Submitted by Maria Aparecida (cidazen@gmail.com) on 2017-04-04T13:23:13Z No. of bitstreams: 1 AleffCruzdeCastro.pdf: 1452660 bytes, checksum: 8c8c4baa89c5a3373105fcb0cd29e65c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-04T13:23:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AleffCruzdeCastro.pdf: 1452660 bytes, checksum: 8c8c4baa89c5a3373105fcb0cd29e65c (MD5) Previous issue date: 2017-03-06 / CNPq, FAPEMA, CAPES, FSADU / Zeolites are microporous inorganic materials with a variety of applications in several areas of science and engineering. Their physical and chemical properties are attributed to the large internal surface area, and the chemical and hydrothermal stability, which are induced by the existence of well defined channels and/or cavities. These structural characteristics promote the use of zeolites as catalysts, molecular sieves, ion exchangers and, more recently, as electrochemical sensors. Taking in consideration these premises, this work describes the development of an electrochemical sensor obtained from the modification of the polyurethane graphite composite electrode with NiAlPO-5, a nickel-modified AFI aluminophosphate, and its application for determination of Cu2+ in ethanol biofuel. The synthesis of the aluminophosphates were conducted by the hydrothermal method and the obtained materials were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, 31P nuclear magnetic resonance and UV-Vis and infrared spectroscopy. After synthesis and characterization, materials were used as modifiers (10%) in GPU electrodes in order to compare the performance of the unmodified and modified electrodes by Square Wave Anodic Stripping Voltammetry. The results showed that the incorporation of Ni to the material structure promotes an improvement in the electrical properties and analytical properties of the electrode. The analytical response of the sensor in the copper ion determination showed that the NiAlPO-5 electrode is more sensitive in terms of peak current than the electrolyte based on AlPO-5 only. The best response was obtained with the Ni/Al ratio of 0.5 on the NiAlPO-5 sensor. The experimental conditions of potential and deposition time, pulse amplitude, step potential, frequency and pH were optimized in an electrochemical cell containing 2 mL of ethanol, 8 mL of HCl 0.1 mol L-1 and Cu2+ concentration of 2.5×10-7 mol L-1. GPU/NiAlPO-5 modified sensor was then evaluated for electroanalytical determination of Cu2+ in ethanol biofuel samples presenting a linear response for Cu2+. Good results were obtained for the limit of detection (9.44×10-9 mol L-1), accuracy (recovery of 115%) and precision (RSD of 5.92%). / As zeólitas são materiais inorgânicos microporosos que apresentam uma grande variedade de aplicações em diversas áreas das ciências e engenharias. Suas propriedades físicas e químicas são atribuídas à grande área superficial interna e à estabilidade química e hidrotérmica, as quais são induzidas pela existência de canais e/ou cavidades bem definidos, tornando possível a sua utilização como catalisadores, peneiras moleculares, trocadores iônicos e, mais recentemente, como sensores eletroquímicos. Com base nisto, este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sensor eletroquímico obtido a partir da modificação do eletrodo compósito de grafite poliuretana com NiAlPO-5, um aluminofosfato de estrutura AFI modificado com níquel, e sua aplicação na determinação de Cu2+ em amostras de etanol combustível. Os aluminofosfatos foram sintetizados através do método hidrotérmico e caracterizados por difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura, ressonância magnética nuclear de 31P e espectroscopia de UV-Vis e de infravermelho. Os materiais obtidos foram, então, utilizados como modificadores na proporção de 10% em eletrodos GPU, a fim de realizar-se uma comparação entre os eletrodos sem modificação e modificados com AlPO-5 e NiAlPO-5 mediante a utilização da técnica de voltametria de redissolução anódica com varredura de onda quadrada e o método de adição padrão. Os resultados mostraram que a incorporação do Ni à estrutura do material promove uma melhora nas propriedades elétricas e analíticas do eletrodo. A resposta analítica do sensor na determinação do íon Cu2+, mostrou que o eletrodo NiAlPO-5 é mais sensível, em termos de corrente de pico, que o eletrodo baseado apenas em AlPO-5. A melhor resposta foi obtida com a razão Ni/Al de 0,5 no sensor NiAlPO-5. As condições experimentais, potencial e tempo de deposição, amplitude de pulso, potencial de escada, frequência e pH foram otimizadas em uma célula eletroquímica contendo 2 mL de etanol, 8 mL de HCl 0,1 mol L-1 e uma concentração de Cu2+ de 2,5×10-7 mol L-1. O sensor modificado com NiAlPO-5 foi então avaliado para determinação eletroanalítica de Cu2+ em amostras de etanol combustível apresentando resposta linear para Cu2+. Bons resultados foram obtidos para o limite de detecção (9,44×10-9 mol L-1), limite de quantificação (3,15 x10-8 mol L-1), recuperação (115%) e precisão (5,92%).

Submitted by Liliane Ferreira (ljuvencia30@gmail.com) on 2018-04-26T10:56:51Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Andreia Cristina Fonseca Alves - 2018.pdf: 2077715 bytes, checksum: 014c09b110640921afd1122a8c288520 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-04-26T11:17:44Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Andreia Cristina Fonseca Alves - 2018.pdf: 2077715 bytes, checksum: 014c09b110640921afd1122a8c288520 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-26T11:17:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Andreia Cristina Fonseca Alves - 2018.pdf: 2077715 bytes, checksum: 014c09b110640921afd1122a8c288520 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-02-26 / Bisphenol-A (BPA) is an emerging pollutant potentially capable of interfering with the endocrine system of living things. Employed mainly in the industry, in the production of resins, packaging and polycarbonate monomers, its main sources in the environment are effluent discharges. Since the conventional treatment systems used in Brazil can’t remove a series of pollutants, the use of activated carbon is one of the alternatives fairly used for this purpose. Its production from alternative materials is becoming more and more frequent, as agroindustrial wastes, object of numerous studies of the production of activated carbon. The coffee grounds are one of these residues that has been used generating good carbonaceous adsorbents. Thus, the objective of this work was to evaluate the efficiency of the activated carbon produced from the coffee grounds, in the adsorption of BPA in aqueous medium. Water vapor (CAH), KOH (CAK), K2CO3 (CAKC) and ZnCl2 (CAZn) were used as the activating agente characterized by analysis of X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared (FTIR), N2 adsorption and desorption, elemental composition (CHNS-O) and determination of zero charge potential. For the selection of the best coal, a preliminary adsorption test was carried out with the adsorbents produced, with the coffee grounds and a commercial coal for comparative purposes. The effect of the initial pH of the solution was also evaluated. The kinetic adsorption studies at the concentrations of 5, 20 and 30 mg/L of BPA were adjusted to the pseudo-firstorder and pseudo-second order models. The nature of the process was studied by the Langmuir and Freundlich isotherm models. Among the developed coals, the CAK and CAKC presented low production yield and were not submitted to the adsorption tests. The CHNS-O, XRD, FTIR and N2 adsorption/desorption analyzes of CAH and CAZn generated results close to those reported in the literature. In terms of specific surface area, the CAH proved to be out of the expected. The CAZn had an area of 1,038.51 m²/g. Of the materials tested, the CAH didn’t present adsorptive capacity, while the CAZn was the one with the best performance, with little variation in efficiency when the pH of the medium changed. The use of coffee grounds as bioadsorbent wasn’t promising, being 86 percentage points below the efficiency of CAZn. Adsorption kinetics revealed a relatively slow process at the concentrations studied, reaching equilibrium after 720 minutes. The kinetic data for the three systems presented a fractional order close to 2, thus indicating a better fit for the pseudo-second order model. The equilibrium data were better adjusted to the Langmuir model, assuming that the CAZn has a homogeneous surface with adsorption occurring in monolayer. The maximum adsorption capacity of BPA according to the same model was 123.22 mg/g. The results showed that CAZn can be considered a promising promoter in the removal of BPA, indicating coffee grounds as an alternative raw material for the production of activated carbon with the potential to remove emerging pollutants such as BPA in water. / O Bisfenol-A (BPA) é um poluente emergente potencialmente capaz de interferir no sistema endócrino dos seres vivos. Empregado principalmente na indústria, na produção de resinas, embalagens e monômeros de policarbonato, suas principais fontes no meio ambiente são as descargas de efluentes. Uma vez que os sistemas de tratamento convencionais empregados no Brasil não conseguem remover uma série de poluentes, o uso de carvão ativado é uma das alternativas bastante empregada para esta finalidade. Sua produção a partir de materiais alternativos vem-se tornando cada vez mais frequente, como resíduos agroindustriais, objeto de inúmeros estudos de produção de carvão ativado. A borra de café é um destes resíduos que vem sendo utilizado gerando adsorventes carbonáceos de bons desempenhos. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência do carvão ativado produzido da borra de café, na adsorção de BPA em meio aquoso. Foram utilizados como agente ativante vapor d’água (CAH), KOH (CAK), K2CO3 (CAKC) e ZnCl2 (CAZn), caracterizados por análises de difratometria de raios X (DRX) e de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), adsorção e dessorção de N2, composição elementar (CHNS-O) e determinação do potencial de carga zero. Para seleção do melhor carvão, um ensaio preliminar de adsorção foi realizado com os adsorventes produzidos, com a borra de café e um carvão comercial para fins comparativos. O efeito do pH inicial da solução também foi avaliado. Os estudos cinéticos de adsorção nas concentrações de 5, 20 e 30 mg/L de BPA foram ajustados os modelos de pseudo-primeira ordem e pseudo-segunda ordem. A natureza do processo foi estudada pelos modelos de isoterma de Langmuir e Freundlich. Dentre os carvões desenvolvidos, o CAK e CAKC apresentaram baixo rendimento de produção, não sendo então submetidos aos ensaios de adsorção. As análises CHNS-O, DRX, FTIR e adsorção/desorção de N2 do CAH e CAZn geraram resultados próximos aos relatados na literatura. Em termos de área superficial específica, o CAH mostrou-se fora do esperado. Já o CAZn apresentou uma área de 1.038,51 m²/g. Dos materiais testados, o CAH não apresentou capacidade adsortiva enquanto que o CAZn foi o de melhor desempenho, com pouca variação na eficiência quando alterado o pH do meio. O emprego da borra de café como bioadsorvente não foi promissor, ficando 86 pontos percentuais abaixo da eficiência do CAZn. A cinética de adsorção revelou um processo relativamente lento para as concentrações estudadas, atingindo o equilíbrio após 720 minutos. Os dados cinéticos, para os três sistemas, apresentaram ordem fracionária próxima de 2, indicando assim um melhor ajuste pelo modelo de pseudo-segunda ordem. Os dados de equilíbrio foram melhores ajustados ao modelo de Langmuir, pressupondo que o CAZn possui uma superfície homogênea com a adsorção ocorrendo em monocamada. A capacidade máxima de adsorção de BPA segundo o mesmo modelo foi de 123,22 mg/g. Os resultados mostraram que o CAZn pode ser considerado um adorvente promissor na remoção de BPA, indicando a borra de café como uma matéria-prima alternativa para produção de carvão ativado com potencial de remoção de poluentes emergentes, como o BPA, em água.

Numerosos procesos en la industria química fina, consistentes en reacciones orgánicas en fase líquida, utilizan sales o complejos de metales de trasición como catalizadores ácidos de Lewis homogéneos por la capacidad de coordinación de los metales en disolución con los consiguientes problemas en la recuperación de productos, siendo el uso de catalizadores sólidos una ventaja operativa. Se pueden obtener catalizadores sólidos ácidos de Lewis potencialmente activos y selectivos en reacciones ácido-.base típicas, y también en procesos de tipo redox, mediante la incorporación de especies metálicas con vacantes en su entorno de coordinación en matrices inorgánicas adecuadamente seleccionadas. En esta tesis doctoral se han desarrollado una serie de catalizadores sólidos del tipo ácidos de Lewis en los que los centros metálicos activos están aislados y homogéneamente distribuidos ("single site catalysts"). La acidez de Lewis de estos catalizadores nos ha permitiido llevar a cabo un amplio espectro de reacciones de oxidación, que van desde las epoxidaciones de olefinas a las oxidaciones del tipo MPV-O, pasando por la oxidación de sulfuros a sulfonas. En todos los casos se ha intentado profundizar en el conocimiento de la reacciones y dilucidar las interacciones físico-químicas de los reactiivos con el catalizador para cada uno de los diferentes casos estudiados, para luego extrapolar el conocimiento adquirido a procesos de interés industrial, con el próposito de aportar soluciones a problemas existentes en el área de la química fina. / Domine ., ME. (2003). Solidos ácidos de Lewis como catalizadores heterogéneos en reacciones de oxidación de interés en química fina [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/2181

Neste trabalho são apresentados resultados experimentais do processo de filtração tangencial de uma suspensão in natura (soro de leite) aplicada na retenção de bactérias do grupo coliforme. No estudo do processo de separação utilizaram-se tubos microporosos de -alumina (Al2O3) e membranas comerciais de tamanho médio de poros no valor de 0,8 e 1,2m. Os tubos microporosos cerâmicos foram sinterizados à temperatura entre 1400 e 1450ºC, os quais foram caracterizados pela técnica de porosimetria por intrusão de mercúrio, constatando o tamanho médio de poros de 0,3 a 0,5µm. Após a sinterização, os tubos cerâmicos foram sujeitos à impregnação com citrato de prata (material bactericida). As membranas comerciais também passaram pelo mesmo processo de impregnação. Com o uso da técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi realizada uma caracterização da morfologia e da composição dos meios microporosos. Ensaios experimentais do processo de microfiltração foram realizados com soro de leite, com o objetivo de estudar a influência de parâmetros fluidodinâmicos tais como: número de Reynolds e pressão transmembrana, além de analisar a retenção da bactéria, Escherichia coli, em regime de escoamento para Reynolds entre 2700 e 32000 e pressões transmembrana entre 1 e 4 bar. O permeado foi analisado seguindo normas da 20ª. Edição dos Métodos Padrões para Análise de Água e Esgoto, e todos os experimentos seguiram padrões de segurança para minimizar a possibilidade de contaminação do meio junto à análise do material filtrado. A manutenção fisiológica das bactérias foi controlada com os parâmetros de pH e temperatura, respectivamente mantidos entre 6 e 7,0 e de 25 - 30ºC ± 1 ºC. Nestas condições de escoamento, da solução e do meio filtrante, o processo foi considerado satisfatório com vazões transmembrana entre 10 L/(h.m2) e 120 L/(h.m2). / This work reports experimental results of the crossflow microfiltration of emulsion (whey of milk) applied in the microrganism retention of the coliform group. In the study of the separation process were used micro-porous tubes of -alumina (Al2O3) and commercial membranes of average size pores of 0,8 and 1,2m. The micro-porous tubes were sinterised with temperature between 1400 and 1450 ºC and after, were characterized by technique of porosimetry for mercury intrusion, verifing average size of pores between 0,3 and 0,5µm. After the sintering, the ceramic tubes were treated with a citrate of silver solution (bactericidal substance), and submitted to synthesis for removed the organic matters. The commercial membranes were also impregnated by this process. With the scanning eletronic microscopy made the characterization of the morfology and micro-porous structures composition. Experimental tests of the crossflow microfiltration process were performed with whey of milk, with objective to study the influence of fluid dynamics parameters (Reynolds number and flux transmembrane) and to analyse the bacteria retention in turbulent regime, having Re between 2700 and 32000, transmembrane pressure (enters 1 to 4bar) and transmembrane flux between 0,5 and 300 L/h.m2. The permeate was analysed by the 20ª. Edition of the Standard Methods for Examination of Water, and all the experiments followed standards of security to restrict the possibility of contamination of the permeated and the atmosphere. The physiology of the bacteria was controlled by parameters of pH and temperature, respectively keeped between 6 and 7,0 and of 25 - 30ºC ± 1 ºC. In the conditions of flow, of the solution and system flow, the retention was considerated satisfactory with transmembrane flux between 10 L/(h.m2) and 120L/(h.m2).

Neste trabalho são apresentados resultados experimentais do processo de filtração tangencial de uma suspensão in natura (soro de leite) aplicada na retenção de bactérias do grupo coliforme. No estudo do processo de separação utilizaram-se tubos microporosos de -alumina (Al2O3) e membranas comerciais de tamanho médio de poros no valor de 0,8 e 1,2m. Os tubos microporosos cerâmicos foram sinterizados à temperatura entre 1400 e 1450ºC, os quais foram caracterizados pela técnica de porosimetria por intrusão de mercúrio, constatando o tamanho médio de poros de 0,3 a 0,5µm. Após a sinterização, os tubos cerâmicos foram sujeitos à impregnação com citrato de prata (material bactericida). As membranas comerciais também passaram pelo mesmo processo de impregnação. Com o uso da técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi realizada uma caracterização da morfologia e da composição dos meios microporosos. Ensaios experimentais do processo de microfiltração foram realizados com soro de leite, com o objetivo de estudar a influência de parâmetros fluidodinâmicos tais como: número de Reynolds e pressão transmembrana, além de analisar a retenção da bactéria, Escherichia coli, em regime de escoamento para Reynolds entre 2700 e 32000 e pressões transmembrana entre 1 e 4 bar. O permeado foi analisado seguindo normas da 20ª. Edição dos Métodos Padrões para Análise de Água e Esgoto, e todos os experimentos seguiram padrões de segurança para minimizar a possibilidade de contaminação do meio junto à análise do material filtrado. A manutenção fisiológica das bactérias foi controlada com os parâmetros de pH e temperatura, respectivamente mantidos entre 6 e 7,0 e de 25 - 30ºC ± 1 ºC. Nestas condições de escoamento, da solução e do meio filtrante, o processo foi considerado satisfatório com vazões transmembrana entre 10 L/(h.m2) e 120 L/(h.m2). / This work reports experimental results of the crossflow microfiltration of emulsion (whey of milk) applied in the microrganism retention of the coliform group. In the study of the separation process were used micro-porous tubes of -alumina (Al2O3) and commercial membranes of average size pores of 0,8 and 1,2m. The micro-porous tubes were sinterised with temperature between 1400 and 1450 ºC and after, were characterized by technique of porosimetry for mercury intrusion, verifing average size of pores between 0,3 and 0,5µm. After the sintering, the ceramic tubes were treated with a citrate of silver solution (bactericidal substance), and submitted to synthesis for removed the organic matters. The commercial membranes were also impregnated by this process. With the scanning eletronic microscopy made the characterization of the morfology and micro-porous structures composition. Experimental tests of the crossflow microfiltration process were performed with whey of milk, with objective to study the influence of fluid dynamics parameters (Reynolds number and flux transmembrane) and to analyse the bacteria retention in turbulent regime, having Re between 2700 and 32000, transmembrane pressure (enters 1 to 4bar) and transmembrane flux between 0,5 and 300 L/h.m2. The permeate was analysed by the 20ª. Edition of the Standard Methods for Examination of Water, and all the experiments followed standards of security to restrict the possibility of contamination of the permeated and the atmosphere. The physiology of the bacteria was controlled by parameters of pH and temperature, respectively keeped between 6 and 7,0 and of 25 - 30ºC ± 1 ºC. In the conditions of flow, of the solution and system flow, the retention was considerated satisfactory with transmembrane flux between 10 L/(h.m2) and 120L/(h.m2).

La presente tesis doctoral está enmarcada dentro del campo de la síntesis de materiales microporosos, los cuales presentan aplicaciones de diversa índole como separación de gases, catalizadores selectivos, electrónica, y biomedicina. Las zeolitas son materiales microporosos cristalinos, que presentan canales y cavidades de dimensiones moleculares en su interior. La gran ventaja de las zeolitas es su elevada estabilidad térmica y química, junto con la posibilidad de poder variar la topología y dimensiones de los canales y cavidades. El principal objetivo de la presente tesis doctoral es crear una nueva metodología de trabajo en la síntesis de materiales microporosos mediante el uso de técnicas de alta capacidad ("high-throughput"). El uso de este tipo de herramientas es muy reciente en el área de materiales y, por tanto, la aplicación de las mismas para el desarrollo de nuevos materiales de interés está en su primera etapa. Una vez desarrollada y comprobada la metodología de trabajo, se explota con el fin de descubrir nuevos materiales microporosos o mejorar las condiciones de preparación de los ya conocidos. Se estudia el efecto de los agentes directores de estructura orgánicos (rigidez y flexibilidad), la introducción de otros elementos tetravalentes distintos al silicio (Ge ó Ti), la presencia de elementos trivalentes que introducen cargas negativas en la red (como Al ó B), el agente mineralizante utilizado en la síntesis (medio OH- y medio F-), así como la concentración de los geles. Finalmente, el uso de las técnicas de alta capacidad genera una gran cantidad de resultados, que habrá que tratar mediante la utilización de técnicas de tratamiento de datos. En la parte final de la tesis, se desarrollan técnicas novedosas de tratamiento de datos en la síntesis de materiales, tanto a nivel de modelado, como de visualización y clasificación de los mismos. / Moliner Marin, M. (2008). Síntesis de nuevos materiales microporosos mediante técnicas de alta capacidad ("High-Throughput") [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1987