Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2012-10-16T22:22:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2002-02Bitstream added on 2014-06-13T19:20:48Z : No. of bitstreams: 1 silva_sm_dr_botfca.pdf: 826608 bytes, checksum: e85bc1e4fc3e58899c3119936dd26d01 (MD5) / Este trabalho foi conduzido no laboratório de geoquímica do Departamento de Recursos Naturais da FCA-UNESP LAGEADO, Botucatu(SP). Utilizou-se como material básico de estudo, a argila do tipo caulinita, obtida na região de Botucatu(SP). Vários experimentos foram conduzidos com o objetivo de determinar os níveis ideais para os parâmetros que pudessem influir no branqueamento do caulim como a concentração de sacarose, relação C:N:P, relação água:substrato, temperatura, além da determinação da natureza biológica do processo. A taxa de branqueamento determinada em cada experimento foi caracterizada, em função de uma escala de branqueamento elaborada especificamente para este trabalho. Antes e após o bioprocessamento, o material de estudo foi submetido às análises de Espectrometria de Absorção Atômica (AAS), determinação da superfície específica e volume de poros (BET) e difratometria de raios-X. Os resultados obtidos indicaram que a faixa ideal quanto a concentração de sacarose foi de 4,0% a 5,5% em relação ao substrato. A relação C:N:P que promoveu um melhor resultado no processo foi igual a 250:1:0,2, reduzindo o tempo para início do processo de branqueamento. A relação água:caulim situada entre 3,0:1 e 2,0:1 mostrou ser a faixa ideal para o desenvolvimento do processo estudado. Quanto à temperatura, o que se observou foi um melhor desempenho quando a mesma foi mantida em 30oC sendo que, à 35oC os resultados foram similares. Abaixo de 30oC e acima de 35oC o processo de branqueamento é drasticamente afetado. A comprovação da natureza biológica do processo, também foi verificada experimentalmente. As análises de Espectrometria de Absorção Atômica (AAS), mostraram uma redução de mais de 40% no teor de ferro contido no material original. A difratometria de raios-X mostrou que o branqueamento biológico... . / This work was carried out at the laboratory of geochemical of the Departmento de Recursos Naturais of FCA-UNESP LAGEADO, Botucatu(SP). It was used as basic material of study, the clay of the type kaulinite, obtained in the area of Botucatu(SP). Several experiments were driven with the objective of determining the ideal levels for the parameters that could influence in the bleaching of the kaolin as the sucrose concentration, relationship C:N:P, relationship water:substratum, temperature, besides the determination of the biological nature of the process. The rate of certain bleaching in each experiment was characterized, in function of a bleaching scale specifically elaborated for this work. Before and after the bioprocessing, the study material was submitted to the analyses by Atomic Absorption Spectrometry (AAS), determination of the specific surface and volume of pores (BET) and X-ray difractometry (XRD). The obtained results indicated that the ideal range of sucrose concentration was from 4,0% to 5,5% in relation to the substratum. The relationship C:N:P that promoted a better result in the process was equal for 250:1:0,2, reducing the time for beginning of the bleaching process. The relationship water:kaolin between 3,0:1 and 2,0:1 showed to be the ideal range for the development of the studied process. As the temperature, which it observed was a better acting when the same was maintained in 30oC and, to for 35oC the results were similar. Below 30oC and above 35oC the bleaching process is affected drastically. The confirmation of the biological nature of the process was also verified. The analyses of Atomic Absorption Spectrometry (AAS), showed a reduction of more than 40% in the grade of iron contained in the original material. The X-ray difractometry (XRD), showed that the biological bleaching improved the characteristics of the processed material... (Complete abstract, click electronic address below).

Orientador: Ademércio Antonio Paccola / Resumo: Este trabalho foi conduzido no laboratório de geoquímica do Departamento de Recursos Naturais da FCA-UNESP LAGEADO, Botucatu(SP). Utilizou-se como material básico de estudo, a argila do tipo caulinita, obtida na região de Botucatu(SP). Vários experimentos foram conduzidos com o objetivo de determinar os níveis ideais para os parâmetros que pudessem influir no branqueamento do caulim como a concentração de sacarose, relação C:N:P, relação água:substrato, temperatura, além da determinação da natureza biológica do processo. A taxa de branqueamento determinada em cada experimento foi caracterizada, em função de uma escala de branqueamento elaborada especificamente para este trabalho. Antes e após o bioprocessamento, o material de estudo foi submetido às análises de Espectrometria de Absorção Atômica (AAS), determinação da superfície específica e volume de poros (BET) e difratometria de raios-X. Os resultados obtidos indicaram que a faixa ideal quanto a concentração de sacarose foi de 4,0% a 5,5% em relação ao substrato. A relação C:N:P que promoveu um melhor resultado no processo foi igual a 250:1:0,2, reduzindo o tempo para início do processo de branqueamento. A relação água:caulim situada entre 3,0:1 e 2,0:1 mostrou ser a faixa ideal para o desenvolvimento do processo estudado. Quanto à temperatura, o que se observou foi um melhor desempenho quando a mesma foi mantida em 30oC sendo que, à 35oC os resultados foram similares. Abaixo de 30oC e acima de 35oC o processo de branqueamento é drasticamente afetado. A comprovação da natureza biológica do processo, também foi verificada experimentalmente. As análises de Espectrometria de Absorção Atômica (AAS), mostraram uma redução de mais de 40% no teor de ferro contido no material original. A difratometria de raios-X mostrou que o branqueamento biológico... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo). / Abstract: This work was carried out at the laboratory of geochemical of the Departmento de Recursos Naturais of FCA-UNESP LAGEADO, Botucatu(SP). It was used as basic material of study, the clay of the type kaulinite, obtained in the area of Botucatu(SP). Several experiments were driven with the objective of determining the ideal levels for the parameters that could influence in the bleaching of the kaolin as the sucrose concentration, relationship C:N:P, relationship water:substratum, temperature, besides the determination of the biological nature of the process. The rate of certain bleaching in each experiment was characterized, in function of a bleaching scale specifically elaborated for this work. Before and after the bioprocessing, the study material was submitted to the analyses by Atomic Absorption Spectrometry (AAS), determination of the specific surface and volume of pores (BET) and X-ray difractometry (XRD). The obtained results indicated that the ideal range of sucrose concentration was from 4,0% to 5,5% in relation to the substratum. The relationship C:N:P that promoted a better result in the process was equal for 250:1:0,2, reducing the time for beginning of the bleaching process. The relationship water:kaolin between 3,0:1 and 2,0:1 showed to be the ideal range for the development of the studied process. As the temperature, which it observed was a better acting when the same was maintained in 30oC and, to for 35oC the results were similar. Below 30oC and above 35oC the bleaching process is affected drastically. The confirmation of the biological nature of the process was also verified. The analyses of Atomic Absorption Spectrometry (AAS), showed a reduction of more than 40% in the grade of iron contained in the original material. The X-ray difractometry (XRD), showed that the biological bleaching improved the characteristics of the processed material... (Complete abstract, click electronic address below). / Doutor

O pó de aciaria elétrica (PAE) é um resíduo siderúrgico rico em ferro (Fe3+) e muitas vezes é disposto em aterros industriais devido à falta de tecnologias alternativas de baixo custo para sua reciclagem. Neste trabalho o PAE foi tratado termicamente (300, 400, 500, 600, 700 e 800 0C) sob fluxo de H2 com o objetivo de obter fases reduzidas de ferro (Fe3O4, FeO e Fe0). O PAE e os materiais obtidos foram caracterizados e utilizados em três tipos de reação para remediação ambiental: (i) reações Fenton heterogêneo para degradação do corante têxtil preto remazol (PR) e decomposição do H2O2, (ii) redução de Cr (VI) para Cr (III) e (iii) redução de nitrobenzeno presente em solução aquosa. Os resultados obtidos por espectrometria de absorção atômica por chama, difração de raios-X e espectroscopia Mössbauer mostraram que o PAE possui cerca de 21% de íons ferro e após tratamento térmico acima de 400 ºC as fases oxidadas deste metal foram reduzidas parcialmente a Fe3O4, FeO e Fe, chegando a obter cerca de 79% de ferro metálico. Os resultados da caracterização dos materiais obtidos também indicam a presença de magnetita substituída com zinco e manganês. Os resultados de área superficial BET mostraram que o PAE tem sua área superficial significativamente aumentada quando este é tratado termicamente a temperaturas superiores a 700 ºC. As imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura mostram que as partículas de PAE possuem em sua maioria formato esférico e após tratamento térmico observou-se uma significativa mudança na textura do material. Os testes catalíticos realizados para a decomposição do H2O2 em presença do corante PR mostraram que a velocidade desta reação diminui com o aumento da concentração de corante, sugerindo que as mesmas ocorrem por mecanismo radicalar. Nas reações Fenton heterogêneas para a degradação do corante PR, observou-se que o PAE obtido a 400, 500 e 600 ºC apresentaram melhores resultados, o que está relacionado com a presença de magnetita substituída combinada com fases reduzidas de ferro na superfície dos mesmos. Estes materiais ao ficarem em contato com a solução do corante PR notou-se a descoloração do corante e/ou mudança de cor da solução (de azul para rosa). Este efeito ocorreu principalmente devido à degradação redutiva do corante promovida pelas fases reduzidas de ferro presentes nos materiais. A capacidade redutiva destes materiais foi comprovada com a reação de redução do nitrobenzeno (NB) a anilina (AN), realizada com o PAE500, o qual reduziu cerca de 86% da concentração do NB e promoveu a formação de 1,81x10-5 mol L-1 de anilina. Os testes realizados para redução de Cr (VI) utilizando os materiais obtidos mostraram que todos apresentaram bons resultados, sendo que o PAE tratado a 600 e 700 ºC reduziram cerca de 100% do Cr (VI) em apenas 10 minutos de reação. / The electric arc furnace dust (EAF) steelmaking is a residue rich in iron (Fe3 +) and is often disposed in industrial landfills due to the lack of alternative technologies for low-cost recycling. In this work the EAF was heat treated (300, 400, 500, 600, 700 and 800ºC) under flowing H2, in order to obtain phase reduced iron (Fe3O4, FeO and Fe0).The EAF and materials were characterized and used in three types of reaction to environmental remediation: (i) heterogeneous Fenton reactions for degradation of textile dye Remazol Black (PR) and H2O2 decomposition, (ii) reduction of Cr (VI) to Cr (III) and (iii) reduction of nitrobenzene in aqueous solution. The results obtained by atomic absorption spectrometry with flame, powder X-ray diffraction and Mössbauer spectroscopy showed that the EAF has about 21% of iron ions and after thermal treatment above 400ºC The results obtained by atomic absorption spectrometry with flame, powder X-ray diffraction and Mössbauer spectroscopy showed that the EAF has about 21% of iron ions and after thermal treatment above 400ºC, the phases oxidized in this metal were reduced partially to Fe3O4, FeO and Fe0, coming to get about 79% of metallic iron. The characterization results of the obtained materials also indicate the presence of magnetite replaced with zinc and manganese. The BET surface area results showed that the EAF has its surface area increased significantly when it is heat treated at temperatures above 700ºC.The images obtained by scanning electron microscopy showed that the particles have EAF mostly spherical and after heat treatment showed a significant change in the texture of the material. The catalytic tests performed for the decomposition of H2O2 in the presence of the PR dye showed that the rate of this reaction decreases with increasing dye concentration, suggesting that it occurs by radical mechanism. In the heterogeneous Fenton reactions to degradation of the PR dye, it was possible to observe that the EAF obtained at 400, 500 and 600ºC showed better results, which is related to the presence of magnetite substituted combined with reduced iron phases on the surface. For the materials which remained in contact with the solution of the dye, it was possible to notice the PR discoloration and/or a change in the color of the solution (from blue to pink). This effect was mainly due to the reductive degradation of the dye promoted by reduced iron phases present in the materials. Reductive capacity of these materials was confirmed with the reaction of reduction of nitrobenzene (NB) to aniline (AN) performed with EAF500, which decreased about 86% of the concentration of NB and promoted the formation of 1.81 x10-5 mol L-1 aniline. The tests performed for reducing Cr (VI) using the obtained materials showed that all of them gave good results, while the EAF treated at 600 and 700ºC lowered about 100% of the Cr (VI) in 10 minutes of reaction. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2015-03-18T20:53:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327699.pdf: 2326362 bytes, checksum: 59adc62a979fda82182c66b6dd144b21 (MD5) Previous issue date: 2013 / O biogás é uma mistura gasosa, proveniente da decomposição anaeróbia de matéria orgânica, e que apresenta grande potencial para aproveitamento energético devido ao seu elevado teor de metano. Para promover uma queima eficiente em sistemas de conversão de energia, porém, alguns dos gases presentes no biogás devem ser eliminados ou ter sua concentração reduzida, como é o caso do sulfeto de hidrogênio (H2S). Esta dissertação pretende abordar a remoção de H2S por meio de óxido de ferro granular. O objetivo desse trabalho foi avaliar a eficiência de remoção de H2S a partir de uma mistura sintética, composta por 200 ppm de deste gás e balanço em N2, com o uso de óxido de ferro granular em uma coluna de 5,8 cm de diâmetro interno. O material granular utilizado é um resíduo proveniente do processo de obtenção do ácido sulfúrico a partir da pirita carbonosa, e que contém em sua composição 98% de hematita (Fe2O3). Foram realizados ensaios para se avaliar qual a melhor combinação entre a quantidade de material e velocidade linear do gás através da coluna, que proporcionassem as melhores eficiências de remoção de H2S. Os ensaios demonstraram que para velocidade linear de 1,0 cm.s-1 e coluna preenchida com 7,5 cm de material, ocorreu a remoção de 0,209 mgH2S.g-1 óxido de ferro granular. Para velocidade linear de 5,0 cm.s-1 e coluna preenchida com 30,0 cm de material, a capacidade de adsorção de H2S encontrada foi de 0,233 mg H2S. g-1 óxido de ferro granular. Os valores resultantes para velocidades lineares e quantidades de material distintas indicaram que para melhores capacidades de remoção de H2S com este material deve-se buscar aliar baixas velocidades lineares do gás e coluna preenchida com grande quantidade de óxido de ferro granular. A comparação da superfície específica BET encontrada entre o óxido de ferro granular utilizado, de 10,12 cm²-g-1 de material, e materiais comerciais utilizados para o mesmo fim, demonstra que o material utilizado nos experimentos apresenta baixa capacidade de remoção de H2S. O valor encontrado para o raio médio dos poros, de 267,2 nm, é classificado na faixa de macroporos, sendo que esta característica também evidencia a baixa capacidade de adsorção de H2S deste tipo de óxido de ferro granular.<br> / Abstract : Biogas is a gas mixture, originated from anaerobic decomposition of organic matter, which presents great energy potential due to its high methane content. To promote efficient energy conversion of biogas in engines, however, some of the gases presented in the mixture must be disposed of or have their concentration reduced, as hydrogen sulfide (H2S). This research aims to assess the removal of H2S by adsorption on granular iron oxide. This evaluation was conducted by making a synthetic gas mixture containing 200 ppm of H2S in balance with N2 run through a column of 5.8 cm of internal diameter, filled with granular iron oxide as adsorbent. The iron oxide used is composed 98% of hematite (Fe2O3), and it is a byproduct of the sulfuric acid formation, which uses carbonaceous pyrite as raw material. Tests to evaluate the best combination between the amount of granular iron oxide and linear gas velocity values were performed, in order to provide the best H2S removal efficiency. The tests have shown that for linear gas velocity of 1.0 cm.s-1 and column filled with 7.5 cm of granular iron oxide led to a removal of 0.209 mgH2S.g-1 of granular iron oxide. For a linear velocity of 5.0 cm.s -1 and column filled with 30.0 cm of granular iron oxide, the adsorption capacity found was 0,233 mg H2S.g-1 of granular iron oxide. The resulting values for distinct linear gas velocities and amount of material used indicate that the best H2S removal capacities can be achieved combining low linear gas velocity values and great loads of granular iron oxide. A comparison of the BET surface area found to the granular iron oxide used, of 10.12 cm ² .g- 1 of material , with the commercial materials used for the same purpose, demonstrated that the granular iron oxide used in the tests presents a low H2S removal capacity. The value found for the average pore radius, of 267.2 nm , is classified in the macropore range, and this feature also indicates a low H2S adsorption capacity for this type of granular iron oxide.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-05-19T04:07:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 333531.pdf: 1500890 bytes, checksum: f705b71d68de1395043e09c4d57aa013 (MD5) Previous issue date: 2014 / Nanopartículas de ferro têm demonstrado bom desempenho como catalisadores e são amplamente utilizadas em diferentes reações químicas, inclusive para degradação de fármacos. É reportado na literatura que oozônio é uma alternativa eficaz para o tratamento de poluentes emergentes, devido ao seu poder oxidante. No entanto, reduzidas taxas de mineralização constituem um verdadeiro empecilho para a popularização deste sistema, sendo a utilização de processos catalíticos capaz de promover um aumento na eficiência do processo de ozonização quanto à remoção de carga orgânica. O objetivo deste trabalho é a síntese, caracterização e aplicação de catalisadores de óxidos de ferro (goetita a-FeOOH e hematita Fe2O3) na ozonização catalítica de sulfametoxazol. Foram preparados catalisadores de óxido de ferro (H300, H400, H600 e H800) que se diferenciam a partir da temperatura aplicada no tratamento térmico da goetita, proveniente da drenagem ácida de mina (DAM) da Carbonífera Criciúma/SC. Testes de atividade catalítica a 25ºC e pH 5.5, mostraram que o catalisador H600 resultou na maior mineralização do sulfametoxazol (71%), seguido do H300 com 55%. O catalisador H600 foi utilizado para avaliação da influência do pH na reação de mineralização do sulfametoxazol. Os resultados obtidos foram superiores para pH 12.0 com 96.7% de remoção de matéria orgânica em 2 horas. Reações de ozonização com pH>12.0 são efetivamente consideradas como processos oxidativos avançados (POAs), já que ocorrem por via indireta, por meio da produção de um forte agente oxidante, o radical HO?. Para pH 5.5 a remoção foi de 70.7% em 2 horas, com a vantagem de não ser necessário ajuste ao meio reacional. Para avaliação da dosagem do catalisador o catalisador H600 foi testado em pH 5.5 e 12.0. Os resultados para ambos os pHs mostram que a mineralização nas concentrações de catalisador de 0.25 e 0.50 g.L-1 são similares. Os catalisadores preparados neste trabalho se mostraram eficientes para a mineralização de sulfametoxazol, e possuem a vantagem de serem produzidos a partir de matéria-prima abundante e de baixo custo.<br> / Abstract : Iron nanoparticles have showngood performance as catalysts and are widely used in chemical reactions, including drugs degradation. It is reported in literature that ozone is an effective alternative for the emerging pollutants treatment. However, reduced mineralization rates constitute a real obstacle to the popularization of this system, and the catalytic processes can promote an increase in the ozonation process as the organic load removal. The subject of this work is the synthesis, characterization and application of catalytic iron oxides (goethite a-FeOOH and hematite Fe2O3) in the sulfamethoxazole (SMX) catalytic ozonation. Iron oxide catalysts were prepared (H300, H400, H600 and H800) that differ from the temperature applied for the thermal treatment of goethite, from the Carbonífera Criciúma´s acid mine drainage (AMD). Catalytic activity at 25ºC and pH 5.5 showed that the H600 catalyst has higher SMX mineralization (71%), followed by H300 with 55%. The H600 catalyst was used to assess the pH influence on the SMX mineralization. The best results were obtained at pH12.0 with 96.7% of organic matter removal in 2 hours. Ozonation reaction sat pH>12.0 are effectively considered as advanced oxidation processes. This occurs from indirect pathway, through the production of a strong oxidizing agent, HO? radical. To pH 5.5 the organic matter removal was equal to 70.7% in 2 hours, with the advantage of not having to adjust to the reaction medium. To evaluate the catalyst dosage, H600 was tested at pH 5.5 and 12.0. The results showed that SMX mineralization are similar to 0.25 and 0.50 g.L-1 catalyst concentration. Toxicity analyses show that after the reaction end products are innocuous. The catalysts synthesized in this work were effective for the SMX mineralization and have the advantage of being produced by abundant and low cost raw materials.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-11-24T03:11:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336238.pdf: 2867833 bytes, checksum: f6ea0d1b9b2aee59c86c4c2de958ccb8 (MD5) Previous issue date: 2015 / O biogás representa uma forma de energia limpa e sustentável, que pode ser potencialmente aproveitada nos aterros sanitários brasileiros. Entretanto, o seu uso energético encontra-se limitado pela presença de contaminantes que dificultam o processo e acarretam dispendiosos custos de manutenção. O sulfeto de hidrogênio (H2S) é o contaminante mais perigoso, tóxico e corrosivo presente no biogás e, portanto, sua eficiente remoção é fundamental para qualquer aplicação energética. O objetivo desta pesquisa é avaliar a remoção de H2S com óxido de ferro nanoestruturado (OFN), visando ao estabelecimento de parâmetros para dimensionamento de unidade de dessulfurização de biogás produzido em aterro sanitário. A fim de se determinar o desempenho do OFN, testes de adsorção e regeneração foram conduzidos em reator de fluxo ascendente e contínuo sob diferentes condições experimentais. Este estudo foi realizado em escala laboratorial, com o uso de gás sintético (H2S + N2). Os resultados demonstraram que a concentração inicial de H2S e a umidade do gás são os parâmetros que mais influenciam a capacidade de adsorção do OFN. Mostrou-se que o uso de velocidades espaciais inferiores e iguais a 2.500 h-1 provoca a obtenção de eficiências de remoção superiores a 99%. A máxima capacidade de adsorção obtida até a ruptura do OFN foi 2,7 mgH2S.g-1, correspondente ao ensaio com maior coluna (Di=3,0cm), menor concentração inicial de H2S (200 ppmv), gás seco e velocidade espacial de 2.500 h-1. Através de técnicas de caracterização das amostras de OFN, verificou-se que o óxido de ferro foi de fato convertido a sulfeto de ferro durante a saturação do leito e, também, que a regeneração do OFN com ar não foi satisfatória para as condições operacionais testadas. Ainda, as análises de caracterização mostraram que o OFN é um material adsorvente conformado por nanopartículas aciculares de hematita (aFe2O3), cuja área superficial BET (73,2 m²g-1) é consideravelmente superior à de óxidos de ferro convencionais, o que justifica o seu bom desempenho. Os resultados alcançados foram úteis para a definição de parâmetros genéricos a serem adotados no dimensionamento de filtro com OFN aplicado à dessulfurização de biogás.<br> / Abstract : Biogas represents a form of clean and sustainable energy which can be potentially exploited in Brazilian landfills. However, its energetic use is limited by the presence of contaminants which hinder the process and generate excessive maintenance costs. Hydrogen sulfide (H2S) is the most dangerous, toxic and corrosive contaminant in biogas, therefore its safe and efficient removal is essential to any kind of energy application. The aim of this research is to evaluate H2S removal with nanostructured iron oxide (NIO), towards establishing parameters to design a desulfurization unit for biogas produced in landfills. In order to determine the performance of NIO, adsorption and regeneration tests were conducted in a continuous up-flow reactor over a range of different operating conditions. This study was performed on lab scale with the use of synthetic gas (H2S + N2). The results demonstrate that the H2S inlet concentration and gas humidity are the most influencing parameters of the adsorption capacity of NIO. It was shown that the use of gas space velocity equal to or lower than 2,500 h-1 induces removal efficiencies greater than 99%. The maximum breakthrough capacity obtained for NIO was 2.7 mgH2S.g-1, corresponding to the trial with the greatest column (Di=3.0cm), the lowest H2S inlet concentration (200 ppm), dry gas and gas space velocity of 2,500 h-1. Characterizing the NIO samples, it was found that the iron oxide was in fact converted into iron sulfide during the desulfurization test and also that bed regeneration with air was not satisfactory for the operating conditions tested. Furthermore, the characterization analysis showed that NIO is an adsorbent material formed by acicular hematite nanoparticles (aFe2O3), with a BET surface area (73.2 m²g-1) considerably higher than that in conventional iron oxides, which explains the good performance of NIO. The results were useful for the definition of generic parameters to be considered in the design of a filter with NIO for biogas desulfurization.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-graduação em Química / Made available in DSpace on 2013-06-25T18:39:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 310280.pdf: 2186920 bytes, checksum: 2e1df773e118acb9e65f6f5f2c9fd793 (MD5) / No presente trabalho desenvolveu-se uma nova metodologia sintética para a obtenção de seleno- e teluro acetilenos. Para isto, foram reagidos acetilenos terminais, dicalcogenetos de diorganoíla, carbonato de potássio e óxido de ferro nanoparticulado como catalisador. O método descrito proporciona uma boa economia atômica, partindo de substratos simples e de fácil manipulação. Além disso, o uso de Fe3O4 nano como catalisador torna a metodologia atraente, pois é um reagente barato, não tóxico e pode ser facilmente recuperado por separação magnética. Adicionalmente, estendeu-se a metodologia para diversos dicalcogenetos e alcinos, a fim de se obter uma série de seleno- e teluro acetilenos com grande diversidade estrutural, bem como verificar o efeito do substituinte nos rendimentos reacionais. Os calcogeno acetilenos sintetizados por esta nova metodologia se apresentaram com rendimentos satisfatórios que variaram de 55 até 91%. Ao término da síntese dos seleno- e teluro acetilenos e com o intuito de tornar o trabalho mais robusto, foi realizado um estudo da reciclabilidade do catalisador. Verificou-se que o Fe2O3 é um catalisador eficiente frente a sucessivos processos de reciclagem, uma vez que se mostrou efetivo até a 4ª recuperação, sem perdas consideráveis no rendimento da reação. / In this study, a new synthetic methodology for the synthesis of seleno- and telluro acetylenes from terminal alkynes, diorganyl dichalcogenides and potassium carbonate catalyzed by recicable iron (II, III) oxide nanoparticles was developed. This new method promoted atomic economy by using simple and hadling starting materials such as terminal alkynes and diorganyl dichalcogenides. In addition, the use of nano Fe3O4 as a catalyst turned this method attractive in a synthetic point of view due to this metal is non-expensive, non-toxic and can be easily recovered through magnetic separation. Furthermore, the effect of the substituents in the reaction conditions was evaluated and thus a wide serie of seleno- and telluro acetylenes was prepared. The chalcogen acetylenes synthesized using this methodology were obtained in a yield of 55 to 91%. After the synthesis of the desired seleno- and telluro acetylenes, a detailed study in relation to the recyclability of the catalyst was performed. With this study, it was observed that the iron oxide nanoparticles can be reutilized in the reaction medium with a minimal loss in the reaction efficiency. This study also showed the high efficiency of the catalyst, since it was easily recovered and reused for further catalytic cycles.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, 2016 / Made available in DSpace on 2016-09-20T05:06:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 339910.pdf: 5304637 bytes, checksum: d21211320def34f4dd35ce30466f4094 (MD5) / Sulfetos vinílicos são substâncias orgânicas que apresentam um átomo de enxofre ligado diretamente a um carbono vinílico. Esses compostos desempenham importante papel em química orgânica, atuando como intermediários e/ou blocos construtores em diversas transformações. Tendo em vista a notável aplicação desses compostos sulfurados, planejou-se uma metodologia mais simples, rápida e ambientalmente adequada para sua preparação.Efetivamente, desenvolveu-se um novo método sintético para a obtenção de sulfetos vinílicos a partir da reação de tióis com alcinos terminais utilizando óxido de ferro (II, III) nanoparticulado como catalisador, através de uma reação sem solvente. Além disso, após a otimização das condições reacionais, o método permitiu a preparação de diferentes tipos de sulfetos vinílicos com alta seletividade e com rendimentos de até 99 %.Cabe salientar ainda que a utilização de Fe3O4 nanoestruturados como catalisador torna a metodologia atraente pelo fato de ser um composto facilmente acessível e pelo seu alto poder de recuperação por separação magnética, o que facilita a reutilização dos mesmos em reações posteriores. Estudos específicos realizados mostram que o catalisador pode ser recuperado e reutilizado sem perda significativa no rendimento e na seletividade até o 5° ciclo de reação.<br> / Abstract: Vinyl thioethers are organic substances which contain a sulfur atom attached directly to a vinyl carbon. These compounds are of unique biological and pharmaceutical importance and have been used as powerful intermediates and building blocks in synthetic organic chemistry. Considering the wide application of vinyl thioethers in several transformations, we developed a new methodology that could be fast, simple, more eco-friendly and efficient for the preparation of vinyl thioethers from terminal alkynes and thiols.In this work we developed a new protocol employing Fe3O4 nanoparticles as a recyclable catalyst under solvent-free conditions. In fact, this greener method enabled us to prepare the desired vinyl thioethers in very good yields (up to 99 %) and with high stereoselectivity.It is also worth mentioning that the above methodology is very attractive because uses Fe3O4 nanoparticles which are readily available and can be recovered by means of an external magnet. In addition, the catalyst was easily recovered and reused in up to five cycles without significant loss of activity.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-01-24Bitstream added on 2014-06-13T18:41:29Z : No. of bitstreams: 1 camargo_la_dr_jabo.pdf: 3142663 bytes, checksum: 14ec5de45a255a8c558e22f6d97b190a (MD5) / O presente trabalho tem como objetivos caracterizar a mineralogia da fração argila e a suscetibilidade magnética em diferentes superfícies geomórficas, avaliar a correspondência entre difração de raios x e a espectroscopia de reflectância difusa no auxílio das estimativas dos teores de goethita e hematita, avaliar a influência dos óxidos de ferro na adsorção de fósforo bem como a calibração e a validação de funções de pedotransferência para a predição do fósforo adsorvido, utilizando os óxidos de ferro e a suscetibilidade magnética. Uma área de 500 hectares foi delimitada e uma amostra de solo, a cada seis hectares foi coletada na profundidade de 0,0 a 0,20 m. No espigão da área, foi locada uma transeção, e amostras de solos foram coletadas a cada 25 metros. Em cada superfície geomórfica mapeada na área, foram coletadas aproximadamente 20 amostras de solos dispostas nas laterais da transeção. As amostras de solos foram levadas ao laboratório para a realização das análises granulométricas, físicas, mineralógicas, de fósforo adsorvido e da suscetibilidade magnética. Os teores de goethita e hematita foram estimados utilizando a proporção destes óxidos de ferro obtida por difração de raios x e por espectroscopia de reflectância difusa. Os resultados das análises foram submetidos às análises estatísticas e geoestatísticas, e funções de pedotransferência foram calibradas e validadas para a predição do fósforo adsorvido bem como seu mapeamento. Os resultados permitiram concluir que: A natureza dos minerais da fração argila e a suscetibilidade magnética são dependentes da variação do material de origem. A variabilidade espacial da cristalinidade e dos teores dos óxidos de ferro, bem como da suscetibilidade magnética, é dependente da idade das superfícies geomórficas. A superfície mais nova... / This study aims to characterize the clay mineralogy and magnetic susceptibility in different geomorphic surfaces, evaluate the correlation between x-ray diffraction and diffuse reflectance spectroscopy in the estimation of goethite and hematite, the influence of iron oxides on the adsorption phosphorus as well as the calibration and validation of pedotransfer functions for predicting adsorbed phosphorus using iron oxides and magnetic susceptibility. An area of 500 hectares was delineated and a soil sample every six hectares was collected in depth from 0.0 to 0.20 m. A transect was leased, and soil samples were collected every 25 meters. In each geomorphic surface mapped in the area were collected approximately 20 soil samples arranged on either side of the transect. Soil samples were taken to the laboratory for carrying out particle size analysis, physical, mineralogical, adsorbed phosphorus and magnetic susceptibility. The goethite and hematite were estimated using the ratio of iron oxides obtained by x-ray diffraction and by diffuse reflectance spectroscopy. The results of the analysis were subjected to statistical analysis and geostatistical, and pedotransfer functions were calibrated and validated to predict the adsorbed phosphorus and its mapping. The results showed that: The spatial variability of crystallinity and of the content of the iron oxides, as well as the magnetic susceptibility is dependent on the age of the geomorphic surfaces. The surface newest (III) has a higher spatial variability of these attributes. The clay minerals influence the soil physical properties. The characterization of the spatial variability of iron oxides and magnetic susceptibility allows the delineation of homogeneous areas that may be relevant future ace soil series and the specific management areas. The goethite and hematite... (Complete abstract click electronic access below)