para pré ou pós-tratamento do reator biológico de lodo ativado. Porém, a melhor seqüência de reatores foi a que utilizou a fotocatálise como pós-tratamento, trabalhando com as condições, temperatura 25°C, pH 7 e concentração de dióxido de titânio de 2,0 g L-1, tendo havido uma redução de 93% da cor. Quando o reator fotocatalítico foi usado como pré-tratamento, nas condições pH 5,7, temperatura 25°C e concentração de titânio de 0,42 g L-1 TiO2, houve um descoramento de 60%. / Generally, wastewaters can be easily treated by biological reactors with a good efficiency regarding organic matter removal. However, the process can be impaired in the presence of compounds that are toxic or have low biodegradability. Advanced Oxidation Processes (AOPs) may be a choice to oxidize these compounds and minimize their toxicity and/or increase biodegradability. AOPs are based in the \"in situ\" generation of strong oxidants that reacts with the organic matter. The most important oxidant agent generated by AOPs is the hydroxyl radical (•OH), as they have a high oxidation potential. The aim of this work is to study, in laboratory scale, the decolorization achieved by the combination of an activated sludge reactor with heterogeneous photocatalysis (TiO2/UV), in the treatment of a wood\'s industry wastewater, optimizing catalyst concentration, temperature, and pH, also observing the treatment sequence, that is, photocatalysis prior or after the activated sludge reactor. The wastewater and the sludge were collected at Faber-Castell, São Carlos. The Hydraulic Retention Time (HRT) of the activated sludge reactor was 3 hours, with an interruption in the aeration of 30 minutes (same time used in the industry). Photocatalysis was carried out in a jacketed reactor with the irradiation of a medium pressure mercury lamp (250 W), away 20 cm from the wastewater surface (effective volume of 100 mL), magnetic stirred at 45 rpm. The biological reactor removed almost all COD of the effluent (85-90%), although color was not removed. When photocatalysis was used after the activated sludge reactor, color removal reached 93% in one hour of irradiation, as well as the complete detoxification of the wastewater. When photocatalysis as used as a pre-treatment, there was a color removal of 60% the ecotoxicity did not change. However, color removal increased to 90% with an irradiation time of 5 hours and 30 minutes. The photocatalytic decolorization kinetics (post-treatment) followed a first order model, with a constant (k) of (5.0 ± 0.57) × 10-2 min-1 and a R2 of 0.996. When the effluent was first treated with photocatalysis, the kinetics showed a zero order behavior, with a R2 = 0,992 and a of (2.60 ± 0.24) × 10-2 u.a. min-1. Photocatalysis is a good choice for removing the color of this effluent, regardless of the sequence tested. However, the best choice is to use photocatalysis prior to the biological treatement, as a 93% color removal was achieved, working with pH 7.0, 25°C and 2 g L-1 TiO2. Only 60% of color removal was observed when the wastewater was photocatalytic pretreated, with pH 5.7, 25°C, and 0.42 g L-1 TiO2.

Esse trabalho objetivou investigar o potencial dos extratos aquosos das cascas de barbatimão (Stryphnodendron adstringens (Mart.) Coville) e sangra dágua (Croton urucurana Baill.) como corante natural têxtil. Os extratos foram caracterizados quanto ao pH, o teor de sólidos totais e a estabilidade no armazenamento. Os extratos foram liofilizados e avaliados por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), termogravimetria (TG) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). Foram realizados experimentos preliminares de tingimento em tecidos multifibra e em diferentes concentrações dos extratos. A partir desses experimentos, foram definidas as variáveis temperatura, tempo e concentração do extrato para o estudo do tingimento por planejamento experimental 2³, em tecidos 100 % algodão e 100 % lã. Os tecidos tingidos em condição otimizada, sem e com mordentes metálicos, foram avaliados quanto à cor, a solidez de cor à luz, à lavagem, à fricção e ao suor. Os efluentes foram coletados e caracterizados quanto ao pH, turbidez, sólidos totais dissolvidos (STD), oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio (DBO), demanda química de oxigênio (DQO) e teores de ferro e alumínio dissolvidos. Foram conduzidos ensaios bacteriológicos nos extratos aquosos, etanólicos e liofilizados e nos tecidos tingidos. Os resultados das análises por FTIR indicaram a presença de taninos, lignina e celulose nos extratos. Pelo estudo de estabilidade os extratos possuem duração de 42 dias. Nas análises por TG, os extratos obtiveram perda de massa total similares e não geraram alteração na degradação dos tecidos tingidos. Na análise por DSC os extratos obtiveram picos endotérmico e exotérmixo em temperaturas próximas. As melhores condições para o tingimento dos tecidos avaliados é em 98 °C, por 60 min e na concentração de 100 % do extrato. A solidez de cor dos tecidos tingidos variou de baixa a excelente. Os extratos liofilizados apresentaram propriedades antibacterianas. Os efluentes apresentaram valores de STD, DBO, DQO e alumínio e ferro dissolvidos acima dos limites determinados pela legislação nacional. De modo geral, os resultados obtidos indicam que os extratos das cascas de barbatimão e sangra dágua são promissores para serem utilizados como corantes naturais têxteis / This research aimed to investigate the potential of aqueous extracts of barbatimão (Stryphnodendron adstringens (Mart.) Coville) and sangra dágua (Croton urucurana Baill.) bark as natural textile dyes. The extracts were characterized for pH, total solids content and storage stability. The extracts were lyophilized and evaluated by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetry (TG) and differential scanning calorimetry (DSC). Preliminary dyeing experiments were carried out on multifiber fabrics and at different extracts concentrations. From these experiments, the variables temperature, time and concentration of the extract for the study of dyeing by experimental design 2³ in 100 % cotton and 100 % wool fabrics were defined. Fabrics dyed in optimized condition, using metal mordants and with no mordents, were evaluated by colorimetry, color fastness to light, wash, rubbing and perspiration. The effluents were collected and characterized by pH, turbidity, total dissolved solids (TDS), dissolved oxygen, biochemical oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD) and dissolved iron and aluminum contents. Bacteriological tests were conducted on aqueous, ethanolic and lyophilized extracts and on dyed fabrics. The results of the FTIR analysis indicated the presence of tannins, lignin and cellulose in the extracts. By the stability study were found that the extracts have a duration of 42 days. In the TG analyzes, the extracts obtained similar total mass loss and did not generate alteration in the degradation of the dyed fabrics. In the DSC analysis the extracts obtained endothermic and exotherm peaks at near temperatures. The optimized dyeing for the evaluated fabrics is at 98 °C for 60 min and at the concentration of 100 % of the extract. The color fastness of the dyed fabrics ranged from low to excellent. Lyophilized extracts showed antibacterial properties. The wastewater showed values of TDS, BOD, COD and aluminum and iron dissolved above the limits determined by national legislation. In general, the results indicate that barbatimão and sangra dágua extracts are promising for use as natural textile dyes

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2018-11-29T22:37:58Z No. of bitstreams: 1 Rafael_Canevesi_2015.pdf: 2478063 bytes, checksum: 9d72affca26c471efe5a58cf9ec8bdee (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-29T22:37:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rafael_Canevesi_2015.pdf: 2478063 bytes, checksum: 9d72affca26c471efe5a58cf9ec8bdee (MD5) Previous issue date: 2015-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / With the industrial growth achieved in recent years, there was a significant increase in the amount of industrial wastewater discharged into the environment, including, textile effluents rich in organic compounds of high molecular mass with characteristics toxic, carcinogenic and mutagenic. Therefore, it is necessary to develop methods for the treatment of effluents contaminated with dyes. The adsorption process has been largely employed in the treatment of industrial wastewater due to its low cost and efficiency at low concentrations. The system design of wastewater treatment by adsorption process on an industrial scale is required the use of a robust mathematical model based on phenomenological principles that describe efficiently the phase equilibrium data. This way, the main objective of this study was to investigate the adsorption of reactive dyes Remazol Red and Blue 5G, investigating the affinity of different adsorbents, the effect of pH and temperature, as well as obtaining the adsorption kinetics and equilibrium data in single-component systems and binaries, in order to get the optimum operation conditions. The bone char was the adsorbent with the highest removal capacity of reactive dyes. The effect of pH were studied in faixe 1-6 and the temperature in the range of 15 to 45 ° C jointly by the method of Delineation Central Composite Rotational (DCCR), only the pH of the initial solution had no effect on the dye adsorption capacity which proved favored by acidic pH. In order to characterize the adsrovente used to evaluate the effect of temperature and pH, as well, testing the kinetic and equilibrium were determined moisture, hydration capacity, surface area, pore size distribution and, density, morphology and chemical composition and surface charge. The models of Langmuir and Langmuir power can to describe with efficiency the kinetic and equilibrium single component data, while only the Langmuir model was efficient in binary data. The qmax values obtained for the dyes Blue 5G and remazol Red and binary in the temperature of 30 ºC and agitation of 100 rpm was 154.61, 144.71 and 161.81 mg g-1 respectively. / Com o crescimento industrial alcançado nos últimos anos, ocorreu um aumento significativo na quantidade de rejeitos industriais lançados no meio ambiente, entre eles, efluentes têxteis ricos em compostos orgânicos de alta massa molecular, com características tóxicas, cancerígenas e mutagênicas. Desta forma, se faz necessário o desenvolvimento de processos para o tratamento de efluentes contaminados com corantes. O processo de adsorção vem sendo amplamente empregado no tratamento de efluentes industriais devido ao seu baixo custo e eficiência mesmo em baixas concentrações. Para o projeto de sistemas de tratamento de efluentes pelo processo de adsorção em escala industrial se faz necessário o emprego de modelos matemático que descrevam com eficiência os dados de equilíbrio de fases. Desta maneira, o objetivo principal deste trabalho foi investigar a adsorção dos corantes reativos Remazol Vermelho e Azul 5G pelo processo de adsorção. Inicialmente foram realizados testes preliminares e avaliados diferentes adsorventes na remoção destes corantes. Posteriormente, foram avaliados os efeitos do pH e da temperatura na adsorção, a caracterização do adsorvente obtenção de dados experimentais da cinética de adsorção e equilíbrio em sistemas monocomponentes e binários, com o intuito de obter as condições ótimas de operação. O carvão de osso foi o adsorvente que apresentou maior capacidade de remoção de corantes reativos. Foram estudados o efeito do pH na faixa de 1 a 6 e a temperatura na faixa de 15 a 45ºC de forma conjunta por meio do método de Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR), somente o pH da solução inicial teve efeito na capacidade de adsorção dos corantes, que se mostrou favorecida por pHs ácidos. Com o intuito de caracterizar o adsorvente empregado para avaliar o efeito da temperatura e pH, bem como, os testes cinéticos e de equilíbrio, foram determinadas a umidade, capacidade de hidratação, área superficial, distribuição e tamanho dos poros, densidade real e aparente, morfologia e composição química e carga superficial . O modelo de Langmuir e Langmuir potência melhor representaram o comportamento cinético e de equilíbrio do sistema monocomponente, enquanto que somente o modelo de Langmuir apresentou eficiência nos dados binários. Os valores de qmax obtidos para os corantes Azul 5G e Remazol Vermelho monocomponente e binário, na temperatura de 30 ºC e agitação de 100 rpm foram de 154.61, 144.71 e 161,81 mg g-1 respectivamente.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Caroline Ribeiro.pdf: 1866892 bytes, checksum: e531dc26b15b11d89edb4f77ee826666 (MD5) Previous issue date: 2014-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Textile industries remarkably present high consumption of water and elevated generation of wastewater. In most cases, these effluents are contaminated with a large amount of dyes, requiring previous treatment to disposal in the receiving bodies of water like rivers and lakes, or prior to its reutilization in the industry. The aim of this study was to evaluate the adsorption potential of tilapia (Oreochromis niloticus) scales of the reactive blue 5G dye and characterize this potential sorbent material, since it is an abundant waste of fish slaughterhouses of the western region of Paraná. For this purpose, characterization of the scale were carried out by OM, SEM, EDS, N2 physisorption, XRD, pHZPC, FTIR and FT-Raman. Experiments were performed in closed batch system to examine the effect of the particle diameter (6, 16, 32, 100, 150, 325 mesh and base), the adsorbent mass (0.1, 0.2 and 0.3 g), initial pH of the dye solution (2.0, 7.5 and 10.0) and the chemical pretreatment at the scales adsorption capacity. Finally, equilibrium assays were performed at the optimum conditions obtained. Further experiments were performed at fixed bed continuous system, the breakthrough curves were carried at different particle diameters (12, 16, 32 mesh and granulometric mixture) and under different pH values of the feed solution (2.0, 5.5, 7.5 and 10). Furthermore, the influence of treatment chemical adsorption was also studied. Moreover, the amount of dissolved organic carbon was measured during the adsorption process to examine the possibility of lixiviation. The material characterization indicated low incidence of pores on the scale surface, and the presence of chemical groups characteristic of collagen and hydroxyapatite. PHZPC analysis demonstrated that the point of zero charge of the scale was 7.64. At the both batch and column adsorption process higher values of adsorption capacity was reached by using the particle sizes 6, 16 and 32 mesh, at initial pH 2.0. The chemical treatment did not present any influence at the adsorbent adsorption capacity. Langmuir and Radke-Prausnitz isotherms best represented the equilibrium data of batch process. For the fixed bed process assays, the largest adsorption capacity was achieved by using the granulometric mixture of scales, at pH 2.0, at these conditions the highest adsorption capacity reached was q = 394.8 mg g-1, achieving a breakthrough time of tb = 20.5 h at the feed concentration of 75 mg L-1. The dissolved organic carbon amount increased during the experiment due to the dye solution concentration rise. Considering the high removal levels and the low cost of the material, tilapia scale present a potential use as alternative adsorbent. / As indústrias têxteis se caracterizam pelo alto consumo de água e a geração de elevados volumes de águas residuárias, as quais estão contaminadas com corantes e necessitam de tratamento antes do descarte nos corpos receptores como rios e lagos. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de adsorção da escama do peixe Oreochromis niloticus (Tilápia) utilizando o corante reativo Azul 5G e caracterizá-la, visto que se trata de um resíduo abundante das indústrias frigoríficas de peixes da região oeste do Paraná. Para tanto, a caracterização da escama foi realizada pelas técnicas de MO, MEV, EDS, Fisissorção de N2, DRX, pHPCZ, FT-IR e FT-Raman. Foram realizados experimentos em sistema fachado e batelada para avaliar o efeito do diâmetro das partículas (6, 16, 32, 100, 150, 325 mesh e fundo), da massa de adsorvente (0,1, 0,2 e 0,3 g), do pHinicial da solução de corante (2, 7,5 e 10) e do pré-tratamento químico na capacidade de adsorção das escamas. Por fim, realizou-se experimentos de equilíbrio nas melhores condições avaliadas. Também foram obtidas as curvas de ruptura em leito fixo sob diferentes granulometrias (12, 16, 32 mesh e mistura granulométrica), diferentes condições de pH da solução de alimentação (2, 5,5, 7,5 e 10) e de concentração da solução de alimentação. Avaliou-se ainda a influência do pré-tratamento químico no adsorvente e a quantidade de carbono orgânico dissolvido durante o processo de adsorção para verificar a ocorrência de lixiviação. A caracterização indicou baixa quantidade de poros na superfície da escama, além de grupamentos químicos característicos de colágeno e hidroxiapatita. A análise de pHPCZ indicou que o ponto de carga zero da escama é 7,64. Em ambos os sistemas a maior capacidade de adsorção foi alcançada nas granulometrias 16 e 32 mesh e pHinicial 2, onde não foi verificada a influência do pré-tratamento químico no processo de adsorção. As isotermas que melhor se ajustaram aos dados de equilíbrio para o sistema fechado e batelada foram a de Langmuir e Radke-Prausnitz. Nos ensaios em leito fixo, a maior capacidade de adsorção foi obtida nas condições de mistura granulométrica das escamas e no pH 2,0, alcançando-se uma capacidade de adsorção de q = 394,8 mg g-1 para a concentração de 75 ppm e com um tempo de ruptura de tb = 20,5h. A carga de carbono orgânico dissolvido aumentou no decorrer do experimento devido ao aumento da concentração da solução de corante, a qual também não foi influenciada pelo pré-tratamento químico. Dado o elevado teor de remoção e o baixo custo do material, verifica-se que a escama de tilápia é um adsorvente alternativo em potencial.

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CARLOS ALEXANDRE HOLANDA.pdf: 2182022 bytes, checksum: c22abe4de00a3629f5ab00248eca87e4 (MD5) Previous issue date: 2010-12-16 / FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA E AO DESENVOLVIMENTO CIENTIFICO E TECNOLÓGICO DO MARANHÃO / In this work, the root, stem and leaf of Eichhornia crassipes were used in preparing bioadsorbent for removal of the textile dye Remazol Turquoise, from its aqueous solution. The biomass of water hyacinth was crushed isolated and treated with a solution of nitric acid at 50°C, followed by five washes for extraction of soluble matter. After filtration, the samples were dried and sieved to a particle size between 44 to 210 μm. The pHzpc values of bioadsorbent (pH at zero point of charge) were estimated at 3.3, 3.1 and 3.4 for the root, stem and leaf, respectively. Kinetic studies were performed at pH 2, due in this value the efficiency of the dye removal was the best. The kinetic models of pseudo-first and second orders were applied at temperatures 10, 25 and 40°C, and the second order model (R2 > 0.98) was that best modeled the experimental data. The intraparticle diffusion model showed three linear segments, indicating the three stages of the adsorptive process. The adsorption isotherms were obtained by varying the dye concentration from 50 to 50 mg.L-1 in the range from 50 to 1000 mg.L-1. The Freundlich, Langmuir, Sips and multilayers adsorption isotherms models have been applied to fit the experimental data, and the Sips model was the best one. The thermodynamic parameters confirmed the spontaneity of all studied adsorptive processes, which are endothermics, but with increasing entropies. The low desorption of the dye at pH's 8 and 11 showed the high affinity between matrices and dye, and the relative difficulty of the dye recovery and consequently, the reuse of these bioadsorbents, by this route. / Neste trabalho, a raiz, o caule e a folha da Eichhornia crassipes foram utilizados na preparação de bioadsorventes para remoção do corante têxtil Turquesa Remazol, em meio aquoso. A biomassa do aguapé (raiz, caule e folha) foi triturada separadamente e tratada com uma solução de ácido nítrico, a 50ºC, seguida de cinco lavagens para a melhor extração da matéria solúvel. Após filtração, o material foi seco e peneirado a uma granulometria entre 44 e 210 μm. Os valores dos pHzpc (pH no ponto de carga zero) dos bioadsorventes foram estimados em 3,3; 3,1 e 3,4 para a raiz, caule e folha, respectivamente. Os estudos cinéticos foram realizados em pH 2, devido a maior eficiência de remoção do corante. Os modelos cinéticos de pseudo-primeira e segunda ordem foram aplicados nas temperaturas 10, 25 e 40ºC, sendo o modelo de segunda ordem (R2 > 0,98) o que melhor representou os dados experimentais. O modelo de difusão intrapartícula apresentou as três etapas que indicam a difusão e o equilíbrio do corante com os bioadsorventes. As isotermas de adsorções foram obtidas variando-se a concentração do corante de 50 em 50 mg.L-1 na faixa de 50 a 1000 mg.L-1. Os modelos isotérmicos de Freundlich, Langmuir, Sips e multicamadas foram aplicados na avaliação dos resultados experimentais, sendo o modelo proposto por Sips o que mais se aproximou dos resultados experimentais. Os parâmetros termodinâmicos confirmaram a espontaneidade dos processos de adsorção, os quais apresentaram-se endotérmicos, mas com aumento de entropia. Os baixos valores de dessorção do corante em pH´s 8 e 11 demonstram a alta afinidade das matrizes pelo corante, e a relativa dificuldade de recuperação do corante, e consequente reuso de ambos, por esta via.

Orientadores: Francisco das Chagas Marques, Ana Flávia Nogueira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-26T08:45:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Coutinho_NataliadeFaria_M.pdf: 12394800 bytes, checksum: 1d28bb92259a5c9eb6848a0fe678b6b3 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A demanda mundial de energia elétrica tem crescido muito nas últimas décadas, o que tem levado a uma busca mais expressiva por fontes de energia renováveis e sustentáveis. Deste modo, as células solares, que através do efeito fotovoltaico convertem a energia proveniente do sol em energia elétrica, tem ganhado atenção. Dentre os vários tipos de células solares, se encontram as células solares sensibilizadas por corante, DSSC, que têm ganhado interesse de estudiosos da área por apresentarem uma possibilidade de geração de energia elétrica a baixo custo. Para que essas células ganhem competitividade no mercado, é necessário que suas eficiências aumentem, e é nesse ramo de pesquisa que o presente trabalho se coloca. Este trabalho foi baseado no estudo e otimização da eficiência de células solares sensibilizadas por corante, onde verificamos a influência de vários fatores na eficiência das células. Dentre eles, se encontram o processo de manufatura das células, o pós-tratamento de TiCl4 sobre o filme nanoestruturado de TiO2, a composição da pasta de TiO2 e do eletrólito líquido, o método de deposição da Pt no contra-eletrodo, e a utilização de uma camada espalhadora de luz com nanopartículas de TiO2 da ordem de 200nm. Além disso, um estudo a respeito do efeito de uma blocking layer de TiO2 entre o FTO e o filme nanoestruturado de TiO2, depositada pela técnica conhecida como atomic layer deposition, ALD, também foi realizado, o que levou a um aumento na eficiência das células. Através desses estudos, conseguimos aumentar a eficiência das células em até 90% se comparado às primeiras células que produzimos (de 3,9% a 7,4%), atingindo valores de tensão de circuito aberto Voc, densidade de corrente de curto-circuito Jsc, fator de preenchimento FF e eficiência ? de até 0,71V, 14,38mA/cm2, 0,67 e 7,4%, respectivamente. Deste modo, uma melhora significativa na performance das células foi observada, chegando a resultados comparáveis aos obtidos por diversos grupos de pesquisa em todo o mundo / Abstract: World demand for electricity has grown in the last decades, which has led to a more expressive search for renewable and sustainable energy sources. Consequently, solar cells have been getting attention because of their capacity to convert energy from the sun into electrical energy through the photovoltaic effect. Among the various types of solar cells, there are the dye-sensitized solar cells, DSSC, which have gained interest of the solar cell community for having a possibility of power generation at low cost. In order to these cells get market competitiveness, it is necessary to increase their efficiency, and this is the research field that the present work is placed into. This thesis was based on the study and optimization of dye-sensitized solar cells efficiency, where we could see the influence of various factors in cells efficiency. Among these, there are the cells manufacturing process, the post-treatment on nanostructured TiO2 films using a TiCl4 solution, the composition of the TiO2 paste and the liquid electrolyte, the method of Pt deposition at the counter electrode, and the use of a reflecting layer with 200nm TiO2 nanoparticles. In addition, a study of the effect of a TiO2 blocking layer between the FTO and the nanostructured TiO2 film deposited by the technique known as atomic layer deposition, ALD, was also performed, which led to an increase in cells efficiency. Through these studies, we could increase cells efficiency by up to 90% compared to the first cells we produced (from 3,9% to 7,4%), reaching values of open circuit voltage Voc, short circuit current density Jsc, fill factor FF and efficiency _ of up to 0,71V, 14,38mA/cm2, 0,67 and 7,4%. Thus, a significant improvement in cells performance was observed, reaching results comparable to that obtained by many research groups around the world / Mestrado / Física / Mestra em Física

Orientador: Sergio Persio Ravagnani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-23T09:44:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vidart_JacyaraMoreiraMartins_M.pdf: 1450834 bytes, checksum: c65e1c601aa075737a3b6a8f596ef8c4 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O processo de tingimento empregado nas indústrias têxteis é de fundamental importância para o setor. A fim de garantir a satisfação dos consumidores, com produtos de boa solidez e uniformidade de cor, é necessário que o corante utilizado no processo de tingimento apresente alta afinidade com as fibras. Além da cobrança por parte dos consumidores em relação a produtos de alta qualidade, o setor têxtil enfrenta rígidas normas ambientais relacionadas ao lançamento de seus efluentes altamente tóxicos. Desta forma, a escolha de corantes e fibras com maior afinidade entre si se faz necessária para menor geração de resíduos, pois um tingimento com maior afinidade necessita de menor quantidade de auxiliares de tingimento e menor consumo de água. Conhecendo-se a difusividade de um corante em uma fibra, pode-se determinar a afinidade entre eles e, consequentemente, otimizar o processo de tingimento, escolhendo corantes com maior difusividade. Neste trabalho, buscou-se determinar os coeficientes de difusividade de corantes reativos Cosmos Bezaktiv S-C no tingimento de fibras de algodão. Para tanto, ensaios experimentais de tingimento foram realizados e, dados referentes à concentração de corante remanescente no banho de tingimento foram coletados. A partir dos dados obtidos experimentalmente, foi possível realizar a simulação computacional baseada na lei de difusividade de Fick para a determinação dos coeficientes de difusão dos corantes estudados. Os resultados mostraram que o modelo de difusão de Fick é adequado para a representação experimental do tingimento empregado. Além disso, os corantes Cosmos Bezaktiv S-C apresentaram alta difusividade nas fibras de algodão, sendo portanto, excelentes para este tipo de tingimento / Abstract: The dyeing process used in textile industries is very important to the sector. In order to guarantee the satisfaction of consumers with products of good color uniformity and strength, it is required that the dye used in the dyeing process has high affinity with the fibers. Besides collecting from consumers in relation to high-quality products, the textile sector is facing strict environmental standards related to the launch of its wastewaters highly toxic. Thus, the choice of dyes and fibers with higher affinity between them is required to generate less waste, since a dye with a higher affinity require fewer dyeing auxiliaries and lower water consumption. Knowing the diffusivity of a dye in a fiber, can be determine the affinity between them, and consequently optimize the dyeing process, by selecting dyes with higher diffusivity. In this study, we sought to determine the coefficients of diffusivity of reactive dyes Cosmos Bezaktiv S-C in dyeing of cotton fibers. To this end, experimental tests were carried out dyeing and data relating to the concentration of dye remaining in the dyebath was collected. From the experimental data, it was possible to carry out computer simulation based on Fick's law diffusivity for the determination of diffusion coefficients of the dyes studied. The results showed that the Fick's diffusion model is suitable for dyeing representation of experimental employed. In addition, the dyes Cosmos Bezaktiv S-C showed high diffusivity in cotton fibers, and therefore excellent for this kind of dyeing / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestra em Engenharia Química

Cellulose, a sustainable raw material derived from nature, can be used for various applications following its functionalization and oxidation. Nanocellulose, inheriting the properties of cellulose, can offer new properties due to nanoscale effects, in terms of high specific surface area and porosity. The oxidation of cellulose can provide more active sites on the cellulose chains, improving its functionalization and broadening applications. Two kinds of oxidation and their corresponding applications are described in this thesis: periodate oxidation and Oxone® oxidation. 2,3-dialdehyde cellulose (DAC) beads were prepared from Cladophora nanocellulose via periodate oxidation, and were further modified with amines via reductive amination. Several diamines were selected as possible crosslinkers to produce porous DAC beads, which showed higher porosity, stability in alkaline solution and enhanced thermal stability. After functionalization of DAC beads with L-cysteine (DAC-LC), thiol, amine and carboxyl groups were introduced into the DAC beads, endowing the DAC-LC beads with high adsorption capacity for palladium. The synthesized DAC-LC beads were character­ized with SEM, FTIR, XPS, TGA, BET and XRD and the palladium adsorption process was investigated. Chitosan was employed as a crosslinker in functionalization of DAC beads (DAC-CS). The conditions for the synthesis of DAC-CS beads were screened and verifying the stability of the beads in alkaline solution. The DAC-CS beads produced were investigated using SEM, FTIR, XPS, TGA and BET, and the adsorption and desorption capacity of Congo red was studied, indicating DAC-CS beads have potential as sorbent. Oxone oxidation of cellulose is a novel one-pot oxidation method in which mainly the hydroxyl groups on C6 are oxidized to produce carboxylic acid groups on the cellulose chains. To increase the efficiency of Oxone oxidation, several reaction parameters were studied. Cellulose pulp and Cladophora nanocellulose were chosen as prototypes to investigate the effects of oxidation, and the physico­chemical properties of the oxidized products were characterized. Cellulose pulp, pretreated with Oxone oxidation, was disintegrated by homogenization to prepare cellulose nanofibers (CNF). The effect of pre­treat­ment on the preparation of CNF was studied, and the results indicated that Oxone oxidation was efficient in the production of CNF.

Actuellement, le secteur des nanotechnologies est en développement intense. Les nanoparticules de dioxyde de titane et d¿or occupent une part importante de ce secteur, avec des applications utilisant principalement leurs propriétés optiques et catalytiques. Les synergies pouvant exister entre les nanoparticules d¿or et leur support, en particulier via l¿effet plasmon, permettent de modifier la réponse optique de dispositifs catalytiques ou photovoltaïques. Une nouvelle technique polyvalente de mise en forme de film mésoporeux à base de nanoparticules de dioxyde de titane et d¿or a été développée. L¿utilisation de différentes méthodes de synthèse des nanoparticules a permis le contrôle de la morphologie et des propriétés physiques des films déposés par centrifugation. Finalement, l¿adéquation de ces films à leur utilisation en tant qu¿anode de cellules solaires à colorant a été évaluée. / Nanotechnologies represent a fast growing market. Gold and titanium dioxide nanoparticles are an important part of this market, thanks to their optical and catalytic properties. Existing synergies between gold nanoparticles and their substrate, mainly via the plasmonic effect, allow modifying the optical response of catalytic and photovoltaic systems. A new versatile approach is proposed to form mesoporous nanostructures composed of gold and titanium dioxide nanoparticles. The use of various syntheses allowed the formation of nanoparticles leading to a good control upon aggregation morphology and physical properties of centrifuged films. Finally, appropriateness of these films for a use as dye sensitized solar cell anodes was evaluated.

Abstract Patent foramen ovale (PFO) is a common finding in the general population and is present in approximately one quarter of adults. The potential role of PFO in the pathogenesis of ischaemic brain infarction of unknown aetiology in young adults has been investigated during the past 15 years, and associations with other diseases have been proposed. The most plausible mechanism of stroke associated with PFO is paradoxical embolism, but there is uncertainty about this because a venous source of emboli is seldom identified. If the theory of venous emboli is relevant, prothrombotic states should be associated with PFO and ischaemic stroke. Relatively little is known about the risk factors of cryptogenic brain infarction, although this subgroup of stroke is relatively common. As the present diagnostic methods for detecting PFO have certain limitations, new non-invasive, simple and reliable methods would be useful. Two new methods examined here, the dye dilution method and ear oximetry, were both found to be feasible and to be highly specific and sensitive in relation to the present gold standard, contrast transoesophageal echocardiography. A case-control study among adult patients with PFO and cryptogenic brain infarction showed the presence of a prothrombotic state, particularly factor V Leiden and prothrombin G2021OA gene mutation, to be associated with an increased risk of stroke, and migraine was also identified as a risk factor. Associations with the classical risk factors for venous thrombosis and Valsalva manoeuvre-like activities at the onset of stroke were also observed. The results lend support to the theory that paradoxical embolism is one of the pathogenic mechanisms behind cryptogenic brain infarction with associated PFO. In another case-control study among adult patients with cryptogenic brain infarction but without associated PFO, prothrombotic states were not identified as risk factors, except that an association was found between elevated factor VIII activity and stroke. The major independent risk factors for such cryptogenic strokes were current cigarette smoking, hypertension and a low level of high density lipoprotein cholesterol.