Neste trabalho são apresentados resultados dos estudos da reação de oxidação de hidrogênio puro realizados em eletrodos rotatório em camada ultrafina porosa e na presença de CO em células a combustível utilizando catalisadores formados por Pt dispersas em substratos de óxidos, tais como, Pt/RuO 2 -C, Pt/RhO 2 -C, Pt/WO 3 -C e em Pt/WC-C. As reações foram também estudadas em suporte puro, como, RhO 2 /C e WC/C em diferentes proporções atômicas. Este estudo teve como finalidade estudar as propriedades catalíticas destes materiais visando elucidar os mecanismos da reação de oxidação de hidrogênio (ROH) sobre estes catalisadores dispersos, possibilitando a obtenção de parâmetros cinéticos das reações. Em conjunto com as medidas eletroquímicas, foram realizados estudos sobre as propriedades eletrônicas e estruturais destes catalisadores, o que possibilita relacionar suas propriedades eletrônicas e estruturais com a cinética da HOR. Observou-se que a presença dos óxidos de Ru, Rh e WO 3 favorecem a diminuição do grau de recobrimento da Pt por CO, deixando mais sítios disponíveis a ROH, em consequência do esvaziamento da banda 5d da Pt, o que diminui a retro-doação de elétrons da Pt ao CO, diminuindo a força da ligação Pt-CO. Como observado, essas modificação eletrônicas observadas nos espectros de XANES não induziram a nenhuma mudança perceptível na cinética ou no mecanismo reacional. Para quase todos os catalisadores, a tolerância ao CO pode ser explicada tanto em termos do mecanismo eletrônico como do bifuncional evidenciado pela formação de CO 2 nas medidas de EMS. / This work shows results of studies of the hydrogen oxidation reaction (HOR) pure in rotation in ultra porous layer and in the presence of CO in the fuel cell to the electrocatalysts of Pt alloy dispersed on oxide substrates such Pt/RuO 2 -C, Pt/RhO 2 -C, Pt/WO 3 -C, Pt/WC-C and pure materials, as RhO 2 /C and WC. The study of the catalytic properties of these materials to elucidate the mechanisms of hydrogen oxidation reaction on these dispersed catalysts, allowing the collection of kinetic parameters of reactions. Together with the electrochemical measurements were carried out studies on the structural and electronic properties of these catalysts, which allow relating their structural and electronic properties with the kinetics of the HOR. It was observed that the presence of oxides of Ru, Rh and WO 3 encourage the reduction of the degree of coating of Pt by CO, leaving more sites available to ROH, as a consequence of emptying of the Pt 5d band, which reduces the backdonation of electrons from Pt to CO by reducing the strength of Pt-CO binding. As noted, these changes observed in electronic spectra of XANES not led to any perceptible change in the kinetics or the reaction mechanism. For almost all catalysts, the CO tolerance can be explained in terms of the electronic effect and the bifunctional mechanism evidenced by the formation of CO 2 in the EMS.

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2017-09-06T11:32:46Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1111473 bytes, checksum: b2da58df331c4ba4ded210b34732682f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-06T11:32:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1111473 bytes, checksum: b2da58df331c4ba4ded210b34732682f (MD5) Previous issue date: 2016-03-27 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / In the past decades, the intense genetic selection aiming at the increase of productive efficiency of chickens resulted in changes in the meat quality. The broiler breast meat have been classified in three group of quality, Normal, PSE (Pale, Soft, Exudative) and DFD (Dark, Firm, Dry); however, recently, due to the appearance with pale color and normal firmness, another category of meat quality was suggested as PFN (Pale, Firm, Non-exudative). Considering the absence of studies about the incidence of anomalies of color in broiler breast in the Northeast of Brazil, this work aimed at verifying the incidence of these anomalies in the region and carrying out the chemical and biochemical characterization of these meats. This samples were collected in a commercial slaughterhouse and evaluated the parameters of color (L *, a *, b *), pH, water-holding capacity, cooking loss, shear force, myofibrillar fragmentation index, protein denaturation, mineral and fatty acids content, TBARS values, warmed-over flavor and total carbonyls. The broiler breast meat (n = 838) were classified in three categories: Normal (44 <L * <53, pH> 5.8), PSE (L * ≥53, pH <5.8) and PFN (L * ≥53, pH> 5.8). The incidence of PFN broiler breast meat was 19.8%, almost doubling the incidence of PSE (11.1%); Normal broiler breast meat presented a larger percentage (69.1%). The FPN breasts presented WHC (66.9%) similar to the Normal group and 4.2% larger in the PSE meat. The PFN breasts presented calcium concentrations (373,02 mg/kg), arachidonic acid (84,61 mg/100g) and the MFI (57,4) lesser in relation to PSE meat. We also noticed levels of lipid oxidation (0.23 mg MDA / kg) similar in comparison with Normal and PSE breasts. The PFN and Normal breasts presented a larger concentration of total carbonyls, 8,2 and 7,4 nM/mg of proteins, respectively. The results related confirm the existence of PFN anomaly in broiler breast meat, which present functional properties similar to the Normal group. When added to this, the results related confirm that the PSE syndrome in broiler present a defect in the regulation of calcium causes a fall of the meat pH and consequent compromise of the functional properties. Besides, its less firm texture results from the greater proteolytic activity, which seems to be related not only to the activation of the calpains, due to the excessive calcium ions, but also to the smaller level of protein oxidation. / Nas últimas décadas, a intensa seleção genética visando o aumento da eficiência produtiva de frangos resultou em modificações na qualidade da carne. Os peitos de frango tem sido classificados em três grupos de qualidade, Normal, PSE (Pale, Soft, Exudative) e DFD (Dark, Firm, Dry); porém, recentemente, devido a aparência com cor pálida e firmeza normal, outra categoria de qualidade de carne foi sugerida a PFN (Pale, Firm, Non-exudative). Considerando-se a ausência de estudos sobre a incidência de anomalias de cor em peitos de frango no Nordeste do Brasil, objetivou-se, neste trabalho verificar a incidência dessas anomalias na região e realizar a caracterização química e bioquímicas dessas carnes. Para isso, foram coletadas amostras em um abatedouro comercial e avaliados os parâmetros de cor (L*, a*, b*), pH, capacidade de retenção de água, perda de peso por cozimento, força de cisalhamento, índice de fragmentação miofibrilar, desnaturação proteica, teor de minerais e de ácidos graxos, número de TBARS, aroma requentado e carbonilas totais. Os filés de peito de frango (n=838) foram classificados em três categorias: Normal (44<L*<53; pH>5,8), PSE (L*≥53; pH<5,8) e PFN (L*≥53; pH>5,8). A incidência de peito de frango PFN foi de 19,8%, apresentando-se quase em dobro à incidência de PSE (11,1%); peitos de frango Normal apresentaram-se em maior percentual (69,1%). Os peitos FPN apresentaram CRA (66,9%) similar ao grupo Normal e 4,2% maior à carne PSE. Os peitos PFN apresentaram concentrações de cálcio (373,02 mg/kg), ácido araquidônico (84,61 mg/100g) e o IFM (57,4) menores em relação a carne PSE. Observando-se também níveis de oxidação lipídica (0,23 mg MDA/kg), similar em comparação aos peitos Normal e PSE. Os peitos PFN e Normal apresentaram maior concentração de carbonilas totais, 8,2 e 7, 4 nM/mg de proteínas, respectivamente. Os resultados relatados confirmam a existência da anomalia PFN em peitos de frango, os quais apresentam propriedades funcionais similares ao grupo Normal. Somado a isso, os resultados relatados confirmam que a anomalia PSE em frangos apresenta defeito na regulação de cálcio que acarreta na queda do pH da carne e consequente comprometimento de suas propriedades funcionais; além disso, sua textura menos firme decorre da maior atividade proteolítica, que parece não estar apenas relacionada a ativação das calpaínas, pelo excesso de íons de cálcio, mas ao menor nível de oxidação proteica.

Neste trabalho, foram desenvolvidos modelos matemáticos fenomenológicos capazes de descrever a cinética de oxidação química e enzimática de ligninas de palha e bagaço de cana, obtidas por diferentes processos. A oxidação química foi realizada utilizando-se lignina de bagaço de cana obtida por explosão a vapor e por polpação Acetosolv. As reações se processaram em 4 temperaturas (50, 70, 90 e 115 °C) e o fluxo de oxigênio foi mantido constante a 60 mL/min. O meio reacional foi composto por 0,5 g de lignina, 100 mL de ácido acético glacial, 1,6 mL de HBr (47% p/v), 0,05 g de acetato de manganês (II), 0,42 g de acetato de cobalto (II) e 10 mL de anidrido acético. A cinética da reação foi acompanhada por medida de absorbância a 280nm. O modelo foi proposto considerando a cinética de ordem n e incorporando a equação de Arrhenius, que relaciona a constante de velocidade com a energia de ativação e a temperatura do sistema. A integração dos modelos foi feita utilizando-se o método de Runge-Kutta de quarta ordem e o ajuste dos parâmetros foi realizado segundo o método de Levenberg-Marquardt. A validade estatística do ajuste dos modelos foi avaliada pelo método de análise de variância. Os valores de energia de ativação obtidos foram 9099 ± 947 J/mol para a lignina de explosão a vapor e 785 ± 55 J/mol para a lignina acetosolv. A constante cinética K apresentou valor 6,62 ± 1,3 para a lignina de explosão a vapor e 0,0184 ± 0,0035 para a lignina acetosolv. A ordem de reação encontrada foi 1,22 ± 0,12 para a lignina de explosão a vapor e 1,19 ± 0,06 para a lignina acetosolv. A oxidação enzimática foi realizada utilizando lignina de palha e bagaço de cana e 4 extratos enzimáticos: extrato de maçã, extrato de maçã reutilizado, extrato de batata e enzima comercial NOVOZYM 51003. As reações se processaram em solução tampão fosfato 50 mmol/L (pH 7,6) e 1,4-dioxano, 3:1(v/v), no volume total de 30 mL. Foram utilizados 300 mg de lignina, 15 mL de extrato enzimático, 0,1% de glicerol e 30 mL/min de O2. A cinética da reação foi acompanhada pela medida de absorbância a 265, 280 e 320nm. O modelo foi proposto com base na cinética de Michaelis-Menten e foi capaz de reproduzir os dados experimentais. A consideração da cinética enzimática forneceu valores de correlação melhores que os obtidos em outros trabalhos, que não consideraram a cinética enzimática na modelagem. A formação dos grupos -carbonílicos, monitorada a 280nm, foi, em geral, a reação que apresentou maior constante de velocidade. Foi observado que o binômio C-ks é importante para a cinética da reação e a reação enzimática que apresentou maior afinidade enzima-substrato foi a de formação de grupos carboxílicos, monitorada a 320nm, para a oxidação com extrato de maçã. A oxidação enzimática da lignina de bagaço apresentou comportamento cinético diferente da lignina de palha, evidenciando que há diferenças estruturais entre essas ligninas não elucidadas ainda. / This work proposed phenomenological mathematical models capable of describing chemical and enzymatic oxidation kinetics of sugarcane straw and bagasse from different processes. Chemical oxidation was realized using sugarcane bagasse lignin obtained by steam explosion and acetosolv pulping. The reactions were carried out under 4 different temperatures (50, 70, 90 and 115 °C) and the oxygen flux was maintained constant at 60 mL/min. The reaction medium was formulated using 0.5 g lignin, 100 mL glacial acetic acid, 1.6 mL HBr (47% w/v), 0.05 g manganese acetate (II), 0.42 g cobalt acetate (II) and 10 mL acetic anhydride. The reaction kinetics was followed by absorbance measurements at 280 nm. It was proposed a model considering n-order kinetics and incorporating Arrhenius equation, which relates rate constant to activation energy and system temperature. Models integration was made using fourth-order Runge-Kutta method and parameters adjustment was realized according to Levenberg-Marquardt method. The statistical validity of model adjustments was assessed using analysis of variance method. For activation energy, the values obtained were 9099 ± 947 J mol-1 for steam explosion lignin and 785 ± 55 J mol-1 for acetosolv lignin. The kinetic constant K obtained was 6.62 ± 1.3 for steam explosion lignin and 0.0184 ± 0.0035 for acetosolv lignin. The reaction order found was 1.22 ± 0.12 for steam explosion lignin and 1.19 ± 0.06 for acetosolv lignin. Enzymatic oxidation was realized using sugarcane straw and bagasse and 4 enzyme extracts: apple extract, recovered apple extract, potato extract and commercial enzyme NOVOZYM 51003. The reactions were carried out in phosphate buffer solution 50 mmol L-1 (pH 7.6) and 1,4-dioxane, 3:1 (v/v), in a 30 mL total volume. The medium composition was 300 mg lignin, 15 mL enzyme extract, 0.1% glycerol and 30 mL/min O2. The reaction kinetics was followed by absorbance measurements at 265, 280 and 320 nm. The model proposed was based on Michaelis-Menten kinetics and it was able to reproduce the experimental data. The consideration of the enzyme kinetics in modeling provided better correlation values than those from other works, which do not consider enzyme kinetics. Formation of -carbonyl groups, monitored at 280 nm, was generally the reaction that presented the higher rate constant. It was observed that the binom C-ks is important for reaction kinetics; the enzyme reaction that showed the greatest enzyme-substrate affinity was that one responsible for carboxyl groups formation, monitored at 320 nm, for recovered apple extract. Enzymatic oxidation of bagasse lignin presented a different kinetic behavior from straw lignin, providing evidences that there are differences between these two lignins that still remain unclear.

Neste trabalho são apresentados resultados dos estudos da reação de oxidação de hidrogênio puro realizados em eletrodos rotatório em camada ultrafina porosa e na presença de CO em células a combustível utilizando catalisadores formados por Pt dispersas em substratos de óxidos, tais como, Pt/RuO 2 -C, Pt/RhO 2 -C, Pt/WO 3 -C e em Pt/WC-C. As reações foram também estudadas em suporte puro, como, RhO 2 /C e WC/C em diferentes proporções atômicas. Este estudo teve como finalidade estudar as propriedades catalíticas destes materiais visando elucidar os mecanismos da reação de oxidação de hidrogênio (ROH) sobre estes catalisadores dispersos, possibilitando a obtenção de parâmetros cinéticos das reações. Em conjunto com as medidas eletroquímicas, foram realizados estudos sobre as propriedades eletrônicas e estruturais destes catalisadores, o que possibilita relacionar suas propriedades eletrônicas e estruturais com a cinética da HOR. Observou-se que a presença dos óxidos de Ru, Rh e WO 3 favorecem a diminuição do grau de recobrimento da Pt por CO, deixando mais sítios disponíveis a ROH, em consequência do esvaziamento da banda 5d da Pt, o que diminui a retro-doação de elétrons da Pt ao CO, diminuindo a força da ligação Pt-CO. Como observado, essas modificação eletrônicas observadas nos espectros de XANES não induziram a nenhuma mudança perceptível na cinética ou no mecanismo reacional. Para quase todos os catalisadores, a tolerância ao CO pode ser explicada tanto em termos do mecanismo eletrônico como do bifuncional evidenciado pela formação de CO 2 nas medidas de EMS. / This work shows results of studies of the hydrogen oxidation reaction (HOR) pure in rotation in ultra porous layer and in the presence of CO in the fuel cell to the electrocatalysts of Pt alloy dispersed on oxide substrates such Pt/RuO 2 -C, Pt/RhO 2 -C, Pt/WO 3 -C, Pt/WC-C and pure materials, as RhO 2 /C and WC. The study of the catalytic properties of these materials to elucidate the mechanisms of hydrogen oxidation reaction on these dispersed catalysts, allowing the collection of kinetic parameters of reactions. Together with the electrochemical measurements were carried out studies on the structural and electronic properties of these catalysts, which allow relating their structural and electronic properties with the kinetics of the HOR. It was observed that the presence of oxides of Ru, Rh and WO 3 encourage the reduction of the degree of coating of Pt by CO, leaving more sites available to ROH, as a consequence of emptying of the Pt 5d band, which reduces the backdonation of electrons from Pt to CO by reducing the strength of Pt-CO binding. As noted, these changes observed in electronic spectra of XANES not led to any perceptible change in the kinetics or the reaction mechanism. For almost all catalysts, the CO tolerance can be explained in terms of the electronic effect and the bifunctional mechanism evidenced by the formation of CO 2 in the EMS.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-06-02T14:11:01Z No. of bitstreams: 1 arthurbarraporto.pdf: 4422124 bytes, checksum: 6ea016d6bb89f506c7e2ee4f2fdc7a24 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-06-06T12:08:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 arthurbarraporto.pdf: 4422124 bytes, checksum: 6ea016d6bb89f506c7e2ee4f2fdc7a24 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-06T12:08:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arthurbarraporto.pdf: 4422124 bytes, checksum: 6ea016d6bb89f506c7e2ee4f2fdc7a24 (MD5) Previous issue date: 2017-03-31 / O tratamento químico de nanotubos de carbono (NTC) é necessário para aprimorar suas propriedades, aplicações e remover impurezas. O tratamento, com ácidos fortes como H2SO4 e HNO3 tem sido a alternativa mais utilizada. A mistura desses ácidos fortes produz espécies eletrofílica NO2+, íon nitrônio, que é um potencial agente oxidante, cuja concentração depende da proporção da mistura H2SO4:HNO3. Neste trabalho, a interação entre o íon nitrônio e o nanotubo de carbono de camada única (SWCNT, do inglês Single-Walled Carbon Nanotube) foi explorado experimental e computacionalmente. Experimentalmente a solução H2SO4:HNO3 foi analisada em proporções diferentes (1:1, 2:1, 5:2, 3:1, 4:1, 5:1, 6:1, 7:1 e 8:1 v/v) e a concentração de íon nitrônio foi obtida utilizando-se uma curva analítica construída com uma solução padrão de NO2BF4 em H2SO4. Todas as espécies na mistura ácida foram caracterizadas por espectroscopia Raman. Os resultados mostraram que a concentração do íon nitrônio na mistura ácida varia de 0 até 4,53 mol/L. As misturas 2:1, 5:2 e 3:1 foram então utilizadas para a oxidação química de SWCNT por 4, 8 e 12 horas. As amostras finais foram analisadas por espectroscopia Raman, análise termogravimétrica (TG) e espectroscopia de raios X por dispersão de energia (EDS). Dentre os resultados, foram observados por meio da espectroscopia Raman uma alta desordem estrutural no sistema após a oxidação, com significativas mudanças nos modos de respiração radial (RBM), como o desaparecimento de bandas de tubos com pequenos diâmetros, além do aumento dada razão ID/IG de 0,027 para 0,59 em tubos oxidados com a mistura 3:1. As análises TG mostraram um aumento na temperatura de decomposição dos tubos em, pelo menos, 30ºC se comparado às amostras padrão, sugerindo um significativo grau de oxidação. Os resultados de EDS apontaram um aumento considerável na quantidade de oxigênio, passando de 7% para 20%, aumentando com o aumento do tempo de reação e com a concentração do íon nitrônio. Computacionalmente a interação entre o íon nitrônio e o SWCNT foi estudada através de cálculos de mecânica quântica. Foram analisados modelos do tipo armchair (5,5), sendo um tubo perfeito (P) e dois outros contendo defeitos do tipo Stone-Wales (SW) e monovacância (V1) para modelar regiões distintas na superfície do nanotubo. Para os modelos P e SW, o grupo funcional éter (COC) foi obtido como um produto principal, com um epóxido (CCO) encontrado como um intermediário de reação. As barreiras de energia livre de Gibbs foram de 31,7 kcal.mol-1 (P) e 37,8 kcal.mol-1 (SW) em solução aquosa à 298,15 K e 1 atm. O mecanismo envolvendo o modelo V leva à obtenção de uma carbonila (CO) como produto principal, formado espontaneamente através da adsorção do íon NO2+. O mecanismo de alta energia também foi descrito no modelo V, passando por um estado de transição, caracterizado como um anel do tipo oxaziridina. Através deste caminho um grupamento do tipo alcóxido (CO-) é formado inicialmente e reage com um carbono vizinho, produzindo um grupo funcional do tipo éter (COC). A energia livre de Gibbs de ativação foi de 4,5 e 11,2 kcal.mol-1 para primeiro (CO-) e segundo (COC) passos, respectivamente. Os resultados reportados sugerem o início da oxidação em meio ácido através da região de vacância, com primeira oxidação levando a uma carbonila, seguida das reações nos defeitos topológicos (P e SW) na superfície com a formação de um éter (COC) como principal produto. / The chemical treatment of carbon nanotubes (CNT) is necessary to improve their properties, applications and to remove impurities. Treatments with strong acids as H2SO4 and HNO3 is the mostly used alternative. The mixture of these strong acids produces the electrophilic species NO2+, the nitronium ion that is a potential oxidizing with concentration depending on the H2SO4:HNO3 proportion. In this work the interaction between the nitronium ion and a single-walled carbon nanotube (SWCNT) was explored experimentally e theoretically. Experimentally, the H2SO4:HNO3 solution was analyzed at different proportions (1:1, 2:1, 5:2, 3:1, 4:1, 5:1, 6:1, 7:1 and 8:1 v/v) and the nitronium ion concentration obtained using a calibration plot constructed from a standard solution of NO2BF4 in H2SO4. All the species in the acid mixture were characterized by Raman spectroscopy. The results showed that the concentration of nitronium ion in the acid mixtures varied from 0 to 4.53 mol/L. The mixtures 2:1, 5:2 and 3:1 were then used for the chemical oxidation of single-walled CNT for 4, 8 and 12 hours. The final samples were analyzed by Raman spectroscopy, thermal gravimetric analysis (TGA) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). It was observed by Raman spectroscopy a higher structural disorder in the system after the oxidation, with significant changes in RBM modes, such as disappearance of bands of small diameter tubes, and in the ID/IG ratio, which increases from 0.027 until 0.59 to CNT oxidized with 3:1 mixture. The TGA showed an increase in the temperature of the tube decomposition of at least 30ºC relative to the pristine form, suggesting a significant oxidation degree. The EDS data point to considerable increase of the oxygen amount from 7% to at least 20%, increasing with the reaction time and nitronium ion concentration. Theoretically the interaction between nitronium ion and SWCNT was studied by quantum mechanical calculations. In addition to the pristine (P) form of an armchair (5,5) SWCNT, two other species containing Stone-Wales (SW) and mono-vacancy (V1) defects were considered in order to model the distinct defective regions on the carbon nanotube surface. For the P and SW regions, the ether (COC) functional group was predicted as the main product, with an epoxide (CCO) found as a reactive intermediate. The Gibbs free energy barriers were predicted to be 31.7 (P) and 37.8 kcal mol-1 (SW) in aqueous solution at 298.15 K and 1 atm. The mechanism involving the V1 region leads to the carbonyl group (CO) as the main product, which is formed spontaneously upon NO2+ adsorption without energy barrier. A higher energy mechanism was also described for V1 region, passing through a transition state characterized as an oxaziridine-like ring. Through this pathway an alkoxy (CO-) is firstly formed and reacts with the neighbor carbon yielding the ether (COC) functional group. The activation Gibbs free energies were 4.5 and 11.2 kcal mol-1 for the first (CO- formation) and second (COC formation) steps, respectively. The results reported here suggest that at the beginning of oxidation in acid medium, the vacancy regions (V) are firstly oxidized leading to the carbonyl (CO) functional groups, followed by reactions at the topological defective parts (P and SW) of the tube surface where the ether (COC) function is the main product.

Submitted by Vicente Alves Pimenta Junior (vicente.pimenta@delphi.com) on 2013-07-11T11:15:40Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Vicente_final.pdf: 3937663 bytes, checksum: ce1db3ebf0d9f877a578d1520cb3083c (MD5) / Approved for entry into archive by Suzinei Teles Garcia Garcia (suzinei.garcia@fgv.br) on 2013-07-11T12:47:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Vicente_final.pdf: 3937663 bytes, checksum: ce1db3ebf0d9f877a578d1520cb3083c (MD5) / Made available in DSpace on 2013-07-11T12:57:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Vicente_final.pdf: 3937663 bytes, checksum: ce1db3ebf0d9f877a578d1520cb3083c (MD5) Previous issue date: 2013-06-18 / This study shows the special condition that the standby equipment (equipment that stays for long periods with no running) is submitted to, with biodiesel blends in its interior. It is shown that the validation tests to introduce the biodiesel in Brazil, made under the coordination of the Brazilian Government, were basically constituted of tests that generated mileage, as if the diesel universe were only composed of trucks, vans and buses. The off highway equipment in all forms of presentation and types of use, were not adequately covered in the validation study. The result is that a new fuel was introduced in the country (diesel and biodiesel blend), with the property of degradation a lot higher when compared to pure diesel. This paper presents the quality parameters required for a fuel in order to be considered appropriated; presents the main effects of oxidative degradation; makes a survey of best practices by the manufacturers of engines and diesel vehicles in the world, and finally enquire the fuel systems, engines and vehicles manufacturers in Brazil to understand if they warn their consumers and recommend to them preventive actions that are adapted to Brazilian conditions. In light of the problems observed in Brazil, few new procedures have to be made by the owners in order to have their equipment preserved. Among the recommendation the following stand out: a) the specification of the blend must be rigorously obeyed; b) wherever possible, when it is possible to forecast the stoppage of a machine, its tank has to be emptied; c) When the tank cannot be depleted, the fuel must be used or replaced within 30 days; d) Maybe re introduce, under special condition, pure diesel. This new reality that has been established with the introduction of biodiesel into the Brazilian energy matrix was not properly informed to the population. Emergency power generators that do not follow these recommendations may find problems to work due to fuel degradation in its interior and worst, people may realize this fact when the equipment is needed. / Este estudo apresenta a condição especial a que estão submetidos os equipamentos que ficam por longos períodos sem funcionar, sobretudo os chamados standby com misturas de biodiesel em seu interior. Mostra que os ensaios de validação para a introdução do biodiesel no Brasil, realizados sob o comando do governo brasileiro, foram basicamente constituídos por testes para acúmulo de quilometragem, como se o universo do diesel se resumisse a caminhões, vans e ônibus. Os equipamentos fora de estrada, em todas as suas formas de apresentação e uso, não foram adequadamente cobertos. O resultado é que um novo combustível foi introduzido no país (mescla de diesel mineral com biodiesel), com característica de degradabilidade muito maior do que o diesel puro. Este trabalho apresenta os parâmetros de qualidade necessários para que um combustível seja considerado adequado; apresenta os efeitos principais da degradação oxidativa; faz um levantamento das melhores práticas recomendadas pelos fabricantes de motores e veículos a diesel no mundo e, finalmente, consulta os fabricantes de sistema de injeção, motores e veículos no Brasil para saber se, em função das condições brasileiras, os fabricantes recomendam ações de prevenção distintas de suas matrizes. Em função dos problemas observados no país, algumas medidas adicionais precisam ser tomadas pelos proprietários de equipamentos a diesel para preservá-los. Dentre as medidas, destacam-se as seguintes: a) a especificação da mistura precisa ser obedecida com rigor; b) sempre que possível, quando o equipamento tiver de ser parado de modo previsível, o combustível deve ser esgotado do tanque; c) quando não for possível esgotar o tanque, o combustível tem de ser usado ou substituído em no máximo 30 dias; d) talvez reintroduzir sob condições especiais o diesel puro. Essa realidade nova que se instaurou com a introdução do biodiesel na matriz energética brasileira não foi devidamente informada à comunidade. Geradores de emergência que não seguem esses cuidados podem ter problemas para funcionar devido à degradação do combustível em seu interior e, pior, pode-se vir a descobrir esse fato apenas no momento da necessidade.

Óleos contendo alta proporção de ácidos graxos ômega-3 (n-3 FA) têm sido aplicados na formulação de alimentos ou comercializados como suplementos, com a finalidade de reduzir o risco cardiovascular, principalmente devido aos seus efeitos hipotriglicêmicos e anti-inflamatórios. No entanto, a susceptibilidade à oxidação dos n-3 FA é elevada, levando à formação de vários produtos secundários, incluindo alguns tóxicos e potencialmente aterogênicos. Por esta razão, compostos naturais com propriedades antioxidantes têm sido investigados com o objetivo de melhorar a estabilidade oxidativa dos óleos com alta proporção de n-3 FA. Neste estudo, avaliou-se a capacidade antioxidante de dois compostos naturais (ácido sinápico e hidrato de rutina) utilizando-se um modelo acelerado para oxidar os óleos. Foram combinados cinco indutores (Temperatura; Ferro- Fe2+; 2,2\'-Azobis dicloridrato de 2-amidinopropano - AAPH; ascorbil palmitato - AP e 2,2\'-azobis -2,4-dimetilvaleronitrilo - AMVN) em um delineamento fatorial (25-1) com ½ fração de \"resolução V\" para acelerar a oxidação de três óleos (linhaça, Echium e peixe) contendo diferentes fontes de n-3 FA: ácido &#945;-linolênico (ALA), ácido estearidônico (SDA) e ácido eicosapentaenóico (EPA) + ácido docosahexaenóico (DHA), respectivamente. Não houve diferença entre os marcadores de oxidação (LOOH e TBARS) estimados pelos modelos e os valores observados experimentalmente. Os indutores AMVN e Fe2+ foram os principais fatores responsáveis pelo aumento da concentração de TBARS. Os valores dos marcadores oxidativos obtidos 48 h após a indução foram semelhantes ou superiores àqueles observados nas amostras oxidadas a 60°C por 15 dias, sendo ambos maiores que os valores observados nas amostras de óleo frescas. Entre os compostos voláteis formados pela oxidação de diferentes fontes de n-3 FA, (E, E) 2,4 -heptadienal, (E, E) 2,4-decadienal, decanal, undecanal e (E) -2-undecenal foram identificados em todas as amostras, podendo ser utilizados como marcadores oxidativos mais específicos. Utilizando o modelo de oxidação acelerada, o hidrato de rutina melhorou a estabilidade oxidativa do óleo de peixe, provavelmente devido à presença de grupos catecol em sua estrutura química. Este estudo contribuiu para que ensaios mais rápidos fossem realizados na avaliação do efeito antioxidante de novas moléculas aplicadas em óleos funcionais comestíveis. / Oils containing a high proportion of omega-3 fatty acids (n-3 FA) have been used in the formulation of foods or sold as supplements, aiming to reduce cardio-vascular risks, mainly due to their hypotriglycemic and anti-inflammatory effects. However, n-3 FA are highey susceptible to oxidation, leading to the formation of several products, including some toxic and potentially atherogenic. For this reason, natural products with antioxidant properties have been investigated to improve the oxidative stability of oils with a high proportion of n-3 FA. This study evaluated the antioxidant capacity of two natural compounds (sinapic acid and rutin hydrate), using an accelerated model to oxidize the oils. Five inducers were combined (Temperature, Iron-Fe2+, 2,2\'-Azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride-AAPH, Ascorbyl palmitate-AP and 2,2\'-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile-AMVN) in a factorial design (25-1) ½ fraction of \"resolution V\" to accelerate the oxidation of three oils (flaxseed, Echium and fish) containing different sources of n-3 FA: &#945;-linolenic acid (ALA), stearidonic acid (SDA) and eicosapentaenoic acid (EPA) + docosahexaenoic acid (DHA), respectively. There was no difference between the oxidation markers (LOOH and TBARS) estimated by the regression models and the values experimentally observed. The inducers AMVN and Fe2+ were the main factors responsible for the increase of TBARS concentration. The values of the oxidation markers obtained 48h after the induction were similar to or higher than those obtained when the samples were oxidized at 60°C for 15 days, both being more elevated than the values observed in the fresh oils. Among the volatile compounds formed by the oxidation of different sources of n-3 FA, (E, E) 2,4-heptadienal, (E, E) 2,4-decadienal, decanal, undecanal and (E)-2-undecenal were identified in all samples, and could be used as more specific oxidation markers. Using the accelerated model, rutin hydrate improved the oxidative stability of fish oil, probably due to the presence of catechol groups in its chemical structure. This study showed that faster anays could be performed to evaluate the antioxidant effect of new molecules applied on edible functional oils.

Neste trabalho investigou-se a oxidação de álcoois (etanol e glicerol) em meio alcalino empregando diferentes catalisadores de metais nobres suportados em carbono Vulcan preparados através da síntese de irradiação de micro-ondas, para aplicação em dispositivos de células a combustível. Neste âmbito, catalisadores suportados em carbono na razão metal:carbono de 40:60 % foram preparados com dois metais nobres: catalisadores a base de Pt(PtM/C, M=Sn, Ru e Ni); e catalisadores a base de Pd(PdM/C, M=Sn, Ru, Ni, Rh, Fe e Mn). Os resultados de EDX revelaram que todos os catalisadores apresentam composições experimentais próximas às nominais. Todos os catalisadores apresentaram características dos respectivos metais nobres; geometria cúbica de face-centrada. Catalisadores de Pd54Fe46/C, Pd71Ru29/C também apresentaram fases isoladas dos óxidos de rutênio e ferro,a fase de Pd2Sn também está presente nos catalisadores contendo Sn. Cristalitos e partículas na ordem de 2 a 7 nm foram observados. Dentre os diversos catalisadores estudados para a oxidação de etanol ([Etanol]=1,0 mol L-1 + [NaOH]=1,0 mol L-1), o catalisador Pt45Sn55/C apresentou maior atividade, formando ácido acético e acetaldeído em quantidade superiores aos demais catalisadores. Já para catalisadores a base de Pd, Pd54Fe46/C e Pd63Sn37/C apresentaram resultados eletroquímicos muito semelhantes, porém, em relação aos produtos formados durante a eletrólise, o catalisador Pd54Fe46/C formou 3 vezes mais ácido acético(4 elétrons). Para a eletro-oxidação de glicerol em meio alcalino ([Glicerol]=0,5 mol L-1 + [NaOH]=1,0 mol L-1), o catalisador Pt86Ru14/C foi o que apresentou os maiores valores de atividades catalíticas. Os principais produtos formados durante as eletrólises de glicerol foram ácido glicérico, ácido tartrônico, 1,3-dihidroxiacetona (DHA), a quantidade de produtos formados pelo catalisador Pt86Ru14/C foi, aproximadamente, três vezes superiorao catalisador Pt/C. A formação de um produto de maior valor agregado, 1,3-DHA, é interessante do ponto de vista eletrossíntético. A seguinte ordem de reatividade é observada para os catalisadores de Pd: PdRu/C >PdFe/C >PdMn/C >PdRh/C >PdSn/C. Dentre os produtos formados na oxidação de glicerol somente para os catalisadores PdRh/C e PdFe/Cidentificou-se ácido tartrônico (6 elétrons) e 1,3-DHA (2 elétrons) / In this thesis it was investigated ethanol and glycerol oxidation in alkaline medium using different noble metal catalysts supported on Vulcan carbon prepared by microwave irradiation synthesis, for application in fuel cell devices. In this context, catalysts in the ratio metal:carbon 40:60% were prepared using two noble metals: Pt-based catalysts (PtM/C, M = Sn, Ru and Ni); and Pd-based catalysts (PdM/C, M = Sn, Ru, Ni, Rh, Fe and Mn). The experimental compositions obtained by EDX were close to nominal values. All the catalysts exhibited cubic face-centered geometry characteristics of its respective noble metal. Catalysts Pd54Fe46/C and Pd71Ru29/C also presented of iron and ruthenium oxides phases, Pd2Sn phase is also observed for Pd61Sn39/C catalyst. Particles and crystallites around 2 to 7 nm were observed. Among all catalysts studied for ethanol electro-oxidation ([Ethanol]=1.0 mol L-1 + [NaOH]=1.0 mol L-1), Pt45Sn55/C catalyst was the most active, the yield of acetic acid and acetaldehyde are higher for this composition. Pd-based catalysts, Pd54Fe46/C and Pd61Sn39/C showed very similar electrochemical behavior; however, for Pd54Fe46/C catalyst the amount of acetic acid (4 electrons) formed are three times higher. Pt86Ru14/C catalyst presented the highest catalytic activities for glycerol electro-oxidation ([glycerol]=0.5 mol L-1 + [NaOH]=1.0 mol L-1). The main products formed during glycerol electrolysis were glyceric acid, tartronic acid, 1,3-dihydroxyacetone (DHA), the amount of products formed employing Pt86Ru14/C catalyst was almost three times higher than Pt/C catalyst. The formation of a product with higher added-value, 1,3-DHA, is interesting in electro-synthetic point of view. The reactivity order were observed for Pd catalysts are: PdRu/C > PdFe/C > PdMn/C > PdRh/C > PdSn/C. Tartronic acid (6 electrons) and 1,3-DHA (2 electrons) were only identified at PdRh/C and PdFe/C catalysts

O oxigênio molecular singlete (1O2) é formado em sistemas biológicos e reage com diferentes biomoléculas. Proteínas representam um dos principais alvos de oxidação, devido as suas altas concentrações em organismos. Em pH fisiológico 1O2 reage com His, Tyr, Met, Cys e Trp. Neste trabalho investigamos a oxidação causada pelo 1O2 e a formação de dimerização em uma proteína modelo, a lisozima. A identificação dos principais produtos de oxidação e dimerização foi realizada por sequenciamento de peptídeos através de nano cromatografia acoplada a espectrometria de massas (nLC-MS/MS). A geração de 1O2 foi realizada por fotossensibilização utilizando luz e rosa bengala como fotossensibilizador, e pela decomposição térmica de endoperóxidos derivado do naftaleno DHPN16O2 e DHPN18O2, uma fonte limpa de 1O2 no meio reacional. Os resultados demonstraram que a reação do oxigênio singlete com lisozima acarreta oxidação dos resíduos de Met, His e Trp. A caracterização da estrutura primária por nLC-MS/MS dos aminoácidos confirmou a adição de átomos de oxigênio marcado (18O). A lisozima é constituída apenas de um resíduo de histidina (His15) e as oxidações identificadas foram adições de massas de +14 Da (descrita como 2-oxo-histidina), +16 e +32 Da. Os resíduos de metionina (Met12 e Met105) foram identificados como sulfóxidos (MetSO - adição de massas de +16 Da). Para os resíduos de triptofano foram identificados a formação de quinurenina (adição de massas de +4 Da), +16 e +32 Da. As oxidações levaram a formação de dimerização na proteína caracterizada por eletroforese em gel e nLC-MS/MS. O objetivo principal do trabalho foi analisar a ligação cruzada entre o resíduo de histidina 2-oxohistidina na lisozima. Entretanto, foram identificadas ligações cruzadas entre 2- oxo-histidina e resíduos de lisina, além de ligações cruzadas com resíduos de triptofano oxidado. Em consequência dos resultados obtidos com a proteína modelo, avaliamos as oxidações e formação de dímeros em proteínas extraídas do cristalino do olho bovino. Diferentes tipos de modificações foram observados, além da formação de dímeros entre resíduos de histidina (2-oxoHis-His) caracterizados por nLC-MS/MS e bioinformática. Os dados obtidos neste trabalho, fornecem evidências da ocorrência simultânea de formação de ligações cruzadas entre diferentes proteicas após exposição a 1O2. O trabalho resultou na identificação e sequenciamento através de nLC-MS/MS de peptídeos oxidados por 1O2 a partir de uma proteína modelo. Esses resultados reiteram o importante papel do 1O2 em reações com proteínas além do seu envolvimento no desenvolvimento de condições patológicas. A dimerização formada na ligação cruzada em 2-oxo-His-His representa um possível novo biomarcador para o 1O2 em sistemas biológicos / Singlet molecular oxygen (1O2) can be generated in biological systems, reacting with different biomolecules. Proteins are major target for oxidants due to higher concentration in organisms. At physiological pH, 1O2 may react with the following aminoacids: His, Tyr, Met, Cys and Trp. Here, we investigated oxidation and dimerization reactions of proteins exposed to 1O2 using lysozyme as a model. Modifications of lysozyme by 1O2 were investigated using mass spectrometry approaches. Identification of the main oxidation and dimerization products were performed by peptide sequencing by nano-chromatography coupled to mass spectrometry (nLC-MS/MS). Singlet oxygen was generated using visible light and rose Bengal as photosensitizer, and from the decomposition of thermolabile endoperoxides DHPN16O2 e DHPN18O2, clean sources of 1O2. Experimental findings showed oxidation of Met, His, and Trp residuesin lysozyme. Structural characterization by nLC-MS/MS of the oxidative modifications in lysozyme tryptic peptides showed the addition of [18O]-labeled atoms in different amino acid residues. Lysozyme has in its structure a single histidine residue (His15). We identified shifts of +14 Da (described as oxohistidine), +16 and +32 Da in this residue. Methionine residues (Met12 and Met105) were oxidized to sulfoxides (MetSO mass shift of +16 Da). Modifications in tryptophan residues were identified as kynurenine (shift mass of +4 Da), +16 and + 32 Da. Oxidized lysozyme subjected to SDS-Page showed dimmers formation. The main aim was to analyze cross-linking formation between 2-oxo-histidine residues in lysozyme. However, cross-links between 2- oxo-histidine and lysine residues, and cross-links between oxidized tryptophan residues have been identified. Following results obtained with the protein model, we evaluated oxidation and the dimers formation in proteins extracted from the lens of the bovine eye. Analysis performed in nLC-MS/MS and bioinformatics identified different types of modifications, including formation of dimers with histidine residues (2-oxo-His-His). The data provided evidence for simultaneous occurrence of protein cross-linking on exposure 1O2. These results demonstrated the important role of 1O2 in protein reactions beyond its involvement in developing of pathological conditions. In conclusion, dimerization of proteins through 2-oxo-His residues may be a possible new biomarker for 1O2 in biological systems.

O oxigênio molecular singlete (1O2) é formado em sistemas biológicos e reage com diferentes biomoléculas. Proteínas representam um dos principais alvos de oxidação, devido as suas altas concentrações em organismos. Em pH fisiológico 1O2 reage com His, Tyr, Met, Cys e Trp. Neste trabalho investigamos a oxidação causada pelo 1O2 e a formação de dimerização em uma proteína modelo, a lisozima. A identificação dos principais produtos de oxidação e dimerização foi realizada por sequenciamento de peptídeos através de nano cromatografia acoplada a espectrometria de massas (nLC-MS/MS). A geração de 1O2 foi realizada por fotossensibilização utilizando luz e rosa bengala como fotossensibilizador, e pela decomposição térmica de endoperóxidos derivado do naftaleno DHPN16O2 e DHPN18O2, uma fonte limpa de 1O2 no meio reacional. Os resultados demonstraram que a reação do oxigênio singlete com lisozima acarreta oxidação dos resíduos de Met, His e Trp. A caracterização da estrutura primária por nLC-MS/MS dos aminoácidos confirmou a adição de átomos de oxigênio marcado (18O). A lisozima é constituída apenas de um resíduo de histidina (His15) e as oxidações identificadas foram adições de massas de +14 Da (descrita como 2-oxo-histidina), +16 e +32 Da. Os resíduos de metionina (Met12 e Met105) foram identificados como sulfóxidos (MetSO - adição de massas de +16 Da). Para os resíduos de triptofano foram identificados a formação de quinurenina (adição de massas de +4 Da), +16 e +32 Da. As oxidações levaram a formação de dimerização na proteína caracterizada por eletroforese em gel e nLC-MS/MS. O objetivo principal do trabalho foi analisar a ligação cruzada entre o resíduo de histidina 2-oxohistidina na lisozima. Entretanto, foram identificadas ligações cruzadas entre 2- oxo-histidina e resíduos de lisina, além de ligações cruzadas com resíduos de triptofano oxidado. Em consequência dos resultados obtidos com a proteína modelo, avaliamos as oxidações e formação de dímeros em proteínas extraídas do cristalino do olho bovino. Diferentes tipos de modificações foram observados, além da formação de dímeros entre resíduos de histidina (2-oxoHis-His) caracterizados por nLC-MS/MS e bioinformática. Os dados obtidos neste trabalho, fornecem evidências da ocorrência simultânea de formação de ligações cruzadas entre diferentes proteicas após exposição a 1O2. O trabalho resultou na identificação e sequenciamento através de nLC-MS/MS de peptídeos oxidados por 1O2 a partir de uma proteína modelo. Esses resultados reiteram o importante papel do 1O2 em reações com proteínas além do seu envolvimento no desenvolvimento de condições patológicas. A dimerização formada na ligação cruzada em 2-oxo-His-His representa um possível novo biomarcador para o 1O2 em sistemas biológicos / Singlet molecular oxygen (1O2) can be generated in biological systems, reacting with different biomolecules. Proteins are major target for oxidants due to higher concentration in organisms. At physiological pH, 1O2 may react with the following aminoacids: His, Tyr, Met, Cys and Trp. Here, we investigated oxidation and dimerization reactions of proteins exposed to 1O2 using lysozyme as a model. Modifications of lysozyme by 1O2 were investigated using mass spectrometry approaches. Identification of the main oxidation and dimerization products were performed by peptide sequencing by nano-chromatography coupled to mass spectrometry (nLC-MS/MS). Singlet oxygen was generated using visible light and rose Bengal as photosensitizer, and from the decomposition of thermolabile endoperoxides DHPN16O2 e DHPN18O2, clean sources of 1O2. Experimental findings showed oxidation of Met, His, and Trp residuesin lysozyme. Structural characterization by nLC-MS/MS of the oxidative modifications in lysozyme tryptic peptides showed the addition of [18O]-labeled atoms in different amino acid residues. Lysozyme has in its structure a single histidine residue (His15). We identified shifts of +14 Da (described as oxohistidine), +16 and +32 Da in this residue. Methionine residues (Met12 and Met105) were oxidized to sulfoxides (MetSO mass shift of +16 Da). Modifications in tryptophan residues were identified as kynurenine (shift mass of +4 Da), +16 and + 32 Da. Oxidized lysozyme subjected to SDS-Page showed dimmers formation. The main aim was to analyze cross-linking formation between 2-oxo-histidine residues in lysozyme. However, cross-links between 2- oxo-histidine and lysine residues, and cross-links between oxidized tryptophan residues have been identified. Following results obtained with the protein model, we evaluated oxidation and the dimers formation in proteins extracted from the lens of the bovine eye. Analysis performed in nLC-MS/MS and bioinformatics identified different types of modifications, including formation of dimers with histidine residues (2-oxo-His-His). The data provided evidence for simultaneous occurrence of protein cross-linking on exposure 1O2. These results demonstrated the important role of 1O2 in protein reactions beyond its involvement in developing of pathological conditions. In conclusion, dimerization of proteins through 2-oxo-His residues may be a possible new biomarker for 1O2 in biological systems.