Orientadores: Elizabete Jordão, Wagner Alves Carvalho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-12T16:56:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Figueiredo_FlaviaCamargoAlves_D.pdf: 7416906 bytes, checksum: 6368b5b8400e9e9945457c19af1dfd53 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Vários métodos de síntese das argilas pilarizadas foram testados. Obtivemos os materiais pilarizados com alumínio em condições distintas: suspensões diluídas (Al-PILC 02), suspensões concentradas (Al-PILC 03), soluções pilarizantes concentradas (Al-PILC 04) e o uso de microondas no processo de envelhecimento (Al-PILC 05). Este último demonstrou ser o processo mais adequado, já que permitiu a obtenção da argila pilarizada em maior quantidade e menor tempo de síntese. As argilas pilarizadas apresentaram um significativo aumento na área superficial, principalmente relacionada aos microporos, e uma elevada capacidade de dispersão dos metais ativos platina e paládio. A exceção é o rutênio, que manteve a baixa dispersão já observada em outros suportes utilizados. A acidez dos suportes e catalisadores foi avaliada por diferentes técnicas, indicando que os materiais apresentam acidez de Brönsted e de Lewis. Esta acidez pode ser efetivamente reduzida por tratamento dos sólidos com bário, enquanto um tratamento com lítio se mostrou ineficaz. Os testes catalíticos de hidrogenação do adipato de dimetila demonstraram que todos os sistemas estudados apresentam uma elevada conversão, tipicamente superior a 95%, atribuída a uma atividade do suporte. Nos catalisadores monometálicos os valores de seletividade permanecem reduzidos. A redução da acidez, promovida por um tratamento com bário, é de fundamental importância. Os catalisadores tratados com bário reduziram em até 45% a formação de produtos indesejáveis. Os catalisadores bimetálicos Ru-Sn permitiram a obtenção de produtos em elevadas concentrações como, por exemplo, o ácido capróico, que atingiu a concentração de 120 mmol/L após 3 h de reação. A avaliação da distribuição de produtos nestas reações permitiu a proposição de rotas para a formação dos diversos produtos obtidos. Nesta proposição são identificadas as rotas favorecidas pela acidez do catalisador e pela presença de catalisadores bimetálicos, indicando que é possível direcionar o processo catalítico para certos produtos em função do controle de algumas propriedades do catalisador. / Abstract: Several methods of synthesis of pillared clays were tested. We were able to obtained aluminum pillared clays in different conditions: diluted suspensions (Al- PILC 02), concentrated suspensions (Al-PILC 03), concentrated pillaring solutions (Al-PILC 04) and microwave assisted aging (Al-PILC 05). The latter proved to be the most appropriate process, since it allowed obtaining pillared clay in greater quantities and less time. Pillared clays showed a significant increase in surface area mainly that related to micropores and a high degree of dispersion of active metals, platinum and palladium. The exception is ruthenium, which has maintained the low dispersion observed in other support tested. The acidity of the supports and catalysts was evaluated by different techniques, indicating that these materials exhibit Brönsted and Lewis sites. This acidity can be effectively reduced by the solid treatment with barium, while lithium was ineffective. Dimethyl adipate catalytic hydrogenation showed that all systems studied promoted a high conversion, typically higher than 95%, attributed to support activity. Monometallic catalysts maintain lower selectivity values. The reduction of acidity, promoted by a barium treatment, is fundamental in order to enhance the selectivity. The catalysts treated with barium reduced by 45% the formation of by-products. Ru-Sn bimetallic catalysts allow the formation of main products in high concentrations, for example, caproic acid, which reached a concentration of 120 mmol/L after 3 h reaction time. The evaluation of the products distribution in these reactions led to the proposed route for the formation of various products. It was identified routes favored by the solids acidity and by the presence of bimetallic catalysts, indicating that it is possible to promote the catalytic process in order to obtain certain products depending on the control of some properties of the catalyst. / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Antonio Jose Gomez Cobo, Adler Gomes Moura / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-09T09:24:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_GiselliLuziaFerreirada_M.pdf: 3889907 bytes, checksum: 3303dab5e7186f9976c1867fad4c6591 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A hidrogenação parcial do benzeno é uma reação química de grande interesse científico e industrial, uma vez que o cicloexeno formado pode ser empregado na obtenção de diversos produtos, em razão da sua dupla ligação altamente reativa. O presente trabalho tem como objetivo principal estudar os efeitos do cloro em catalisadores de Ru/CeO2, destinados à hidrogenação parcial do benzeno. Com o intuito de verificar a influência da natureza do suporte, catalisadores de Ru/Al2O3 também foram estudados, como referência, uma vez que a alumina é um suporte não redutível. Para tal, catalisadores com uma fração mássica de metal de cerca de 5 % foram preparados através do método de impregnação a seco. Após a adição do precursor clorado RuCl3xH2O ao suporte, os catalisadores foram submetidos a tratamentos térmicos consecutivos de redução direta a 573K. Os sólidos obtidos foram caracterizados através das técnicas de adsorção de N2 (método B.E.T.), microscopia eletrônica de varredura com microssonda para análise espectrométrica de raios X (MEV + EDX), espectrometria de fotoelétrons excitados por raios X (XPS) e redução à temperatura programada (TPR). O desempenho dos catalisadores foi avaliado nas reações de hidrogenação do benzeno e de hidrogenação do cicloexeno, empregando-se um reator Parr do tipo "slurry". A reação foi conduzida à pressão de hidrogênio constante de 5 Mpa e à temperatura de 373 K, em meio reacional trifásico contendo água. Em alguns testes catalíticos realizados, soluções aquosas de TiCl3, NaCl, ZnCl2 ou HCl foram adicionadas ao meio reacional. Os resultados da caracterização revelam que o cloro, oriundo do precursor clorado, praticamente não é eliminado do catalisador Ru/CeO2, mesmo após os sucessivos tratamentos de redução. Na reação de hidrogenação do benzeno, o catalisador Ru/CeO2, reduzido duas vezes consecutivas, apresenta os maiores rendimentos de cicloexeno, tanto na ausência, quanto na presença de TiCl3 no meio reacional. Dentre os aditivos empregados no meio reacional, o TiCl3 conduz aos maiores rendimentos de cicloexeno / Abstract: The partial hydrogenation of the benzene is a chemical reaction of great scientific and industrial interest, since the produzed cyclohexeno can be used in the attainment of diverse products, in reason of its highly reactive double bond. The present work has as main objective to study the effect of chlorine in Ru/CeO2 catalysts, destined to the partial hydrogenation of the benzene. With intention to verify the influence of the nature of the support, Ru/Al2O3 catalysts have been also studied, as reference, since that alumina is a not reducible support. For such, catalysts with a mass metal fraction of about 5 % were prepared by the wet impregnation technique. After the addition of the chloride precursor RuCl3xH2O to the support, the catalysts were submitted to consecutive thermal treatments of direct reduction at 573K. The gotten solids have been characterized by N2 adsorption (method B.E.T.), electronic scanning microscopy with energy dispersive X-ray spectroscopy analysis (MEV+EDX), X-ray photolectron spectroscopy (XPS) and temperature-programmed reduction (TPR) techniques. The performance of the catalysts have been evaluated in the reactions of benzene hydrogenation and cyclohexeno hydrogenation, using a Parr reactor of the type "slurry". The reaction has been carried out at 5 Mpa constant hydrogen pressure and 373K temperature, in a three-phase reacional system with water. In some catalysts tests, aqueous solutions of TiCl3, NaCl, ZnCl2 or HCl have been added to the reacional system. The results of the characterization show that the chlorine, from the chloride precursor, is practically not eliminated of the Ru/CeO2 catalyst, after the successive treatments of reduction. In the benzene hydrogenation reaction, the Ru/CeO2 catalyst, reduced two consecutive times, presents the biggest yields of cyclohexeno, as in the absence, as in the presence of TiCl3 in the reacional system. Among additives used in the reacional system, the TiCl3 leads to the biggest yields of cicloexeno / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Ronaldo Aloise Pilli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-15T02:38:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RodriguesJunior_ManoelTrindade_D.pdf: 6880388 bytes, checksum: 75844f02fc6611249ca702661e63582a (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O núcleo b-carbolina encontra-se amplamente distribuído entre os produtos naturais, incluindo alcalóides ioimbina (ioimbina e aloioimbina), corinanteidina (corinanteidina), rauwolfia (reserpina) e vinca (vincamina). Além disso, essas substâncias também têm demonstrado um amplo espectro de propriedades farmacológicas, incluindo atividade antitumoral, ansiolítica, hipnótica, anticonvulsivante, antiviral, antiparasitária e antimicrobiana. Sínteses totais eficientes da (+)-tripargina (59), em 6 etapas e 46% de rendimento global (-)-tripargina (59), em 6 etapas e 38% de rendimento global, (+)-deplancheina (60), em 11 etapas e 47% de rendimento global, (+)-debromoarborescidina A (61), em 5 etapas e 73% de rendimento global, (+)-harmicina (62), em 5 etapas e 56% de rendimento global (-)-harmicina (62), em 5 etapas e 52% de rendimento global, catin-6-ona (64), em 8 etapas e 45% de rendimento global e 20-metoxi-cantin-6-ona (65), em 8 etapas e 35% de rendimento global, foram realizadas com base na construção do sistema b-carbolínico via reação de Bischler-Napieralski e redução enantiosseletiva do intermediário diidro-b-carbolínico via reação de transferência de hidrogênio assimétrica usando o protocolo de Noyori. Estes compostos foram avaliados como agentes antiproliferativos contra um painel de células cancerígenas. Apenas cantin-6-ona (64) mostrou atividade contra a linhagem de célula 786-0 (célula de câncer renal). Estes compostos foram avaliados em bioensaios in vitro contra Leishmania brasiliensis, Leishmania amazonesis e Leishmania major e novamente apenas a cantin-6-ona (64) apresentou atividade contra Leishmania major (IC50=16,9 mM) e um índice de segurança altamente promissor (Si=94,7).Testes preliminares de toxidade in vivo mostraram que a harmicina (62) e a tripargina (59) são substâncias com potencial efeito sobre o sistema nervoso central. / Abstract: The b-carboline skeleton is widely distributed among natural products incluiding yohimbine (yohimbine and alloyohimbine), corynantheidine (corynantheidine), rauwolfia (reserpine) and vinca (vincamine) alkaloids. Furthermore, these coumpounds have also demonstrated a broad spectrum of pharmacological properties including ansiolytic, hypnotic, anticonvulsant, antitumor, antiviral, antiparasitic as well as antimicrobial activities. Concise and efficient total syntheses of (+)-trypargine (59), in 6 steps and 46% overall yield, (-)- trypargine (59), in 6 steps and 38% overall yield, (+)-deplancheine (60), in 11 steps and 47% overall yield, (+)-debromoarborescidine A (61), in 5 steps and 73% overall yield, (+)-harmicine (62), in 5 steps and 56% overall yield, (-)-harmicine (62), in 5 steps and 52% overall yield, canthin-6-one (64), in 8 steps and 45% overall yield and 10-methoxy-canthin-6-one (65), in 8 steps and 35% overall yield, were developed based on the construction of the b-carboline moiety via Bischler- Napieralski reaction and the enantioselective reduction of the dihydro-b-carboline intermediate via an asymmetric transfer hydrogenation reaction using Noyori's protocol. These compounds were evaluated as antiproliferative agents against a panel of cancer cell lines. Only canthin-6-one (64) has shown promising activity against cell line 786-0 (renal cell carcinoma). These compounds were evaluated in vitro bioassays against Leishmania major, Leishmania brasiliensis and Leishmania amazonesis and again canthin-6-one (64) displayed promising activity against Leishmania major (IC50=16,9 mM) and a highly promising safety index (Si=94,7). Preliminary tests of in vivo toxicity showed that harmicine (62) and trypargine (59) are substances with potential effect on the central nervous system. / Doutorado / Quimica Organica / Doutor em Ciências

A catálise é a chave para o desenvolvimento de processos químicos sustentáveis e, portanto, o preparo de catalisadores que sejam mais ativos e seletivos é sempre uma questão atual. Utilizando as propriedades diferenciadas de nanopartículas metálicas e as vantagens de separação e estabilidade de um catalisador heterogêneo, este trabalho descreve novos catalisadores de níquel e de níquel-paládio em escala nanométrica, suportados em sólidos magnéticos, para hidrogenação de olefinas. Os catalisadores de níquel apresentados neste trabalho foram preparados pela metodologia de decomposição do precursor organometálico Ni(COD)2 (COD = ciclo-octadieno), que apresenta o metal em estado de oxidação zero e permite a formação de nanopartículas metálicas após a hidrogenação das ligações C=C do ligante. O catalisador de níquel aprimorado, composto por nanoagregados de níquel, apresentou atividade superior a qualquer outro reportado na literatura para o mesmo tipo de reação. Além disso, mesmo com a facilidade de oxidação do Ni(0), este novo catalisador teve apenas sua superfície oxidada a NiO ao ser armazenado em ar. O NiO formado foi facilmente reduzido por hidrogênio a Ni(0) em condições brandas (75°C) se comparado ao NiO bulk (270-520°C). Os catalisadores bimetálicos de níquel-paládio foram sintetizados por uma reação de substituição galvânica com Pd(OAc)2 em um catalisador de Ni(0) suportado e por decomposição simultânea dos precursores organometálicos Ni(COD)2 e Pd2(dba)3 (dba = dibenzilideno acetona) em diferentes frações molares. Os catalisadores bimetálicos preparados por substituição galvânica não resultaram em estruturas core(Ni)-shell(Pd) como o esperado, mas sim em nanopartículas de paládio depositadas sobre os nanoagregados de níquel. Os catalisadores preparados por decomposição simultânea dos complexos organometálicos, seja pela decomposição direta dos precursores sobre o suporte magnético ou pela impregnação de nanopartículas coloidais previamente formadas, resultaram tanto em nanoligas quanto em nanopartículas com segregação de níquel na superfície de acordo com as proporções empregadas dos dois metais. Todos os métodos explorados possibilitaram a obtenção de catalisadores bimetálicos ativos na hidrogenação do cicloexeno, sendo que o catalisador composto por 1,3% em massa de Ni e 0,017% em massa de Pd, obtido por uma reação de substituição galvânica, foi o catalisador que atingiu a maior atividade na reação de hidrogenação do cicloexeno. O uso de precursores organometálicos para a síntese de nanopartículas suportadas de níquel e níquel-paládio se mostrou um método eficiente para a obtenção de catalisadores com atividade diferenciada. A separação magnética, método empregado para a separação e recuperação dos catalisadores de níquel, permitiu o fácil manuseio e evitou a exposição ao ar e oxidação dos catalisadores, prolongando sua vida útil. / Catalysis is the key for the development of sustainable chemical processes, and consequently, the preparation of active and selective catalysts is always a current issue. Using the unique properties of metal nanoparticles and the advantages of separation and stability of heterogeneous catalysts, this Thesis describes new nanometric nickel and nickel-palladium catalysts, supported on magnetic solids, for hydrogenation of olefins. The nickel catalysts described in this Thesis were synthesized by the decomposition of the organometallic precursor Ni(COD)2 (COD = 1,5-cyclooctadiene), which contains zerovalent nickel, and allows the formation of metal nanoparticles after the hydrogenation of the C=C bonds of the ligand. The optimized nickel catalyst, composed by nickel nanoaggregates, showed superior activity when compared to any other catalyst reported in the literature for the same kind of reaction. Even with the propensity of oxidation of Ni(0), this new catalyst had only the surface oxidized when exposed to air. The fine NiO shell formed was easily reduced to Ni(0) with hydrogen under mild conditions (75°C) when compared to NiO bulk (270-520 °C). The bimetallic nickel-palladium catalysts were synthesized by the galvanic replacement reaction of Pd(OAc)2 and a supported Ni(0) catalyst and by the simultaneous decomposition of the organometallic precursors Ni(COD)2 and Pd2(dba)3 (dba = dibenzylidene acetone) in different molar ratios. The bimetallic catalysts obtained by the galvanic replacement reaction were not formed by core(Ni)-shell(Pd) structures as expected, but they were formed by palladium nanoparticles deposited over the nickel nanoaggregates. The catalysts obtained by simultaneous decomposition of the organometallic complexes, either by the decomposition of the precursors directly over the support or by the impregnation of pre-synthesized nanoparticles, resulted in both nanoalloys and nanoparticles with nickel segregation on the surface, depending of the ratio between the two metals. All methods of preparation of the bimetallic catalysts explored in this study allowed the formation of very active catalysts. On top of that is the catalyst with 1,3 wt% of Ni and 0,017 wt% of Pd, obtained by the galvanic replacement reaction, which achieved the highest activity in the hydrogenation of cyclohexene. The organometallic approach for the synthesis of supported nickel and nickel-palladium nanoparticles is an efficient method to obtain catalysts with outstanding activities. The magnetic separation method employed for separation and recovery of the catalysts containing nickel allows the easy handling and prevents exposure to air and undesirable oxidation of catalysts, extending their lifetimes.

Esta Tese descreve a preparação de novos eletrodos modificados (EMs) fazendo uso de um método novo, a deposição de partículas de metais nobres, como níquel, paládio e platina sobre partículas de metais comuns, como cobre e ferro. Este método leva aos denominados EMs mistos, que podem apresentar características diferentes e mais eficientes que os EMs Ni, Pd e Pt já estudados, sendo a principal aplicação nas reações de hidrogenação eletrocatalítica (HEC) de substratos orgânicos insaturados. A preparação dos EMs mistos se inicia pelo recobrimento da superfície do eletrodo de trabalho com um filme polimérico. O polímero usado foi o poli-(éter alílico do ácido p-benzenossulfônico), um filme aniônico com boa estabilidade química e mecânica, que pode fazer troca iônica de seus íons H+ por cátions metálicos. Este filme é preparado por varreduras de voltametria cíclica de uma solução do respectivo monômero, que se oxida eletroquimicamente iniciando a reação química de polimerização. Os metais cobre e ferro são introduzidos ao polímero pelo método de troca iônica/redução eletroquímica, onde o EM é mergulhado em uma solução saturada de um sal de cobre ou de ferro para ocorrer a troca iônica. Em seguida, estes íons são reduzidos eletroquimicamente por varreduras de voltametria cíclica, usando uma faixa de potencial adequada. Para se preparar os EMs mistos, mergulhou-se estes EMs (Cu ou Fe) na solução do banho electroless de níquel, paládio e platina. Por esta metodologia partículas destes metais nobres são depositadas pelo processo de deposição metálica electroless (DME), que faz uso de um agente redutor, hipofosfito de sódio, para reduzir os íons destes metais de forma adequada nos EMs Cu ou Fe e onde se espera obter grande área superficial. Os EMs mistos preparados foram: Cu/Ni, Cu/Pd, Cu/Pt, Fe/Ni, Fe/Pd e Fe/Pt. A caracterização dos metais dos EMs mistos foi feita indiretamente por geração eletroquímica de hidrogênio (GH) de uma solução ácida e diretamente pelas técnicas de Difração de Raios X e Microscopia de Varredura Eletrônica (MEV). O processo de deposição metálica foi investigado por medidas de potencial de circuito aberto, realizadas durante a deposição dos metais nobres que indicou a ocorrência do processo de DME em alguns casos e DG (deposição galvânica) em outros. Devido a alguns resultados do processo de deposição metálica, foi estudado o mecanismo de catalise na deposição direta das partículas de níquel, paládio e platina pela redução química por hipofosfito dos íons correspondentes. Preparou-se EMs Ni, Pd e Pt por dois métodos: troca iônica/redução eletroquímica e troca iônica/redução química catalisada pelo filme. Estes foram caracterizados por GH e utilizando o ácido p-toluenossulfônico como modelo, estudos de espectroscopia na região UV/Vis. foram realizados. Estas medidas comprovaram a catálise, pois os EMs preparados por redução química apresentaram melhores resultados para a GH e as análises de UV/Vis. mostraram a forte ligação existente entre os grupos sulfonatos do polímero e os íons metálicos bivalentes, ligação essencial para ocorrer a catálise do filme. Verificou-se que as partículas dos metais nobres podiam estar sendo depositadas por DME ou por DG seguido de DME, mas que em todos os casos ocorria a deposição causada pela catálise do filme. A reatividade dos EMs mistos foi avaliada por um estudo cinético, onde HECs de alguns substratos orgânicos foram realizadas e acompanhadas por medidas de UV/Vis. durante as reações. Obteve-se a constante de velocidade (k) destas reações, as quais foram comparadas entre si e encontrou-se como o EM misto mais eficiente o Cu/Pt. As ks das reações deste EM foram comparadas com ks de outros EMs de Pt, já estudados em nossos laboratórios. / This thesis describes the preparation of new modified electrodes (MEs) using the method of noble metal particles deposition like nickel, palladium and platinum in the surface of commum metals particles as cooper and iron. This new electrodes were denominated mixed MEs, and can show different caractheristics and present higher efficiency than others already studied, being their principal application in electrocatalytic hydrogenation (ECH) of unsaturated organic substrates. The surface electrode were coated with the polymer poly-(ether allyl p-benzenesulfonic), an anionic film with good chemical and mechanic stability that can undergoes ion exchange of ions H+ by metallic cations. This film is prepared by anodic oxidation of the monomer using voltammetric cycles, producing a cation radical initiador of a chain reaction polymerization. Cooper and iron metals are incorporated in the polymer by ion exchange/ electrochemical reduction; the ME were dipped in saturated solution of cooper or iron salt to produce the ion exchange. The ions are then electrochemically reduced. The preparation of mixed MEs is carried out by electrolessly deposidated Ni, Pd or Pt. This methodology use NaH2PO2, to reduce the metal ions. This procedure deposits Ni, Pd and Pt in the surface of Cu or Fe MEs with an expected higher superficial area. The mixed Cu/Ni, Cu/Pd, Cu/Pt, Fe/Ni, Fe/Pd e Fe/Pt MEs were prepared. The characterization of the MEs metals was made indirectly by electrochemically hydrogen generation from an acid solution (HG) and directly by SEM-EDX and Ray X Diffraction analysis. The metallic deposition process was investigated by open circuit during the deposition of nobles metals that indicate the occurrence of electroless deposition (EMD) process in some cases or spontaneous displacement reaction (galvanic deposition - GD) in others. Despite the two mechanisms related above, a catalytic process would occur. To rut in evidence this third process Ni, Pd and Pt MEs were prepared by two methods: ion exchange/electrochemical reduction and ion exchange/chemical reduction catalyzed by the film. The resulting MEs were characterized by HG and spectroscopy in the UV/Vis. For this last analysis, p-toluenossulfonic acid was used as model and the results proved the catalytic mechanism. UV spectroscopy analysis showed strong bonds between the p-toluenossulfonic and the noble metal salts. So particles of noble metals can be deposited not only by EMD or GD but in all cases occur the deposition by film catalysis too. The reactivity of mixed MEs was done by kinetic study, where ECH of some organic substrates were carried out and monitored by UV/Vis spectroscopy. The constant rate (k) of the reactions was calculated and compared with the others mixed MEs. The ks of this ME were compared with the ks of other Pt MEs, already studied. The more reactive of them was the Cu/Pt ME.

Biomateriais para uso em implantes devem exibir propriedades como biocompatibilidade, biofuncionalidade e resistência à corrosão. O uso do titânio e suas ligas em aplicações biomédicas vem continuamente aumentando devido à sua maior taxa resistência-peso, superior biocompatibilidade e resistência à corrosão, boas propriedades mecânicas e baixo módulo de elasticidade quando comparado a outros materiais biomateriais metálicos como aço inox e ligas Co-Cr. Um importante aspecto para o sucesso de um implante é a utilização de materiais com módulo de elasticidade baixo, próximo ao do osso, pois estudos indicam que a transferência insuficiente de carga entre implante e osso pode resultar em reabsorção óssea e afrouxamento do implante, que é chamado efeito de blindagem de tensão (stress shielding effect). A liga ternária Ti13Nb13Zr apresenta em sua composição somente elementos considerados biocompatíveis, possui menor módulo de elasticidade que ligas Co-Cr, aço inox e Ti6Al4V, e superior resistência à corrosão. Neste trabalho foi estudado o efeito do teor de nióbio e zircônio nas propriedades mecânicas da liga ternária TiNbZr numa faixa de composições com quantidade de titânio constante em 74 %peso e teor de Nb e Zr variando entre 6 e 20 %peso, produzida por metalurgia do pó a partir de pós hidrogenados e método de mistura elementar, após diferentes condições de processamento e tratamentos térmicos. Os resultados de caracterização microestrutural obtidos por MEV e difração de raios X mostraram que o aumento do teor de Nb não produziu alterações significativas na fração volumétrica das fases e e, o aumento do teor de Zr proporcionou o aumento da fração de fase , favorecendo a formação da estrutura de Widmanstätten. O aumento dos teores de Nb e Zr produziram alterações nas microestruturas dos materiais que levaram ao aumento dos valores de módulo de elasticidade e dureza, e com aumento do teor de Zr houve aumento da susceptibilidade à corrosão. Nas condições de processamento utilizadas, a liga Ti13Nb13Zr apresentou as propriedades mecânicas e microestruturais mais indicadas para utilização como biomateriais. / Biomaterials for use in implants must be biocompatible, biofunctional and resistant to corrosion. Utilization of titanium and its alloys is continuously increasing due to their larger strength-weight ratio, superior biocompatibility e corrosion resistance, good mechanical properties and low elastic modulus when compared to other metallic biomaterials such as stainless steel and Co-Cr alloys. Using materials with low elastic modulus, close to bone values, is important to reduce stress shielding effect, which can cause implant loosening. Ti13Nb13Zr ternary alloy shows only elements considered biocompatible and has a lower elastic modulus than Co-Cr alloy, stainless steel and Ti6Al4V, and superior corrosion resistance. In this work TiNbZr alloy was prepared in different compositions, maintaining Ti content at 74%wt with Nb and Zr contents ranging amongst 6 and 20%wt, produced by powder metallurgy using different processing conditions and heat treatments. Characterization via SEM and X-Ray diffraction showed that the Nb increase didnt produce significant alterations on volume fraction of and phases in the material, and the increase in Zr content led to an increase in phase amounts and formation of Widmanstätten patterns. Nb and Zr content increasing produced microstructural modifications, leading to an increase in elastic modulus and hardness values, as well as corrosion susceptibility variations, where higher Zr contents leaded to a surface with less corrosion resistance. Amongst compositions and for the designed processing method, Ti13Nb13Zr presented the most indicated mechanical and microstructural properties for utilization as biomaterials.

Compreender a correlação entre as características de um catalisador particular e seu desempenho catalítico tem sido um dos principais objetos da pesquisa em catálise heterogênea a fim de usar esse conhecimento para o desenho racional de catalisadores mais ativos, seletivos e estáveis. A seletividade é um dos fatores mais importantes a ser controlado pelo desenho de catalisadores, podendo ser alcançada de diversas maneiras, levando-se em consideração mudanças do tipo estrutural, química, eletrônica, de composição, de cinética e de energia. O trabalho descrito nessa tese de doutorado compreende a síntese e caracterização de catalisadores compostos de nanopartículas de óxido de cobre, paládio e cobre-paládio e seu estudo em reações de hidrogenação e oxidação seletivas de hidrocarbonetos insaturados. Os catalisadores foram preparados através da deposição de nanopartículas dos metais cataliticamente ativos sobre suportes magneticamente recuperáveis compostos de nanopartículas de magnetita revestidas por sílica com superfícies funcionalizada com diferentes grupos orgânicos. A natureza magnética do suporte permitiu a fácil separação do catalisador do meio reacional pela simples aproximação de um ímã na parede do reator. O catalisador pôde ser completamente separado da fase líquida, fazendo com que a utilização de outros métodos de separação como filtração e centrifugação, comumente utilizados em sistemas heterogêneos líquidos, fossem completamente dispensados. Os catalisadores foram inicialmente testados em reações de hidrogenação de alquenos e alquinos. As reações de hidrogenação foram realizadas utilizando hidrogênio molecular como agente redutor, dispensando a utilização de agentes redutores mais agressivos. Os catalisadores compostos de NPs de Pd mostram excelente atividade e capacidade de reutilização na hidrogenação de cicloexeno, podendo ser utilizados em até 15 ciclos sem perda de atividade. Nas reações de hidrogenação de alquinos, os catalisadores que contêm cobre mostraram maior seletividade para a obtenção dos produtos de semi-hidrogenação, com destaque para o catalisador composto de NPs de CuPd, que não apresenta nem traços do produto de hidrogenação completa na amostra final. Esse catalisador bimetálico alia as características do paládio (elevada atividade) e do cobre (elevada seletividade) para fornecer um catalisador ativo e seletivo para a transformação desejada. Além disso, os grupos funcionais presentes na superfície do suporte catalítico mostraram influência na atividade e seletividade para a hidrogenação de alquenos e alquinos. Os catalisadores sintetizados também foram testados na reação de oxidação de cicloexeno e mostraram seletividade para a produção do composto carbonílico α,β-insaturado, cicloex-2-en-1-ona, que é um reagente de partida de grande interesse para a síntese de diversos materiais na indústria química. As reações de oxidação foram realizadas utilizando-se apenas O2 como oxidante primário, dispensando o uso de oxidantes tóxicos como cromatos, permanganatos ou compostos halogenados, que não são recomendados do ponto de vista ambiental. Os catalisadores sintetizados puderam ser reutilizados em sucessivos ciclos de oxidação, mostrando seletividade para a formação dos produtos alílicos em todos os ciclos. Os catalisadores foram estáveis sob as condições reacionais e não apresentaram problemas de lixiviação da espécie ativa para o meio reacional, que é comum na catálise heterogênea. Um estudo cinético mostrou que, mesmo no início da reação, o catalisador tem seletividade para a ocorrência de oxidação alílica em detrimento da reação de oxidação direta que dá origem ao epóxidos correspondente, e se mostrou condizente com o mecanismo proposto na literatura para a reação de oxidação de alquenos via radicalar. / Understanding the correlation between the characteristics of a particular catalyst and its catalytic performance has been the main goal in heterogeneous catalysis research in order to use this knowledge for the rational design of more active, selective, and stable catalysts. Selectivity is one of the most important factors to be controlled by catalyst design as it can be tuned in several ways such as by structural, chemical, electronic, compositional, kinetic and energy considerations. This PhD thesis describes the synthesis and characterization of catalysts composed of palladium, copper oxide and copper-palladium nanoparticles and their study for selective hydrogenation and oxidation reactions of unsaturated hydrocarbons. The catalysts were prepared by deposition of the catalytic active metal nanoparticles on magnetically recoverable supports comprised of magnetite and silica-coated magnetite functionalized with different organic groups. The magnetic nature of support allowed the easy separation of the catalyst from the reaction medium by the approximation of a magnet on the reactor wall. The catalyst could be completely separated from the liquid phase, making unnecessary further uses of other separation methods, e.g. as filtration and centrifugation, commonly used in heterogeneous systems. Catalysts were initially tested in hydrogenation reactions of alkenes and alkynes. The hydrogenation reactions were carried out using molecular hydrogen as reducing agent, eliminating the use of more aggressive reducing agents. The Pd NPs catalyst showed excellent activity and recyclability for up to 15 cycles of hydrogenation of cyclohexene without losing activity. In alkyne hydrogenation, the catalysts containing copper showed the highest selectivity to obtain the semi-hydrogenation products, especially the CuPd NP catalyst, which does not display any traces of the complete hydrogenated product. This bimetallic catalyst combines the best characteristics of palladium (high activity) and copper (high selectivity) to provide an active and selective catalyst for the desired transformation. The functional groups present on the support surface showed influence on the activity and selectivity for the hydrogenation of alkenes and alkynes. The synthesized catalysts were also tested in the cyclohexene oxidation reaction and showed selectivity for the carbonyl α,β-unsaturated compound, cyclohex-2-en-1-one, which is a starting material of great interest for the synthesis of various materials in the chemical industry. The oxidation reactions were carried out using only O2 and primary oxidant, eliminating the use of toxic oxidants such as permanganates and chromates, which are not recommended from an environmental point of view. The synthesized catalyst could be reused in successive oxidation cycles, showing selectivity for the formation of the allylic products in all cycles. The catalysts were stable under reaction conditions and there was no leaching of the active species in the reaction medium, a common problem in heterogeneous catalysis. A kinetic study showed that even at the beginning of the reaction the catalyst has selectivity for the occurrence of allylic oxidation at the expense of direct oxidation reaction that gives rise to the corresponding epoxide, which is consistent with the mechanism proposed in the literature for a radical-chain oxidation of olefins.

Orientador: Antonio José Gomez Cobo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-25T04:45:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ganzaroli_DaianaRezende_M.pdf: 2594677 bytes, checksum: 083b3d18fb22abe80176433b885c8c2a (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A hidrogenação de compostos aromáticos tem sido muito estudada devido à sua ampla gama de aplicações industriais, bem como às restrições ambientais impostas por diversos países. Nesse contexto, o presente trabalho tem o objetivo estudar os efeitos do pH de impregnação e da natureza do agente redutor sobre o desempenho de catalisadores de Ni e Ru suportados em ?-Al2O3, empregados na hidrogenação de tolueno em fase líquida. Para tanto, catalisadores foram preparados a partir de soluções aquosas dos precursores de NiCl3.6H2O e RuCl3.xH2O, através de impregnação úmida conduzida a pH constante entre 4 e 8. Durante a impregnação, catalisadores foram reduzidos a 353 K (80 ºC) em fase líquida, empregando-se formaldeído (H2CO) ou boroidreto de sódio (NaBH4) como agentes redutores. Os catalisadores de Ni e Ru também foram reduzidos sob fluxo de H2 a 773 e 573 K (500 e 300 ºC) respectivamente, após a impregnação úmida. O suporte foi caracterizado utilizando as técnicas de análise granulométrica, adsorção de N2 (método de B.E.T.) e titulação potenciométrica. As técnicas de MEV+EDX e XPS foram empregadas para determinar a composição química dos sólidos empregados, e a formação da fase ativa dos catalisadores foi estudada através de TPR. O desempenho dos catalisadores foi avaliado na reação de hidrogenação do tolueno em fase líquida, conduzida num reator Parr do tipo "slurry" à temperatura de 373 K (100 ºC) e sob pressão de H2 de 5 MPa (50 atm). Os resultados obtidos mostram que os catalisadores de Ru/Al2O3 são muito mais ativos que os catalisadores de Ni/Al2O3, sendo ainda seletivos para a obtenção do produto da hidrogenação parcial do tolueno (metilcicloexeno). A maior atividade dentre os catalisadores de Ni/Al2O3 é obtida para um pH de impregnação acima do ponto isoelétrico (pI) do suporte, igual a 6,2, utilizando-se o agente redutor H2CO. No caso dos catalisadores de Ru/Al2O3, o agente H2CO também leva às maiores atividades catalíticas, tendo-se o valor máximo para o pH igual ao pI do suporte. Já o maior rendimento de metilcicloexeno é obtido para o pH igual a 4. Os comportamentos catalíticos observados são analisados e discutidos à luz dos resultados da caracterização dos sólidos e da literatura técnica especializada / Abstract: The hydrogenation of aromatic compounds has been studied due to the wide range of industrial applications, as well as to environmental restrictions imposed by several countries. In this context, the present work aims to study the effects of the impregnation pH and the nature of the reducing agent on the performance of Ni and Ru catalysts supported on ?-Al2O3, employed for toluene hydrogenation in liquid phase. For this, catalysts were prepared from aqueous solution of NiCl3.6H2O and RuCl3.xH2O precursors by wet impregnation, conduced at constant pH between 4 and 8. During impregnation, catalysts were reduced at 353 K (80 ºC) in liquid phase, using formaldehyde (H2CO) or sodium borohydride (NaBH4) as reducing agents. The Ni and Ru catalysts were also reduced under H2 flow at 773 and 573 K (500 and 300 °C) respectively, after the wet impregnation. The support was characterized using the techniques of particle size, N2 adsorption (B.E.T. method) and potentiometric titration. The techniques of SEM+EDX and XPS were used to determine the chemical composition of the employed solids, and the formation of the catalysts active phase was studied by TPR. The catalysts performance were evaluated for toluene hydrogenation reaction in the liquid phase, carried out in a Parr reactor of the slurry type at the temperature of 373 K (100 ° C) and under H2 pressure of 5 MPa (50 atm). The results show that Ru/Al2O3 catalysts are much more active than the Ni/Al2O3 catalysts, and even selective for obtaining the product of the partial hydrogenation of toluene (methylcyclohexene). The highest activity among the Ni/Al2O3 catalysts is obtained by impregnation at pH above of the isoelectric point (pI) of the support, equal to 6.2, using the reducing agent H2CO. In the case of the Ru/Al2O3 catalysts, the H2CO agent also leads to higher catalytic activities, having a maximum value at pH equal to the support pI. However, the highest yield of methylcyclohexene is obtained at pH 4. The observed catalytic behaviors are analyzed and discussed in the light of the results of the characterization of solids and specialized technical literature / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestra em Engenharia Química

Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-07-13T11:18:09Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 517060 bytes, checksum: b42b6bfa52dfb781c464c1b3db30d2c2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-13T11:18:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 517060 bytes, checksum: b42b6bfa52dfb781c464c1b3db30d2c2 (MD5) Previous issue date: 2004-02-27 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Cinco experimentos foram conduzidos para avaliar as possíveis interações entre a adição de monensina sódica e óleo de soja e as possíveis interações entre diferentes fontes de carboidratos e óleo de soja na dieta de vacas lactantes sobre o consumo, parâmetros digestivos e ruminais, a produção de leite e sua composição, o perfil de ácidos graxos e o conteúdo de ácido linoléico conjugado (CLA) na gordura do leite. No primeiro trabalho, foram utilizadas quatro vacas lactantes, multíparas, fistuladas no rúmen, distribuídas em um delineamento em um quadrado latino (4x4) para avaliar os efeitos da combinação de óleo de soja e monensina sobre o consumo, a digestibilidade total e parcial dos nutrientes, os parâmetros ruminais e a síntese microbiana. Os tratamentos consistiram de um tratamento controle (CT); com a adição de monensina a 33 ppm (MN); dieta com 4% de óleo de soja (OL) e a combinação de óleo e monensina (OM). A digestibilidade total de nutrientes não foi afetada pelos tratamentos, mas a digestibilidade ruminal da FDN foi similar na presença de óleo e na presença de monensina, mas foi reduzida na combinação dos dois. O pH, a eficiência de síntese microbiana e o total de AGV do líquido ruminal foram similares entre os tratamentos. Observou-se interação para a concentração de N-NH 3 , sendo a concentração de N-NH 3 reduzida na presença de óleo. A proporção de acetato foi reduzida tanto na presença de óleo, como na presença de monensina, mas em diferentes magnitudes, assim como na combinação dos dois. O propionato aumentou com monensina e com óleo, e butirato diminuiu com óleo. A relação acetato:propionato foi reduzida tanto na presença de óleo, como na presença de monensina. A síntese de proteína microbiana foi reduzida na presença de óleo e ainda mais quando associado a monensina. Os mesmos tratamentos foram utilizados em um segundo experimento para verificar seus efeitos sobre a produção e composição do leite, sendo utilizadas 12 vacas lactantes, dispostas em três quadrados latinos (4x4). O consumo de matéria seca foi reduzido na presença de óleo (19,3 vs 17,1 kg/dia) e de monensina (18,8 vs 17,6 kg/dia), embora não tenha sido verificada interação significativa, a combinação de óleo e monensina reduziram o consumo em 20% em relação ao CT. O consumo de FDN e a síntese microbiana não foram influenciados por óleo ou por monensina, entretanto, o tratamento OM apresentou redução numérica da ordem de 23% em relação a CT para a produção de nitrogênio microbiano. As únicas interações observadas foram para o pH ruminal e produção de leite. Na ausência de óleo, monensina não alterou a produção de leite (25,8 kg/dia), diminuiu na presença de óleo (24,0 kg/dia), mas esta redução foi ainda maior na combinação óleo e monensina (23,2 kg/dia). Tanto óleo como monensina diminuíram os teores de gordura (3,41 vs 2,86% e 3,35 vs 2,92%), sua produção (0,876 vs 0,718 kg/dia e 0,834 vs 0,718 kg/dia), e a produção de proteína (0,764 vs 0,707 kg/dia e 0,746 vs 0,723 kg/dia). Em função da alteração da composição do leite, a concentração de energia no leite foi menor na presença de monensina ou na presença de óleo. A monensina aumentou em 6,5% a eficiência alimentar e a combinação de óleo e monensina, em 8,5%. No terceiro trabalho, o leite de um dos quadrados latinos acima citados foi analisado por cromatografia gasosa para avaliar o efeito dos tratamentos sobre o perfil de ácidos graxos e seu teor de CLA. Não foi verificada interação entre óleo de soja e monensina para a maioria dos ácidos graxos (AG) avaliados. A monensina não influenciou os AG de cadeia curta (AGCC), cadeia média (AGCM) ou cadeia longa (AGCL), mas a presença de óleo reduziu os AGCC (10,5 vs 6,81 g/100 g) e AGCM (52,6 vs 35,2 g/100 g) e aumentou os AGCL (34,03 vs 54,90 g/100 g). A monensina aumentou os AG insaturados, monoinsaturados e poliinsaturados em 8,1, 4,2 e 32,7%, respectivamente. O óleo apresentou maior impacto sobre estes AG, aumentando-os 41%, em média. Todos os isômeros trans-C 18:1 foram aumentados tanto pelo óleo como pela monensina (43,7 e 42,8%), exceto o trans-11 C 18:1 , que não foi influenciado pelos tratamentos. Observou-se interação para os AG trans-6-8 C18:1 e trans-10 C 18:1 , onde as concentrações destes AG foram aumentadas tanto pelo óleo como pela monensina, mas a combinação destes indicou efeito aditivo. O teor de gordura do leite correlacionou-se negativamente com a concentração de trans-10 C 18:1 (r=-0,7239; P=0,0015). Embora com diferenças numéricas (0,54 vs 0,80 g/100 g), o CLA cis-9 trans-11 C 18:2 não foi influenciado pelos tratamentos, e a atividade da ∆ 9 - desaturase foi reduzida pelo óleo. Um quarto trabalho foi realizado utilizando-se 12 vacas lactantes holandês cruzadas, em quatro quadrados latinos 3x3, avaliando-se os efeitos sobre o consumo, produção de leite e composição do leite de dietas formuladas com diferentes fontes de carboidratos no concentrado, associadas ou não à suplementação com óleo de soja. Os tratamentos consistiram de concentrados formulados com milho como fonte energética (MI), ou sua total substituição por farelo de trigo (FT) ou polpa cítrica (PC), estando associados ou não à inclusão de óleo de soja no concentrado (0 e 2,25%). O consumo de matéria seca (18,4 kg/dia) e a produção de leite (23,5 kg/dia) não diferiram entre MI, FT ou PC, mas as dietas com FT proporcionaram maior consumo de FDN e menor digestibilidade aparente total deste nutriente. As dietas com FT também apresentaram menor digestibilidade da MO, FDN e CHOT e menor teor de lactose. A síntese microbiana não foi influenciada pela fonte de carboidrato ou pelo óleo, sendo em média, de 239,4 g N/dia. Os animais das dietas contendo óleo apresentaram menor consumo de matéria seca (19,0 vs 17,8 kg/dia), menor teor de lactose (4,49 vs 4,33%) e gordura no leite (3,34 vs 3,13%), mas não diferiram na produção de leite, no teor de proteína, digestibilidade dos nutrientes e síntese microbiana. A presença de óleo proporcionou maior eficiência alimentar (1,23 vs 1,35) e aumentou a relação proteína:gordura do leite (0,94 vs 1,00). Os efeitos destes tratamentos sobre o perfil de ácidos graxos e seu teor de CLA foram avaliados em um quinto trabalho. Não foi verificada interação significativa (P>0,05) entre a presença de óleo e a fonte de carboidratos em qualquer variável avaliada, com exceção das concentrações de trans-10 C 18:1 e a proporção de trans-10 C 18:1 e trans-11 C 18:1 nos totais trans- C 18:1 do leite. A fonte de carboidrato utilizada não influenciou o perfil de ácidos graxos do leite ou o teor de CLA. A inclusão de óleo de soja aumentou a insaturação do leite em 35% e reduziu os AG saturados em 14%, principalmente sobre os AGCC (9,66 vs 7,59 g/100 g) e os AGCM (51,80 vs 40,86 g/100 g). O óleo aumentou os AGCL (32,17 vs 46,47 g/100 g), principalmente C 18:0 (13,63 vs 9,44 g/100 g), C 18:1 (20,28 vs 29,74 g/100 g) e C 18:2 (2,16 vs 2,92 g/100 g). A concentração de CLA cis-9 trans-11 C 18:2 foi aumentada em 230% (0,46 vs 1,06 g/100 g) na presença de óleo. A concentração dos AG cis e trans-C 18:1 . também foi aumentada, e trans-11 C 18:1 foi o principal isômero trans, embora trans-10 C 18:1 tenha se elevado de 0,28 para 1,11 g/100 na presença de óleo, sendo dependente da fonte de carboidrato. Os resultados indicam que a combinação de óleo e monensina atuam sobre a mesma população microbiana e a sensibilidade à ação da monensina é aumentada na presença de óleo. A redução no consumo pela menor digestibilidade ruminal da FDN não justifica, sozinha, a redução no consumo nas dietas com óleo, sugerindo que fatores metabólicos estejam associados. A combinação de óleo de soja e monensina agem de forma aditiva ao diminuir a produção de leite. O óleo de soja permite aumentar a insaturação do leite e reduzir os ácidos graxos saturados, assim como a monensina, porém em menor magnitude. Enquanto o óleo aumentou a concentração dos totais do CLA, o CLA cis-9 trans-11 C 18:2 não foi influenciado pelos tratamentos, sugerindo uma inibição da ∆ 9 -desaturase. Óleo e monensina alteram a população microbiana, fazendo com que a rota da bio- hidrogenação forme mais trans-10 C 18:1 e acumule trans-C 18:1 .no rúmen. MI, PC ou FT podem ser utilizados como principal fonte de carboidratos no concentrado de vacas lactantes, não influenciando a produção, a composição e o perfil de ácidos graxos do leite. Quando óleo está presente, aumenta-se a insaturação e o conteúdo de CLA. A utilização de PC combinada com óleo de soja permite um ambiente ruminal mais apropriado para a formação de trans-10 C 18:1 . / Five experiments were conducted to evaluate the possible interactions between monensin and soybean oil and the possible interactions between carbohydrates sources and soybean oil in diet of lactating dairy cows on intake, digestive and ruminal parameters, milk production and composition, fatty acids profile and CLA in the milk fat. In the first work, four rumen cannulated lactating dairy cows were used in a Latin Square design (4x4), to evaluate the effects of soybean oil and monensin combination in the diet on the intake, total and partial digestibility of nutrients, ruminal parameters and microbial synthesis. The treatments consisted of a control treatment (CT); monensin addition at 33 ppm (MN); soybean oil at 4% (OL) and oil and monensin combination (OM). The total digestibility of nutrients was not affected by the treatments, but the rumen digestibility of NDF was reduced in oil and monensin combination. Rumen pH, efficiency of microbial synthesis and total VFA of rumen liquor were similar among treatments. Interaction was observed for N-NH 3 concentration, being the concentration of N-NH 3 reduced in the oil and monensin treatments. Acetate proportion was reduced in the oil, monensin, and oil plus monensin treatments, but in different magnitudes. Propionate increased with monensin and with oil, and butirate decreased with oil. xiiiAcetate: propionate ratio was reduced so much in oil presence and in monensin treatments. The synthesis of microbial protein was reduced in the oil and more strongly when associated with monensin. The same treatments were used in a second work to verify their effects on milk production and milk composition, being used 12 lactating dairy cows, disposed in three Latin squares (4x4). Dry matter intake was reduced in the oil (19.3 vs 17.1 kg/day) and monensin (18.8 vs 17.6 kg/day) diets. Although without significant interaction, oil and monensin combination reduced dry matter intake (DMI) in 20% compared with CT. NDF intake and the microbial synthesis were not influenced by oil or by monensin, however, OM treatment presented numeric reduction of 23% compared with CT for microbial nitrogen production. The only observed interactions were verified with ruminal pH and milk production. Milk production was not affected by monensina when oil was not present (25.8 kg/day). Milk production decreased in the presence oil (24.0 kg/day), but this reduction was still larger in oil and monensin combination (23.2 kg/day). Both oil and monensin reduced fat percentage (3.41 vs 2.86% and 3.35 vs 2.92%), fat production (0.876 vs 0.718 kg/day and 0.834 vs 0.718 kg/day), and protein production (0.764 vs 0.707 kg/day and 0.746 vs 0.723 kg/day. Food efficiency was increased by monensin in 6.5% and in the oil plus and monensin, in 8.5%. In the third work, milk samples of one of the above mentioned Latin Squares was analyzed by gas chromatography to evaluate the effect of treatments on the fatty acids profile and CLA content. No interaction was observed between soybean oil and monensin for most fatty acids (FA) evaluated. Monensin didn't influence short chain FA (SCFA), medium chain (MCFA) or long chain (LCFA), but oil reduced SCFA (10.5 vs 6.81 g/100 g) and MCFA (52.6 vs 35.2 g/100 g) and increased LCFA (34.03 vs 54.90 g/100 g). Monensin increased unsaturated, monounsaturated and polyunsaturated FA in 8.1, 4.2 and 32.7%, respectively. The oil presented larger impact on these FA, increasing them 41%, on average. All trans-C 18:1 isomers were increased either by soybean oil or monensin (43.7 and 42.8%), except trans-11 C 18:1 that was not influenced by treatments. Interaction was observed for FA trans-6-8 C 18:1 and trans-10 C 18:1 , where the concentrations of these FA were increased so much by soybean oil and by monensin, but the combination of these indicated addictive effect. Milk fat was negatively correlated with trans-10 C 18:1 concentration (r=-0.7239; P=0.0015). Away of numeric differences (0.54 vs 0.80 g/100 g), the CLA cis-9 trans-11 C 18:2 was not influenced by treatments, and ∆ 9 -desaturase activity was reduced by oil. A fourth work was accomplished being used 12 lactating dairy cows, in three Latin Squares (4x4), xivbeing evaluate the effects on intake, milk production and milk composition of diets formulated with different carbohydrates sources in the concentrate, associated or not whit supplementation with soybean oil. The treatments consisted of concentrate formulated with corn as energy source (MI), or it total substitution for wheat bran (FT) or citrus pulp (PC), being associated or not with soybean oil inclusion in the concentrate (0 and 2.25%). Dry matter intake (18.4 kg/day) and milk production (23.5 kg/day) didn't differ among MI, FT or PC, but the diets with FT provided larger NDF intake and smaller total apparent digestibility of this nutrient. The diets with FT also presented smaller digestibility of the organic matter, NDF and CHOT and reduced milk lactose content. The microbial synthesis was not influenced by the source of carbohydrate or soybean oil, being on average, 239.4 g N/day. The animals fed diets containing oil presented smaller dry matter intake (19.0 vs 17.8 kg/day), smaller milk lactose (4.49 vs 4.33%) and milk fat content (3.34 vs 3.13%), but they didn't differ in milk production, in protein content, in nutrient digestibility and microbial synthesis. Soybean oil provided larger feed efficiency (1.23 vs 1.35) and increased protein: fat relation (0.94 vs 1,00). The effects of these treatments on fatty acids profile and CLA content were appraised in a fifth work. Significant interaction was not verified among soybean oil and carbohydrate source in any appraised variable, except for trans-10 C 18:1 concentration. CLA content and fatty acids profile were not influenced by carbohydrate source. Soybean oil increased milk unsaturation in 35% and it reduced saturated FA in 14%, mainly on SCFA (9.66 vs 7.59 g/100 g) and MCFA (51.80 vs 40.86 g/100 g). Soybean oil increased LCFA (32.17 vs 46.47 g/100 g), mainly C 18:0 (13.63 vs 9.44 g/100 g), C 18:1 (20.28 vs 29.74 g/100 g) and C 18:2 (2.16 vs 2.92 g/100 g). CLA cis-9 trans-11 C 18:2 concentrations were increased in 230% (0.46 vs 1.06 g/100 g) in soybean oil diet. FA cis and trans-C 18:1 concentrations it were also increased, and trans-11 C 18:1 was the principal isomer trans, although trans-10 C 18:1 has increase from 0.28 up to 1.11 g/100 g in the presence of oil, depending also on the carbohydrate source. These results indicate that the oil and monensin combination act upon the same microbial population and that the sensibility to the action of monensin is increased in the oil presence. The reduction in the consumption due a decreased digestibility ruminal of NDF doesn't justify, alone, the reduction in the consumption of the diets containing oil, suggesting some metabolic factors maybe associated. The combination of soybean oil and monensin act in a synergic way reducing milk production. The soybean oil caused increased milk fat unsaturation and reduced saturated fatty acids, as well as monensin, xvhowever, whit effects had smaller magnitude. Notwithstanding that, soybean oil increased the total CLA concentration, CLA cis-9 trans-11 C 18:2 was not influenced by treatments, suggesting an inhibition of ∆ 9 -desaturase. Soybean oil and monensin did alter the microbial population, probably determining that doing with that the biohydrogenation routes form more trans-10 C 18:1 and more trans-C 18:1 were accumulated in the rumen. MI, PC or FT can be used as main carbohydrate sources in concentrates for lactating dairy cows, not influencing milk production, milk composition and the fatty acids profile of milk fat. When soybean oil is present in the diet, it increases milk fat unsaturation and CLA content. PC combined with soybean oil allows a rumen ambient more appropriate for the formation of trans-11 C 18:1 .

Orientador: Antonio José Gomez Cobo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-24T13:34:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Suppino_RaphaelSoeiro_D.pdf: 5206972 bytes, checksum: 371cc5a8b519d6d7c42de22340b60b7f (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A hidrogenação de compostos aromáticos é uma reação química de grande interesse industrial. Diante das crescentes restrições à presença desses compostos em combustíveis, a hidrodesaromatização catalítica é um dos processos mais importantes nas refinarias. Nesse contexto, o presente trabalho tem por objetivo estudar a hidrogenação de compostos aromáticos em fase líquida, empregando catalisadores à base de metais básicos (Fe, Co, Ni) e nobres (Ru, Pd, Pt) suportados em Al2O3 via impregnação úmida. Especificamente, buscou-se avaliar a influência da composição química, da redução sob H2 e do reuso de tais catalisadores sobre o desempenho catalítico. Catalisadores mono e bimetálicos foram preparados a partir de precursores clorados, através de coimpregnação úmida conduzida a 353 K (80 oC) e pH igual a 10. Durante a impregnação úmida, os sólidos foram reduzidos em fase líquida com formaldeído, sendo posteriormente reduzidos ex situ ou in situ sob H2. Os sólidos preparados foram caracterizados através das técnicas de titulação potenciométrica, adsorção de N2, espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X, microscopia eletrônica (varredura e transmissão) e redução à temperatura programada. O desempenho dos catalisadores foi avaliado na hidrogenação do tolueno e de uma mistura de aromáticos. As reações foram realizadas num reator Parr do tipo slurry, sob pressão de H2 de 5 MPa (50 atm) e à temperatura de 373 K (100 oC), com a adição de água e de solventes ao meio reacional. Na hidrogenação do tolueno, os catalisadores à base de Ru são muito mais ativos e seletivos ao produto da hidrogenação parcial (metilcicloexeno). O efeito da redução sob H2 sobre a atividade catalítica se mostra dependente da natureza do metal básico, enquanto os catalisadores à base de metais nobres têm a atividade diminuída. A adição de metal básico ao catalisador de Ru/Al2O3 também leva a uma diminuição da atividade, mas um efeito sinergético é obtido com a associação Ru-Pt. Para a mistura de aromáticos, a taxa de hidrogenação com o catalisador de Ru-Pt/Al2O3 segue a ordem: benzeno > tolueno > o-xileno > p-xileno. Nesse caso, a adição de solventes ao meio reacional e o reuso do catalisador diminuem a taxa de hidrogenação do benzeno e do tolueno, favorecendo a hidrogenação dos xilenos / Abstract: The hydrogenation of aromatic compounds is a chemical reaction of major industrial interest. Given the increasing restrictions on the presence of these compounds in fuels, the catalytic hydrodearomatization is one of the most important processes in refineries. In this context, the present work aims to study the hydrogenation of aromatic compounds in liquid phase employing catalysts based on base metals (Fe, Co, Ni) and noble metals (Ru, Pd, Pt) supported on Al2O3 by wet impregnation. Specifically, one has sought to evaluate the influence of the chemical composition, H2 reduction and reuse of the solids on its catalytic performances. Mono and bimetallic catalysts were prepared from chlorinated precursors by wet co-impregnation conducted at 353 K (80 °C) and pH of 10. During the wet impregnation, the solids were reduced with formaldehyde in liquid phase and subsequently reduced in situ or ex situ under H2. The prepared solids were characterized by potentiometric titration, N2 adsorption, X-ray photoelectron spectroscopy, scanning and transmission electron microscopy and temperature programmed reduction. Catalysts performances were evaluated for toluene and aromatics mixture hydrogenations. The reactions were performed in a "slurry" Parr reactor under H2 pressure of 5 MPa (50 atm) and at a temperature of 373 K (100 °C) with the addition of water and solvents to the multiphase reaction medium. For toluene hydrogenation, Ru-based catalysts are much more active and selective to the product of the partial hydrogenation (methylcyclohexene). The effect of H2 reduction on the catalytic activity is shown dependent on the nature of the base metal, while the noble metal catalysts have decreases its activities. The addition of base metal to the Ru/Al2O3 catalysts also leads to a decrease in activity, but a synergetic effect is obtained with the Pt-Ru association. For the aromatics mixture hydrogenation, the reaction rate to Ru-Pt/Al2O3 catalyst follows the order: benzene > toluene > o-xylene > p-xylene. In this case, the addition of solvents to the reaction medium, as well as the reuse of the catalyst decreases the benzene and toluene hydrogenation rates, favoring the xylenes hydrogenation / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química