Desde a descoberta dos nanotubos de carbono, tem sido grande o interesse em explorar suas aplicações, e uma delas é a modificação de eletrodos. Muitos trabalhos ilustram as vantagens da aplicação de eletrodos de carbono vítreo modificados com nanotubos de carbono e enzimas. Estes sistemas apresentam resposta amperométrica elevada, com diminuição nos potencias de oxidação ou redução do substrato ou produto enzimático, eliminando a resposta de interferentes. Apresentam bons limites de detecção, melhoras na sensibilidade e estabilidade à medida que oferecem um microambiente favorável à atividade da enzima. Todas estas vantagens tornam interessante o emprego de tais biossensores no monitoramento de pesticidas. Diante da escassez de trabalhos que descrevem esta aplicação, neste trabalho, objetivou-se explorá-la, com ganho em sensibilidade pelo uso dos nanotubos de carbono e em seletividade pelo uso das enzimas. Neste trabalho foi desenvolvido um nanobiossensor para a determinação de carbaril em amostras de tomate. Para isto, os nanotubos de carbono utilizados foram tratados quimicamente e em seguida caracterizados por microscopia eletrônica de transmissão. O eletrodo de carbono vítreo modificado com nanotubos de carbono foi caracterizado eletroquimicamente e por microscopia eletrônica de varredura. A enzima acetilcolinesterase utilizada teve sua atividade catalítica enzimática determinada pelo método espectrofotométrico. O nanobiossensor teve seus parâmetros de operação otimizados e foi utilizado na determinação de carbaril em amostras de tomate. A avaliação de reprodutibilidade de preparação do nanobiossensor apresentou desvio padrão relativo de 4,02%. Os desvios padrão relativos para a repetibilidade e reprodutibilidade de medidas são, respectivamente, 1,18 e 3,27%. Duas amostras de tomate foram dopadas com 0,500 µmol L-1 e 6,00 µmol L-1 de carbaril, e as respectivas recuperações foram de 96,00 e 95,08%. Os limites de detecção e quantificação obtidos com o nanobiossensor foram LD = 8,96 nmol L-1 e LQ = 29,9 nmol L-1. / Since the discovery of carbon nanotubes, a great interest in exploring their applications has raised, being one of those the modification of electrodes. Many works has shown the advantages of applying glassy carbon electrodes modified with carbon nanotubes and enzymes. These systems present elevated amperometric response with decreased potentials of oxidation or reduction of either the substract or the enzymatic product, eliminating the response of interferences as well. Moreover, these systems present good detection limits, as well as sensibility and stability improvements in consequence of a favorable microenvironment for the enzyme action. All these advantages make interesting the employment of such biosensors in pesticides monitoring. Due to the scarcity of works describing this kind of application, the aim of this work is its exploration, focusing on sensibility increasing caused by the use of carbon nanotubes, as well as selectivity increasing caused by the use of enzymes. In this work a nanobiosensor was developed to carbaryl determination in tomato samples. For this, the employed carbon nanotubes were chemically treated before their characterization by transmission electron microscopy. The glassy carbon electrode modified with carbon nanotubes was characterized both electrochemically and by scan electron microscopy. The employed acetylcholinesterase enzyme had its enzymatic activity measured by spectrophotometric means. The nanobiosensor had its operational parameters optimized and it was employed in the determination of carbaryl in tomato samples. The reproducibility of the nanobiosensor preparation was 4.02%. The relative standard deviation for the repeatability and reproducibility were, respectively, 1.18 and 3.27%. Two tomato samples were spiked with 0.500 µmol L-1 and 6.00 µmol L-1 of carbaryl, and their respective recoveries were 96.00 and 95.08%. The detection and quantitation limits obtained with the developed nanobiosensor were, respectively, 8.96 and 29.9 nmol L-1.

A confecção e avaliação do desempenho voltamétrico de eletrodos compósitos à base de resina epóxi comercial Araldite ® utilizada como fase aglutinante e pó de grafite como fase condutora, na confecção dos eletrodos compósitos foi realizada. A resina foi preparada seguindo instruções do fabricante e adicionada a uma quantidade de pó de grafite para obter eletrodos contendo 50, 60 e 70% de grafite (m/m). Tais compósitos foram caracterizados fisicamente quanto à reprodutibilidade da resposta voltamétrica, resistência ôhmica e área efetiva em função da composição grafite/Araldite ®, sendo 70% (grafite, m/m) a que ofereceu melhores resultados, em termos de repetibilidade de resposta e corrente de pico. O teor real de grafite foi determinado por termogravimetria. Os intervalos úteis de potenciais para uso dos eletrodos compósitos também foram avaliados em diferentes eletrólitos. Finalmente, os eletrodos compósitos foram avaliados na determinação de atenolol, uma droga antihipertensiva, e dopamina, um neurotransmissor central do grupo das catecolaminas. Em todos os casos, o eletrodo compósito foi mais sensível na determinação dos dois analitos, quando comparado ao eletrodo de carbono vítreo. A dopamina foi determinada por voltametria de pulso diferencial (DPV). O limite de detecção foi de 0,61 µmol L-1e a resposta linear foi observada no intervalo de 4,0 a 95 µmol L-1. Os resultados obtidos na determinação da dopamina em formulação farmacêutica concordaram com os resultados obtidos com o método comparativo cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), com 95% de confiança. O atenolol também foi determinado por DPV, com limite de detecção da ordem de 2,23 µmol L-1, com resposta linear entre 4,45 e 84,7 µmol L-1. A determinação de atenolol, em formulações farmacêuticas, apresentou resultados que concordam com o método comparativo HPLC, com 95% de confiança. O atenolol também foi determinado em amostras de águas naturais, com recuperações entre 92 e 115%. / The development and evaluation of the voltammetric behavior of composite electrodes prepared with graphite as a conducting phase and commercial epoxy resin Araldite ® as an insulating phase was performed. The resin was prepared according to instructions of the manufacturer and mixed with a suitable amount of graphite in order to prepare composites with 50, 60 and 70% of graphite (w/w). The composites were characterized in relation to their reproducibility of the cyclic voltammetric response, ohmic resistance, and repeatability of the effective area as a function of the Araldite ®/graphite ratio. The best repeatability of area as well as the higher peak currents was obtained with the 70% (graphite, w/w) composition using K3[Fe(CN)6] in KCl medium. The useful potential windows were also evaluated in different supporting electrolytes and pH ranges. Finally the composite electrodes were applied in the determination of the anti-hypertensive atenolol and the cathecolamine neurotransmitter dopamine. The composite electrodes were more sensitive to both analytes when compared to the glassy carbon. Dopamine was determined using differential pulse voltammetry (DPV) with linear dynamic range between 4.0 and 95 µmol L-1 and limit of detection 0.61 µmol L-1. The results agreed with those from high performance liquid chromatography (HPLC) within a 95% confidence interval. Atenolol was also determined by DPV with a 4.45 - 84.7 µmol L-1 linear range and 2.23 µmol L-1. The determination of atenolol in pharmaceutical formulations agreed with the HPLC method in a 95 % confidence interval. When applied to natural water samples spiked with the analyte, recoveries of 92 to 115% were found.

Submitted by Cibele Nogueira (cibelenogueira@ufgd.edu.br) on 2016-04-15T18:56:13Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) IULLESANCHEZ.pdf: 1373305 bytes, checksum: ace2829ec2f535288e3e712204acc4b0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-15T18:56:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) IULLESANCHEZ.pdf: 1373305 bytes, checksum: ace2829ec2f535288e3e712204acc4b0 (MD5) Previous issue date: 2015-02-13 / AS-Cu, AMS-Cu and ADMS-Cu2 complexes, were be synthesized using the ligand in aqueous medium with slow addition of the metal salt and a strict control of temperature resulting in a yield of 87%. The melting temperatures obtained for the ligands and the metal salt compared with their suggested the formation of these complexes with high purity. The technique of electronic absorption spectroscopy confirmed the UV-Vis obtained through analysis of the complex of band shifts. The flame atomic absorption spectroscopy determined, together with the gravimetric analysis, the copper concentration in each complex, confirming the proposed stoichiometric ratio between metal and ligand to form the complex. TheEp and improvements in signal intensity potentiometric titration proposed that active sites of the ligands are related to coordination with the metal copper through deprotonation constants. The coordination sites were confirmed by comparing the vibrational energy in infrared spectroscopy of the possible ligand atoms. Studies concerning the chemical adsorption of modifiers in CV electrode surface resulted in the development of ideal conditions for the electrode modification estimating the exact time electrode contact with the modifiers under ultrasound in different means of dissolution. The electrochemical properties of the electrode CV could be modulated according to the treatment at the electrode interface. The values of the ratio, show that the doped glassy carbon electrode with the modifiers tested showed better response to electrochemical redox couple Fe3-/4 of the electrode without modification. The values for the diffusion coefficient D0 confirmed the diffusion phenomenon in the EIS spectra medium.Showed an increase in the charge transfer resistance for the CV electrode modified with the ADMS-Cu2 complex. / Os complexos AS-Cu, AMS-Cu e ADMS-Cu2 foram ser sintetizados utilizando os ligantes em meio aquoso com lenta adição do sal metálico e um rigoroso controle da temperatura resultando em um rendimento de 87%. As temperaturas de fusão obtidas para os ligantes e o sal metálico em comparação com seus respectivos complexossugeriram a formação destes com alto teor de pureza. A técnica de espectroscopia de Absorção Eletrônica UV-Vis confirmou a obtenção dos complexos através das analises dos deslocamentos de bandas. A espectroscopia de absorção atômica de chama determinou, conjuntamente com a análise gravimétrica, a concentração de cobre em cada complexo, confirmando a razão estequiométrica proposta entre metal e ligante para a formação dos complexos. A titulação potenciométrica propôs quais sítios ativos dos ligantes estariam relacionados à coordenação com o metal cobre utilizando às constantes de desprotonação. Tais sítios de coordenações foram confirmados através da comparação da energia vibracional na espectroscopia de infravermelho dos possíveis átomos ligantes.Os estudos realizados a respeito da adsorção química dos modificadores na superfície do eletrodo de CV resultaram na obtenção de condições ideais para a modificação do eletrodo estimando o tempo exato de contato do eletrodo com os modificadores sob ultrassom em diferentes meios de dissolução.As propriedades eletroquímicas do eletrodo de CV puderam ser moduladas de acordo com o tratamento realizado na interface do eletrodo. Os valores da razão Ipa/Ipc, Ep e melhorias na intensidade do sinal (Ipa e Ipc) demonstram que o eletrodo de carbono vítreo dopado com os modificadores testados apresentaram melhor resposta eletroquímica para o par redox Fe3-/4- do que o eletrodo sem modificação. Os valores encontrados para os coeficientes difusionais D0 confirmaram o fenômeno difusional no meio.Os espectros de EIE demonstraram um aumento na resistência à transferência de carga para o eletrodo de CV modificado com o complexo ADMS-Cu2

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Quesia Guedes.pdf: 1557741 bytes, checksum: b95f72aaa7af1d2e4013cf9047709811 (MD5) Previous issue date: 2006-07-24 / The interest in the use of methanol and ethanol as fuels in a fuel cell is justified by the search for new energy conversers, more efficient and less polluters. This work presents the study of the oxidation reaction these alcohols on catalysts obtained by potentiostatic deposition of Pt or codeposition of PtRu, PtRuSn e PtSn using as subtract a Teflon membrane GORE-TEK with sputtering of 600nm of gold and a geometric area of 1,11cm2. The reference electrode used was the reversible of hydrogen, as an opposite electrode there was a platinum sheet. The experiments were made using the combination of cyclic voltammetry and on line mass spectrometry, called differential electrochemical mass spectrometry (DEMS) The electroposits were examined using X-ray energy dispersive analysis (EDAX) and scanning electron microscopy (SEM) The electrochemistry results have shown that Pt-Ru catalyst presented better catalitic activity to methanol oxidation in lower potentials, showing the following sequence to catalitic activity: PtRu > PtRuSn @ PtSn > Pt. The mass spectrometry data have shown similar results with better performance to PtRu electrode in the CO2 (m/z = 44) production. In the case of the ethanol oxidation the electrochemistry data show that the catalyst Pt-Sn and Pt-Ru- Sn were the most active in lower potentials. The mass spectrometry results have shown that, when compared with others, the PtSn electrode presents greater activity both in the CO2 production as well as in the acetaldehyde s. / O interesse no uso do metanol e etanol como combustível em células a combustível é justificado pela crescente procura de novos conversores de energia mais eficientes e menos poluidores. Este trabalho apresenta estudos da reação de oxidação destes álcoois sobre catalisadores obtidos por deposição potenciostática de Pt, ou codeposição de PtRu, PtRuSn e PtSn, usando como substrato uma membrana porosa de Teflon GORE-TEK com sputtering de 600 nm de ouro e área geométrica de 1,11 cm2. Foi utilizado como eletrodo de referência o reversível de hidrogênio e como contra eletrodo, uma placa de platina. Os experimentos foram feitos usando a combinação da voltametria cíclica com a espectrometria de massas. on line, chamada de espectrometria de massas eletroquímica diferencial (DEMS). Os eletrodepósitos foram examinados usando análise de energia dispersiva de raio-X (EDAX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados eletroquímicos mostraram que o catalisador de PtRu apresentou melhor atividade catalítica em potenciais mais baixos para oxidação de metanol, mostrando a seguinte sequência para a atividade eletrocatalítica: PtRu > PtRuSn @ PtSn > Pt. Os dados de espectrometria de massas, mostraram resultados similares com melhor desempenho para o eletrodo de PtRu, na produção do CO2 (m/z=44). No caso da oxidação do etanol, os dados eletroquímicos mostraram que os catalisadores PtSn e PtRuSn foram os mais ativos em baixos potenciais. Os resultados de espectrometria de massas mostraram que, quando comparado com os outros, o eletrodo de PtSn apresentou maior atividade, tanto na produção do CO2 como de acetaldeído.

Uma propriedade fundamental dos seres vivos é a condução de sinais elétricos através de seus tecidos. Mas esse fato pouco é lembrado quando se trata de organismos vegetais. Outro item fundamental é a geração de sinais que possam transmitir informações entre os tecidos e órgãos para um ajuste fino do metabolismo. Nas plantas esses sinais podem ser de natureza química, hidráulica e elétrica. Nesse último caso são conhecidos potenciais de ação (PA), de variação (PV), de ferimentos (WP) e sistêmicos (SP), cada um com sua particularidade quanto à amplitude, velocidade e rotas de propagação, bem como seu papel no metabolismo. Os sinais elétricos podem afetar a respiração, fotossíntese, absorção de água, ativação de genes e fechamento de folhas de plantas insetívoras. PAs podem se propagar com velocidade relativamente constante e sem decréscimo. Eles seguem a lei do tudo-ou-nada, ou seja, todo estímulo que desencadeia um PA deve atingir um limiar de excitação para desencadear o sinal. Assim que o limiar é atingido o sinal se autoperpetua ao passo que estímulos supra limiares desencadeiam PAs de amplitude constante. A via de propagação do PA é o vaso do floema. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a sinalização elétrica em resposta à irrigação em plantas de girassol sob déficit hídrico e caracterizar esse sinal quanto à amplitude, duração, velocidade e direção de propagação. Para tanto 37 plantas foram avaliadas por meio de eletrodos extracelulares. Elas foram monitoras eletrofisiologicamente durante um período em que eram irrigadas e em um período sob déficit hídrico. Desse montante, onze responderam à irrigação pela geração de potenciais de ação (PA), ou seja, 30% delas. Oito delas geraram PAs em direção ao ápice (propagação acrópeta) enquanto duas geraram na direção basípeta. Uma delas gerou nos dois sentidos. O PA foi gerado também pós-irrigação mesmo com a planta não tendo passado por déficit hídrico, porém só aconteceu em uma das onze plantas. Os sinais se propagaram no caule, pecíolo e nervura central das folhas. O potencial de ação é gerado após irrigação em plantas de girassol com maior frequência quando elas passam por período de déficit hídrico e se propagam por toda a planta. Isso evidencia o papel do PA na sinalização de longa distância nos vegetais. / A fundamental property in the leaving beings is the conduction of electrical signals through their tissues. However, this fact is not always remembered when it comes to plant organisms. Another key process is the generation of signals that can transmit information among tissues and organs to a fine-tuning of the metabolism. In plants, these signals can be chemical, hydraulic and electrical. Concerning the last one, action potentials (AP), variation potentials (VP), wound potentials (WP) and system potentials (SP) are known; each one with its particularity regarding amplitude, velocity and propagation routes as well as its role in metabolism. The electrical signals may affect respiration, photosynthesis, water uptake, activation of genes and leaf closure in insectivorous plants. APs can spread with relatively constant speed and no decrement. They follow the all-or-nothing law, in another words, every stimulus that triggers an AP must reach a threshold to trigger the signal. Once the threshold is reached, the signal is self-perpetuating while stimuli above threshold trigger APs with constant amplitude. The propagation path of the AP is the phloem vessel. The aim of this work was to evaluate the electrical signaling in response to irrigation in sunflower plants under water deficit and characterize the AP regarding its amplitude, duration, velocity and propagation direction. Thirty seven plants were analyzed using extracellular electrodes. They were electrophysiologically monitored during a period when irrigated and in a period under drought. Eleven plants generated AP after irrigation, i.e. 30%. Eight of them generated AP that propagated acropetally while two generated in basipetal direction. One generated in both directions. The action potential was also generated in a plant that was not under drought stress, however it just happened in one of the eleven plants. The signals propagated in the stem, petiole and midrib of the leaves. The action potential is generated after irrigation in sunflower plants more frequently when they go through a period of water deficit and propagate throughout the plant. This highlights the role of AP in long-distance signaling in plants.

Sendo a constipação intestinal queixa freqüente em gestantes, procuramos verificar se o complexo hormonal da gestação, e em especial a progesterona, diminui a atividade muscular colônica. Para tanto, estudamos in vivo o registro do sinal mioelétrico, sob diferentes estados hormonais, em quatro pontos do cólon de ratas: ascendente proximal, ascendente distal, médio e cólon descendente por meio de implante de eletrodos na camada sero-muscular colônica. As ratas foram divididas em 5 grupos: controle, ooforectomizadas, ooforectomizadas tratadas com estrógeno, ooforectomizadas tratadas com progesterona e ratas prenhes. Os resultados mostraram uma maior atividade elétrica no cólon proximal em ratas prenhes e nas pré-tratadas com progesterona. Nas ratas prenhes a duração da atividade elétrica máxima foi, de modo significante, maior em todas as distâncias quando comparada com ratas controle. Os resultados sugerem que in vivo a progesterona e o complexo hormonal da prenhez aumentam a atividade mioelétrica do cólon proximal e que a prenhez aumenta a duração da atividade elétrica máxima no cólon em cada distância estudada, levando à formação de fezes mais desidratadas. Progesterona e prenhez não devem ser responsabilizadas por hipomotilidade do cólon, uma das hipóteses que poderia explicar a constipação intestinal em gestantes / The aim of this study was to find out if the hormonal complex of pregnancy, especially progesterone, could be responsible for decreasing colon myoelectric activity in female rats. We analyzed the records of colon myoelectric activity in vivo using the method of musculoserosal implantation of electrodes in four regions of the colon: proximal ascendent colon, distal ascendent colon, medial colon and descendent colon. The rats were divided in five groups: control, ovariectomized, ovariectomized and treated with estrogen, ovariectomized and treated with progesterone and pregnant rats. The results showed a greater electric activity in the proximal colon in pregnant and progesterone pretreated rats. In pregnant rats the duration of maximum electric activity was significantly greater in all distances studied. The results suggest that in vivo progesterone and the hormonal complex of pregnancy increase myoelectric activity of the proximal colon, and that pregnancy increases the duration of the maximum electric activity of the colon in every distance studied leading to more dehydrated fecal material. Progesterone and pregnancy should not be responsible for colon hypomotility, one of the hypothesis that could explain intestinal constipation in pregnant women

Orientador: Rodnei Bertazzoli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-23T18:47:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_JulioFabbri_D.pdf: 3150048 bytes, checksum: a6e8c86adf90e906935345fabd317f0c (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Neste trabalho foi desenvolvido um novo eletrodo de PbO2 eletrodepositado em titânio com uma pré camada de chumbo. As melhores condições para a obtenção da camada ativa e da pré camada foram exploradas em diferentes densidades de corrente, o tempo de cada processo foi alterado de maneira que a mesma carga fosse transferida. A solução utilizada na eletrodeposição foi 1 mol.L-1 Pb(NO3)2, acidificada com HNO3 até pH 1, na temperatura de 65 °C. A mesma solução foi utilizada para a deposição da pré camada de chumbo com uma corrente catódica e a deposição do revestimento de PbO2 com uma corrente anódica. As melhores condições de preparação foram obtidas à - 15 mA.cm-2 por 600 segundos, seguida por 30 mA.cm-2 por 1800 segundos. Com esses parâmetros o eletrodo apresentou um melhor desempenho no teste acelerado de tempo de serviço, principalmente quando comparado a um eletrodo onde a camada de PbO2 é eletrodepositada diretamente em titânio. Em comparação a um eletrodo com uma intercamada de platina, o sistema composto de Ti/Pb/PbO2 não apresentou diferenças significativas quanto aos valores das capacitâncias totais, 77 mF.cm-2 e 55 mF.cm-2 respectivamente. Além disso, o sistema sem Pt apresentou um melhor desempenho na degradação de uma solução contendo o corante preto remazol, uma característica atribuída à maior rugosidade ou "porosidade eletroquímica (?= 0,71)". A área ativa do eletrodo apresentou ser 3,5 vezes maior que sua área geométrica, uma grande vantagem para processos de eletroxidação de compostos orgânicos. O desempenho do sistema Ti/Pb/PbO2 foi melhor quando comparado ao eletrodo comercial de Ti/TiO2(0,7)/RuO2(0,3) (ADE) fornecido pela DeNora do Brasil na degradação de uma solução composta por um fármaco comercial com o princípio ativo amoxicilina. O decaimento da concentração do composto orgânico foi 2 vezes mais rápido em um densidade de corrente 3 vezes menor. O reator eletroquímico em fluxo de placas paralelas e auto bombeável foi projetado e montado com um anodo de Ti/Pb/PbO2 com 75 cm2. Soluções de glicerol e amoxicilina foram eletro degradadas nessa etapa do estudo. O decaimento do carbono orgânico total foi acompanhado, realizada a análise cinética obteve se constantes de velocidade para uma reação de primeira ordem. As constantes cinéticas obtidas nesses experimentos estão de acordo com os valores esperados, com uma ordem de grandeza de 10-6 m.s-1. As figuras de mérito em transferência de massa também foram obtidas por correlações de números adimensionais de Reynolds, Sherwood e Schimidt. O reator de placas paralelas e auto bombeável se apresentou como uma alternativa de configuração para reatores eletroquímicos / Abstract: We have developed a new PbO2 electrode by electrodeposition on titanium with a lead interlayer. Different current densities were used for obtaining the active layer and the lead interlayer, although the same charge was transferred by selecting the appropriate time interval. The solution used for electrodeposition was 1 mol l-1 Pb(NO3)2, acidified to pH 1 with HNO3 at 65 °C. The same solution was used for the deposition of the lead interlayer with a cathodic current and the deposition of the PbO2 coating with a anodic current. Best preparation conditions were obtained at - 15 mA.cm-2 for 600 seconds, followed by 30 mA.cm-2 for 1800 seconds. With these parameters the electrode showed better performance on an accelerated service life test, especially when compared to an electrode where the PbO2 layer was electroplated directly on titanium. Compared to the electrode with a platinum interlayer, the system Ti/Pb/PbO2 showed no significant differences in the values of total capacitance, 77 mF.cm -2 and 55 mF.cm-2 respectively. Furthermore, the system without Pt showed better performance in the degradation of a solution containing the dye Remazol black, a feature attributed to the higher roughness or "electrochemical porosity" (? = 0.71). The active surface area of the Ti/Pb/PbO2 electrode was 3,5 times greater than its geometric area, a great advantage for electrooxidation processes of organic compounds. The performance of the system Ti/Pb/PbO2 was better when compared to a commercial DSA type Ti/TiO2(0.7)/RuO2(0.3) supplied by DeNora of Brazil in the degradation of a solution containing amoxicillin. Concentration decay of the organic compound was 2 times faster at a current density 3 times smaller. A self pumped parallel plates flow electrochemical reactor was designed and mounted with a 75 cm2 Ti/Pb/PbO2 anode. Glycerol and amoxicillin solutions were electro-degraded in this experimental set up. Concentration decay of total organic carbon were followed and a kinetic analysis were performed which resulted in the calculation of first order rate constants. Kinetic constants obtained in these experiments are in agreement with the expected values with an order of magnitude of 10-6 m.s-1. Mass transfer figures of merit were also obtained by correlation of dimensionless numbers of Reynolds, Sherwood and Schimidt. The self pumped parallel plate reactor appears as an alternative configuration for flow electrochemical reactors / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2015 / Made available in DSpace on 2016-05-24T17:53:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338945.pdf: 42675302 bytes, checksum: 9a78ba3aad551afc6483a055b5c870ea (MD5) Previous issue date: 2015 / Nesta tese é abordado o problema de medição de fração volumétrica de água em escoamentos estratificados de óleo e água utilizando técnicas capacitivas.A tomografia por capacitância elétrica (Electrical Capacitance Tomography- ECT) e estratégia de combinação de eletrodos serviram como base teórica fundamental para o desenvolvimento de uma nova técnica de medição denominada Tomometria Capacitiva Elétrica (Electrical Capacitance Tomometry- ECTM). O termo tomometria foi escolhido, pois o método é baseado em múltiplas medições ou medições (medida, metria) por partes (tomo). Tal técnica apresenta-se como uma solução para contornar alguns dos problemas referentes à medição de fração volumétrica em aplicações de tempo real. Inicialmente, é apresentada uma metodologia para o projeto do sensor com base no aumento da sensibilidade e um protótipo é construído. Posteriormente,uma série de simulações e experimentos estáticos e dinâmicos são realizados, confrontando os resultados com aqueles obtidos aplicando-se ECT.<br> / Abstract : This thesis presents the problem of water volume fraction measurement instratified oil-water two-phase flow using capacitance techniques. The electrical capacitance tomography (ECT) and the combining electrode strategy are used as theoretical tools for developing a new measurement technique named Electrical Capacitance Tomometry (ECTM). This technique comes up as a solution to overcome some problems related to volume fraction measurement in real-time applications. Initially, are presented a methodology for sensor design based on sensitivity optimization and a prototype sensor is built. Then, simulations and dynamic and static experiments are carried out, comparing the results with those obtained by applying ECT.

Orientadores: Christiane de Arruda Rodrigues, Rodnei Bertazzoli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T16:59:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moraes_JulianaPiresde_M.pdf: 2352216 bytes, checksum: 36449200a80f1740bb7e26db1412d9de (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Na indústria de cloro-soda, há um crescente interesse no desenvolvimento de tecnologias que resultem numa redução do consumo de energia destinado ao processo de produção de cloro. As células eletroquímicas empregadas no processo cloro-soda são: Mercúrio, Diafragma e Membrana. Atualmente está havendo uma substituição progressiva dos processos empregando mercúrio e difragma por células com membranas trocadoras de íons, pois este processo apresenta melhor eficiência, menor gasto energético e a não geração de resíduos tóxicos. O objetivo deste trabalho envolve a aplicação de eletrodos de difusão gasosa (EDG) modificado com catalisador ferro para a redução do oxigênio, visando à otimização da produção de cloro e maior economia energética nos processos de cloro-soda. Na produção do EDG empregou-se a adição de catalisador ferro nas seguintes proporções: 5%, 10%, 15% e 20% (m/m) em relação à massa de carbono Printex 6L. Duas granulometrias de partículas do catalisador Fe foram empregadas para o preparo dos eletrodos. Ensaios voltamétricos foram realizados para avaliar o efeito da introdução do catalisador de Fe no EDG na reação de redução do oxigênio, além de identificar qual a melhor concentração de Fe e granulometria do catalisador. Os ensaios de voltametria foram realizados em uma célula de compartimento único na temperatura de 25 ºC e solução de trabalho NaOH 320 g/L. Em seguida, ensaios de eletrólises foram realizados para avaliar o desempenho dos EDG, modificado ou não com catalisador Fe, na geração de cloro e DDP da célula, empregando as melhores condições de operação encontradas nos estudos voltamétricos. Os ensaios de eletrólise foram realizados em uma célula com dois compartimentos, separados por uma membrana catiônica Náfion® N242. Nos ensaios de eletrólise foi utilizada uma solução de NaOH 320 g/L, com temperatura de 25 ºC, no compartimento catódico e no compartimento anódico, uma solução de NaCl 250 g/L com temperatura de 70 ºC. A condição de trabalho que apresentou maior redução do consumo de energia e maior geração de cloro foi empregando o EDG com 10% Fe com tamanho de partículas em torno de 0,16 mm2. Comparado ao EDG sem catalisador, verificou-se uma redução no gasto energético de aproximadamente 66%. Isto comprova que o metal de transição Fe atua como o centro ativo e que a atividade eletrocatalítica depende principalmente das propriedades redox do eletrodo modificado / Abstract: The interesting in the developing of technologies that contribute in a reduction of energy consumption in chlor-alkali process is growing. The electrochemical cells used in production of chlorine area: Mercury, Diaphragm and membrane. Currently, the mercury and diaphragm cell have been replaced for membrane technology because this cell is more efficient, presents low energy consumption and does not generate toxic waste. The main of this work involves the investigation the performance of gaseous diffusion electrodes modified with particles of iron, for reduction of oxygen in the production of chorine during the electrolysis of brine. In preparing the cathodes of diffusion of oxygen, was used a mass precursor, composed of carbonaceous pigment Printex and suspension of the PTFE powder. The catalyst was introduced in form of Fe metal power in the following percentages: 5%, 10%, 15% e 20% (m/m). For sintering of the electrode of gaseous diffusion (GDE) was weighed 0.2 g of mass precursor and placed on the mold. The mold was heated to a temperature of 340ºC for the sintering of the electrode, under pressure of 146 Kgf/cm2 for 2 hours. After sintering, the electrodes were tested for permeability. In next stage, the electrodes of gaseous diffusion were used in voltammetric studies to examine the influence of catalyst in the reactions of reduction of oxygen in the GDE and identify the best grain size and percentage of iron in electrode. Then, the tests were performed using a single cell compartment, with the type DSA® as counter electrode and the Ag/AgCl as reference electrode in 320 g/L NaOH solution at 25ºC. After, the electrolysis were performed using constant current electrolysis to the GDE or pyrolytic graphite as cathode and DSA® as anode. These tests were carried out in a cell with two compartments, separated by a membrane cationic Nafion N242. The anolyte was a solution of 250 g/L NaCl at 70 ºC and the catholyte was a solution of 320 g/L NaOH, at 25 ºC. During the electrolysis the chorine dissolved in the form of hypochlorite and chlorine gas were quantified by iodometry titration. The electrode that had a better performance in chlorine generation and lower energy consumption was modified with Fe 10% (m/m) with small particle size. This electrode shown around 66% reduction of energy consumption when compared to GDE without iron metal catalyst. This behavior proves that the transition metal Fe acting as the active center and that the electrocatalytic activity depends mainly on the redox properties of the modified electrode / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Línguas eletrônicas constituídas de filmes nanoestruturados depositados sobre eletrodos metálicos, e empregando a técnica de espectroscopia de impedância como princípio de detecção, vêm apresentando excelentes resultados para a diferenciação de substâncias que constituem os paladares básicos e na detecção de impurezas em amostras líquidas. A principal limitação para o uso comercial é a necessidade da substituição das unidades sensoriais do arranjo, que necessita de recalibração. Nesta tese introduzimos um novo arranjo de unidades sensoriais, constituídos de eletrodos de cromo eletrodepositados, que não necessitam de filmes finos. Usando arranjos de cinco ou dez unidades sensoriais nominalmente idênticas, obtivemos uma língua eletrônica capaz de detectar paladares básicos e íons de cobre em água em concentrações abaixo de 1&mu;M. As diferenças nas respostas elétricas dos eletrodos são oriundas das diferenças na sua morfologia. A alta sensibilidade apresentada foi explorada na análise de vinhos e amostras de águas coletadas de vários rios e lagos. Similarmente às línguas eletrônicas com filmes nanoestruturados, o arranjo sensorial de eletrodos de cromo foi capaz de distinguir vinhos de uma mesma varietal e produtor, mas de diferentes safras, e de um mesmo produtor e safra, mas de diferentes varietais. Tentamos também melhorar o desempenho das línguas eletrônicas combinando unidades constituídas de filmes finos de quitosana e poli(o-etoxianilina). Apesar do interesse nas propriedades advindas da interação entre esses materiais, especialmente quando a quitosana foi utilizada na forma de nanopartículas, o desempenho foi similar ao da língua eletrônica contendo eletrodos de cromo sem filmes. / Electronic tongues based on nanostructured films and employing impedance spectroscopy as the principle of detection have proven excellent to distinguish between basic tastes and detect trace amounts of impurities in liquid samples. The main limitation for a commercial use, though, is the need to replace the sensing units of the sensor array, which requires recalibration, owing to the relatively poor stability of the nanostructured films. In this thesis we introduce a new arrangement for the sensing units, which are produced from electrodeposited chrome electrodes, with no need to adsorb an organic film. Using an array with 5 or 10 nominally identical chrome electrodes, we obtained an electronic tongue capable of detecting basic tastes and copper ions in water down to the 1&mu;M level. The differences in electrical properties for the electrodes arose from differences in morphology. Furthermore, this high sensitivity could be exploited in the analysis of wines, and water samples collected from various rivers and lakes. Similarly to electronic tongues made with nanostructured films, the sensor array with electrodeposited chrome electrodes was capable of distinguishing wines from the same grape and producer, but different vintages, or from the same producer and vintage but different grapes. We also attempted to optimize the performance of electronic tongues by combining sensing units made of chitosan and poly(o-ethoxyaniline). In spite of the interesting properties deriving from the interaction between these components, especially when chitosan nanoparticles were used, the performance of the sensor array was similar to that of the electronic tongue obtained with bare chrome electrodes.