El trabajo de investigación desarrollado en la presente tesis versa sobre la profundización de los mecanismos de acción de catalizadores mesoporosos en la reducción de la toxicidad del tabaco para disponer de bases más sólidas para el diseño de nuevos catalizadores. Recientemente, una de las preocupaciones sociales ha sido el impacto del consumo de tabaco en la salud de los fumadores activos y pasivos. De esta forma, varios debates se centraron en la importancia de eliminar esta práctica. Sin embargo, las medidas tomadas por los distintos gobiernos claramente no han sido suficientes. No pudieron evitar los efectos negativos del tabaco y sin alcanzar los niveles esperados en la reducción del consumo. En este sentido, los procesos de adsorción y catálisis pueden proporcionar una alternativa válida para reducir la toxicidad del humo del tabaco, lo que puede constituir un campo importante para una nueva aplicación en el uso de catalizadores y contribuir a paliar los negativos efectos del consumo de tabaco. En los últimos 15 años y particularmente en los últimos 5, el grupo de investigación de Procesado y Pirólisis de Polímeros ha desarrollado una intensa labor de investigación en el estudio y desarrollo de catalizadores para la reducción de la toxicidad de los humos del tabaco, así como del efecto de determinados catalizadores sobre la nicotina y distintos aditivos. Recientemente se ha adquirido un equipo de EGA (Evolved Gas Analysis) con el que se ha podido desarrollar el presente trabajo que ha permitido un conocimiento más preciso de los compuestos generados en distintas condiciones y atmósferas, aportando una información muy valiosa, que no se puede obtener con los equipos anteriormente utilizados, sobre los procesos que tienen lugar en la pirólisis y combustión del tabaco y el efecto de catalizadores. En primer lugar, se estudió el efecto del catalizador en las distintas variedades de tabaco existente además de la mezcla de tabaco que se utiliza como referencias en experimentos de termogravimetría a una velocidad de calefacción lenta. En este trabajo se observaron diferencias y similitudes entre la descomposición de los tipos de tabaco y el efecto de la adición del catalizador. Se observaron diferencias al añadir el catalizador principalmente en el proceso de combustión a temperaturas elevadas y en el residuo generado en los experimentos en atmósfera inerte. A continuación, para obtener más información sobre la descomposición a velocidades de calefacción lentas, se realizó el mismo tipo de experiencia, pero analizando las distintas fracciones generadas por tramos de temperatura por cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas. En este caso se observó que el catalizador tiene un mayor efecto de reducción a temperaturas bajas (<300 ºC), y un efecto contrario al aumentar la temperatura. Además, se observó que los efectos de reducción también fueron mayores en atmósfera oxidante. A continuación, se realizó un estudio de la pirólisis “flash” (velocidad de calentamiento elevada) del tabaco a varias temperaturas, así como la influencia de la cantidad de catalizador añadido a su mezcla. En este estudio se obtuvo que, al igual que a velocidad lenta, el efecto del catalizador es mayor a temperaturas bajas y en atmósfera oxidante. Sin embargo, también se obtuvieron reducciones significativas en la pirólisis a 500 ºC en atmósfera oxidante. El efecto del catalizador no es tan relevante en otros casos, provocando incluso un aumento de los compuestos aromáticos y nitrogenados en atmósfera inerte a temperaturas elevadas. Se verificó que a temperaturas bajas la generación de los compuestos más tóxicos es prácticamente nula y estos se ven reducidos por el catalizador. Igualmente, se observó una selectividad específica del catalizador cuando la pirólisis se realiza bajo atmósfera oxidante y a bajas temperaturas de pirólisis, manteniendo la liberación de nicotina y disminuyendo la generación de otros componentes. Se obtuvieron efectos más significativos a medida que aumenta la cantidad de catalizador utilizada. Aunque en los experimentos anteriores se obtuvieron resultados de reducción en la generación de compuestos procedentes de la descomposición de tabaco, estas fueron significativamente menores que las que sistemáticamente se han obtenido por nuestro grupo de investigación en los experimentos de fumado. Por tanto, no se puede concluir que ninguna de las técnicas utilizadas pueda considerarse representativa de lo que el catalizador es capaz de hacer en el proceso de fumado. Todos los experimentos descritos comparten una característica común y diferente a los experimentos de fumado. En todos ellos los volátiles generados son eliminados rápidamente de la zona caliente del sistema y no tienen opción de entrar en contacto con el catalizador, por lo que se están estudiando casi exclusivamente las reacciones primarias. Sin embargo, al fumar un cigarrillo, los volátiles y alquitranes generados en una calada pueden condensar o ser adsorbidos sobre el tabaco y el catalizador (si lo hay), de modo que pueden experimentar posteriores reacciones secundarias. Estos procesos pueden ser mucho más significativos en presencia del catalizador, donde, además, la proporción catalizador/alquitrán condensado puede ser marcadamente mayor que la relación nominal catalizador/tabaco. Por ello, se realizó un estudio del efecto del catalizador en la pirólisis de la materia particulada total (TPM) generada durante el proceso de fumado, con objeto de analizar el efecto del catalizador en las reacciones secundarias de los alquitranes condesados sobre el mismo. Se obtuvo que el catalizador retrasa la descomposición de la TPM a temperaturas más elevadas. Además, se observa una mayor reducción de la nicotina liberada, posiblemente por el mejor contacto entre TPM-catalizador. En este caso también se observa un comportamiento similar a los anteriores, con mayores reducciones al añadir el catalizador a temperaturas bajas y en atmósfera oxidante. Finalmente, se comparan todos los resultados anteriores con los obtenidos en experimentos de fumado, observando que los resultados que más se asemejan son los realizados a temperaturas bajas y en atmósfera oxidante, teniendo en cuenta los resultados de la descomposición de la TPM. Por tanto, se podría afirmar que el catalizador actúa principalmente a temperaturas bajas con presencia de aire y este efecto es combinación de las reacciones principales y secundarias que tiene lugar durante el fumado. / Estudios financiados por el Vicerrectorado de Investigación de la Universidad de Alicante (UAFPU2018- 013), por la Conselleria d’Educació, Investigació, Cultura i Esport (IDIFEDER 2018/009 and PROMETEO2020/093) y por el Ministerio de Economía, Industria y Competitividad (CTQ2015-70726/P).

Design of a new well-defined surface organometallic species [O-(=Si–NH)2Zr(IV)Np2] has been obtained by reaction of tetraneopentyl zirconium (ZrNp4) on SBA-15 surface displaying mainly silylamine pairs [O-(=Si–NH2)2]. These surface species have been achieved by an ammonia treatment of a highly dehydroxylated SBA-15 at 1000°C (SBA-151000). This support is known to contain mainly strained reactive siloxane bridges (≡Si-O-Si≡)[1] along with a small amount of isolated plus germinal silanols =Si(OH)2. Chemisorption of ammonia occurs primarily by opening these siloxane bridges[2] to generate silanol/silylamine pairs [O-(=Si–NH2)(=SiOH)] followed by substitution of the remaining silanol. Further treatment using hexamethyldisilazane (HMDS) results in the protection of the isolated remaining silanol groups by formation of ≡Si-O-SiMe3 and =Si(OSiMe3)2 but leaves ≡SiNH2 untouched. After reaction of this functionalized surface with ZrNp4, this latter displays mainly a bi-podal zirconium neopentyl organometallic complex [O-(=Si–NH)2Zr(IV)Np2] which has been fully characterized by diverse methods such as infrared transmission spectroscopy, magic angle spinning solid state nuclear magnetic resonance, surface elemental analysis, small angle X-ray powder diffraction (XRD), nitrogen adsorption and energy filtered transmission electron microscopy (EFTEM). These different characterization tools unambiguously prove that the zirconium organometallic complex reacts mostly with silylamine pairs to give a bi-podal zirconium bis-neopentyl complex, uniformly distributed into the channels of SBA-151000. Therefore this new material opens a new promising research area in Surface Organometallic Chemistry which, so far, was dealing mainly with O containing surface. It is expected that vicinal amine functions may play a very different role as compared with classical inorganic supports. Given the importance in the last decades of N containing ligands in catalysis, one may expect important prospects…

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A sílica mesoporosa SBA-15 é uma forte candidata para uso como adjuvante por apresentar propriedades vantajosas, como a capacidade de integração com moléculas, baixa toxicidade, boa estabilidade química, térmica e hidrotérmica. Seu potencial adjuvante foi demonstrado em trabalhos onde a SBA-15 associada a antígenos de naturezas distintas foi capaz de induzir uma alta produção de anticorpos específicos quando administrados por via parenteral. Além disso, a SBA-15 diminuiu a toxicidade da toxina diftérica na imunização de cavalos. Os efeitos da SBA-15 na produção de anticorpos com imunizações exclusivamente administradas pela via oral não havia sido testada. Assim, verificou-se a produção de anticorpos em camundongos heterogênicos selecionados para alta (HIII) e baixa (LIII) produção de anticorpos e em animais de fundo genético conhecido (BALB/c), após imunização oral com dois antígenos de naturezas distintas: LPS (antígeno T-independente) e flagelina (antígeno Tdependente), associados a sílica SBA-15. Os camundongos foram inoculados com duas doses de LPS ou flagelina de Salmonella typhimurium, associados ou não a SBA-15, pela via oral ou por via subcutânea. Foram pesquisados anticorpos séricos IgM, IgG e IgA, S-IgA no lavado intestinal e citocinas no soro. Células do linfonodo mesentérico foram coletadas após a imunização oral para caracterização fenotípica. Houve IgM anti-flagelina detectável em BALB/c no período de 37 dias no grupos Fla+SBA-15. Os animais de ambas as linhagens produziram IgG anti-LPS e anti-flagelina em todos os períodos avaliados. Foi encontrada uma pequena diferença significativa em BALB/c, entre os grupos Fla+SBA-15 e Fla após reforço por via oral. Não foi possível detectar IgA sérica nem secretória nos lavados intestinais. Não houve níveis detectáveis de citocinas nos soros do período avaliado. Foram encontrados linfócitos B1, T CD4+ e T CD8+, células dendríticas e moléculas coestimulatórias CD80 e CD86. Houve diferença estatística nas células dendríticas de HIII entre os grupos LPS+SBA-15 e LPS. / Ordered mesoporous sílica SBA-15 is a vaccine adjuvant candidate due to its advantageous properties such as the ability to associate with molecules, low toxicity, and also good chemical, thermal and hydrothermal stability. It has been demonstrated that the association of SBA-15 with several antigens, including toxins, induce high production of specific antibodies when injected parenterally.Since the oral route is natural for most infections, oral vaccination would be suitable for immunization against several diseases. Thus, we verified the antibody production of the non-isogenic mice selected for high (HIII) and low (LIII)antibody response after oral immunization with two antigens with distinct nature: LPS (T-independent antigen) and flagellin (Tdependent antigen), associated with silica SBA-15 Three mice per groupwere orally inoculated (gavage) with twodoses of LPS (75&#956;g) or Salmonella typhimurium flagellin (50&#956;g) adsorbed/encapsulated or not to SBA-15 at a 1:10 ratio on days 0 and 30. Blood sampleswere collectedon days 7 and 37andIgG serum levels were determined by ELISA.There was an increasing in antibody levels in HIII animalsi mmunized with both antigens associated with silica when compared to those immunized with antigen alone. We observed highest antibody levels in two of three HIII mice immunized with both antigens, although, due to the small sample, no significant differences were found between groups treated with silica or not. No significant difference was observed in LIII animals. The oral adjuvant effect of silica is encouraging by these preliminary results but must be confirmed by further experiments with a larger number of animals.

Filtros orgânicos são amplamente utilizados em formulações fotoprotetoras, com habilidade de absorver radiações ultravioleta (UV). Contudo, parte destes compostos possuem limitações, como: fotoinstabilidade, permeação cutânea e fotossensibilização e entre outros. Este trabalho envolveu a síntese de matriz mesoporosa do tipo SBA-15, encapsulação/incorporação de &#961;-metoxicinamato de octila (MCO), benzofenona-3 (BZF-3) e avobenzona (AVO) na SBA-15 para aplicação em formulações fotoprotetoras. Fez-se a determinação da eficácia in vitro dos filtros encapsulados/incorporados combinados a ingrediente cosmético; o preparo de bastão fotoprotetor e determinação eficácia estimada; a avaliação do potencial de irritação ocular dos bastões por HET-CAM - Hen\'s Egg Test - Chorioallantoic Membrane, e a avaliação da permeação/retenção cutânea e perfil de biodistribuição dos filtros. Para a caracterização dos materiais foram empregadas técnicas físico-químicas e analíticas. As medidas de adsorção/dessorção de N2 mostrou que as amostras dos filtros solares encapsulados/incorporados apresentaram diminuição na área superficial e volume de poro (V), indicando que os filtros solares foram encapsulados/incorporados na superfície e nos poros da SBA-15. Os resultados de Espalhamento de raios X a baixo ângulo evidenciaram que os filtros solares não afetaram a estrutura hexagonal da SBA-15. Por TG/DTG e análise elementar foi possível determinar a quantidade de filtros solares na superfície e nos mesoporos da SBA-15. Enquanto, as curvas DSC e DTA revelaram aumento na estabilidade térmica da AVO e BZF-3, quando encapsulados/incorporados. Os resultados da eficácia fotoprotetora in vitro monstraram que a combinação dos três filtros solares encapsulados/incorporados na SBA-15 promoveram aumento de 52% no fator proteção solar (FPS), enquanto que, na formulação fotoprotetora contendo os três filtros encapsulados/incorporados, o aumento foi de 94%. O ensaio de HET-CAM evidenciou que os bastões contendo SBA-15 e os filtros encapsulados/incorporados não foram irritantes. O ensaio de permeação/retenção cutânea monstrou que o processo de encapsulação/incorporação da BZF-3 promoveu diminuição de sua permeação em todos os tempos de exposição. As quantidades permeadas de AVO e MCO ficaram abaixo do limite de quantificação nos tempos 6 e 12 h, no entanto, no tempo de 24 h foi possível quantificá-los. As quantidades dos filtros solares retidas na pele a partir da formulação contendo os filtros solares encapsulados/incorporados na SBA-15 (F4) foram menores (tempos 6 e 12 h) em comparação à formulação contendo os filtros solares não encapsulados (F3). A investigação da biodistribuição dos filtros solares monstrou que a retenção total na pele, como na derme, foi menor na formulação F4 em comparação à F3. O estudo comparativo entre pele suína e a pele humana monstrou que as quantidades de BZF-3 e AVO permeadas e retidas na pele suína foram superiores do que em relação à humana para ambas as formulações (F4 e FR). Pela técnica de biodistribuição, foi possível determinar que os filtros solares oriundos das formulações F3 e referência (FR) apresentaram maior retenção destes compostos na derme do que em outras camadas da pele. Contudo, observou-se que os filtros encapsulados apresentaram taxa reduzida de retenção na derme. / Organic Filters are chemical compounds widely used in sunscreens formulations with the ability to absorb ultraviolet radiation (UV). Despite the effectiveness of these compounds in UV radiation protection, disadvantages related to their photo instability, potential skin permeation and photo sensibility pose significant challenges for improving these products. The aim of this work was to synthesize mesoporous matrix SBA-15, encapsulation/entrapping of octyl methoxycinnamate (OMC), benzophenone-3 (BZF-3) and avobenzone (AVO) into SBA-15 for application in photoprotective formulations. It was accessed in vitro photoprotection efficacy and in vitro photostability assay of encapsulated/entrapped UV filters combined with cosmetic ingredient and photoprotective stick formulations; evaluation of the ocular irritation potential of photoprotective stick formulations by in vitro method HET-CAM - Hen\'s Egg Test - Chorioallantoic Membrane; evaluation the skin permeation/deposition and biodistribution profile of photoprotective stick formulations. The decrease in the surface area and in mesoporous volume (V) observed in the nitrogen adsorption desorption isotherms of encapsulated/entrapped samples indicated that UV filters were efficiently encapsulated/entrapped into SBA-15. Additionally, SAXS results showed that UV filters did not affected the hexagonal structure of the mesoporous material and that these compounds filled the SBA-15 pores. TG/DTG and elemental analysis were efficient tools to confirm the presence and the quantity of UV filters into SBA-15. DTA and DSC curves of encapsulated/entrapped materials showed that the thermal stability of AVO and BZF-3 were increased. On the other hand, DSC curves of encapsulated/entrapped materials demonstrated that thermal stability of OMC was not increase. The in vitro photoprotective efficacy results demonstrated that the combination of the three sunscreens encapsulated/entrapped into SBA-15 increased 52.0% the SPF values, while the stick formulation containing the UV filters encapsulated/entrapped, the increase was 94.0%. Delivery experiments using porcine skin demonstrated that the encapsulation/entrapping process of UV filters resulted the decreased of BZF-3 permeation and deposition in skin (6 and 12 hours). The cutaneous biodistribution profile of UV filters showed that the deposition of these compounds from encapsulated/entrapped stick formulation (F4) was significantly lower than that from UV filters stick formulations (F3) in the total slices of the skin and dermis. The comparative study between porcine skin and human skin demonstrated that the amounts of BZF-3 and AVO permeated and deposited in porcine skin were higher than in human skin for both formulations (F4 and FR - reference formulation). By the biodistribution technique it was possible to determine that the UV filters from the formulations F3 and FR presented higher retention of these compounds in the dermis than in other layers of the skin. On the other hand, it was observed that the encapsulated UV filters presented low retention rate into dermis.

As metaloporfirinas (MeP) cloreto de 5,10,15,20-tetra(pentafluorofenill)porfirina de manganês (III) e ferro (III) (MnIIIP e FeIIIP) foram imobilizadas em matriz de sílica híbrida mesoporosa do tipo SBA-15. Os grupos silanóis da SBA-15 foram modificados com (3-aminopropil)trietoxissilano (APTES) e (3-aminopropil)dietoximetilsilano (APDES), que após a imobilização das metaloporfirinas geraram os catalisadores FeP-APSBA, FeP-APMSBA, MnP-APSBA e MnP-APMSBA. Um terceiro tipo de material foi preparado a partir da ligação de grupos trimetilsilil (TMS) nos catalisadores FeP-APSBA e MnP-APSBA, gerando outros dois catalisadores que foram denominados FeP-APSBA-TMS e MnP-APSBA-TMS. Os materiais foram caracterizados por FTIR, RD UV-Vis, TG/TGA MEV, MET e isotermas de adsorção e dessorção de N2 (BET/BJH). Para analisar a natureza da interação solvente-superfície nos materiais, foram determinadas medidas goniométricas de energia livre de superfície. Os catalisadores foram estudados na oxidação dos substratos (Z)-ciclo-octeno e ciclo-hexano, utilizando iodosilbenzeno (PhIO) como espécie doadora de oxigênio a fim de avalia-los como biomiméticos do citocromo P450. Os parâmetros estruturais foram comparados aos resultados catalíticos frente à formação da gaiola de solvente e das espécies intermediárias de alta valência, FeIV(O)P+. e MnV(O)P e estudar como esses fatores afetam o rendimento e a seletividade das reações catalisadas. As MeP-SBAs apresentaram uma faixa de rendimento de 88 a 47 % para epoxidação de (Z)-ciclo-octeno. Já na oxidação de ciclo-hexano houve formação de 2 a 8 % de ciclo-hexanol e 2 % de ciclo-hexanona. Observou-se maior seletividade para o álcool com as FeP-SBAs. / Manganese (III) and iron (III) 5,10,15,20- tetra(pentafluorophenyl) porphyrin (MnIIIP and FeIIIP ) chloride were immobilized in mesoporous silica hybrid matrix SBA-15. Silanol groups were modified with (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES) and (3-aminopropyl)diethoxymethylsilane (APDES), generating catalysts called FeP-APSBA, FeP-APMSBA, MnP-APSBA and MnP-APMSBA. A third type of material was prepared from the binding trimethylsilyl groups (TMS) in FeP-APSBA and MnP- APSBA catalysts generating the other two catalysts named FeP-APSBA-TMS and MnP-APSBA-TMS. The materials were characterized by FTIR , DR UV-Vis , TG/TGA SEM , TEM and adsorption and desorption isotherms of N2 (BET/BJH) and to analyze the materials solvent - surface interaction nature the were determined goniometric measurements of surface free energy. Catalysts were evaluated for (Z)- cyclooctene and cyclohexane oxidation mediated by iodosylbenzene (PhIO) as the oxygen donor species to evaluate their catalytic activity as cytochrome P450 biomimetics. Structural parameters were compared to catalytic results related to cage solvent formation and the intermediate species high valence FeIV(O)P+. and MnV(O) P and how these factors affect the yield and selectivity of catalysts. MeP-SBA\'s reactions showed a range of 88-47 % for epoxidation (Z)-cyclooctene and cyclohexane oxidation yielding 2 to 8 % of cyclohexanol and 2 % of cyclohexanone. In the latter case was observed a higher selectivity for alcohol with FeP-SBA\'s.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:41:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AdrianaPBS_DISSERT.pdf: 2596487 bytes, checksum: f09071ef3141cb36b73492e4246e301b (MD5) Previous issue date: 2012-03-15 / O recente interesse em se obter materiais nanoporosos funcionalizados para aplica??es como calisadores heterog?neos e adsor??o de CO2, tem aumentado no meio industrial e cientifico. Nesta ?ltima aplica??o, a introdu??o de grupos aminas, como os presentes em quitosana, em materiais nanoporosos do tipo SBA-15 para gerar intera??es espec?ficas com o CO2 tem ganhado import?ncia. Assim, neste trabalho foram realizadas a s?ntese do SBA-15 e posterior impregna??o da CS no suporte mesoporoso atrav?s do m?todo de impregna??o por via ?mida. Os materiais obtidos foram caracterizados por meio DRX, TG, DSC, MEV, FTIR e adsor??o/dessor??o de N2. Os resultados de DRX indicaram que a estrutura ordenada do suporte SBA-15 foi preservada ap?s a impregna??o e os c?lculos mostraram que o di?metro m?dio do poro e/ou a espessura m?dia da parede (wt) foram alterados devido a introdu??o da quitosana nas amostras funcionalizadas. As curvas de TG e de DSC,corroboraram com os dados de DRX, indicando a presen?a da quitosana na estrutura mesoporosa do SBA-15, assim como as micrografias das amostras funcionalizadas, que possibilitou visualizar o estado de agrega??o do material obtido. As bandas caracter?sticas de absor??o da CS na regi?o IV foram identificadas e interpretadas nas amostras funcionalizadas confirmando as outras caracteriza??es. Foi visto tamb?m que a ?rea superficial diminuiu nas amostras funcionalizadas, indicando a sucessiva incorpora??o do pol?mero no suporte mesoporoso. A energia de ativa??o do processo de degrada??o t?rmica da quitosana impregnada no suporte foi determinada por meio do m?todo de cin?tica livre de Viazovkin e pelo m?todo de Ozawa-Flay-Wall com os resultados indicando que o aumento da quitosana diminui em aproximadamente 10% a energia de ativa??o para sua degrada??o.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:41:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AdrianaPBS_DISSERT.pdf: 2596487 bytes, checksum: f09071ef3141cb36b73492e4246e301b (MD5) Previous issue date: 2012-03-15 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / The recent interest in obtaining functionalized nanoporous materials for applications such as heterogeneous catalysts and adsorption of CO2 has increased today. In the latter application, the introduction of amino groups such as present in the chitosan (CS), in the nanoporous materials like SBA-15 to generate specific interactions with CO2 has gained importance. In this work were performed to hydrothermal synthesis of SBA-15 and subsequent impregnation of the CS in the support mesoporous by the method of the wet impregnation. The materials were characterized by TG/DTG, DSC, XRD, SEM, FTIR and adsorption / desorption of N2. The XRD showed that the ordered structure of the support SBA-15 was preserved after the impregnation and calculations have shown that the average pore diameter (Dp) and / or the average wall thickness (wt) have been changed due to introduction of the CS in the samples functionalized. The curves of TG and DSC data corroborates the XRD, indicating the presence of CS in the nanoporous structure of SBA-15, as well as micrographs of samples, which allowed the display state of aggregation of the material obtained. The characteristics of bands absorption in the region of the CS in the FTIR were identified and interpreted in the samples functionalized, confirming the further characterization. Measurements showed that the BET surface area decreases in the functionalized samples, indicating the successive incorporation of the polymer in the nanoporous support. The activation energy apparent (Ea) for the process of thermal degradation of CS in the impregnated support was determined by the methods of kinetic freedom Vyazovkin and Ozawa-Flynn-Wall with the results indicating that the sample functionalized CS/SBA-15 2,5 % was decrease of the Ea in their degradation of about 10% compared to 1,0 % CS/SBA-15 sample / O recente interesse em se obter materiais nanoporosos funcionalizados para aplica??es como catalisadores heterog?neos e na adsor??o de CO2 tem aumentado atualmente. Nesta ?ltima aplica??o, a introdu??o de grupos aminas, como os presentes na quitosana (CS), em materiais nanoporosos do tipo SBA-15 para gerar intera??es espec?ficas com o CO2 tem ganhado import?ncia. Assim, neste trabalho foram realizadas a s?ntese hidrot?rmica do SBA- 15 e posterior impregna??o da CS no suporte mesoporoso atrav?s do m?todo de impregna??o por via ?mida. Os materiais obtidos foram caracterizados por meio de TG/DTG, DSC, DRX, MEV, FTIR e adsor??o/dessor??o de N2. Os resultados de DRX indicaram que a estrutura ordenada do suporte SBA-15 foram preservada ap?s a impregna??o e os c?lculos mostraram que o di?metro m?dio do poro (Dp) e/ou espessura m?dia da parede (wt) foram alterados devido a introdu??o da CS nas amostras funcionalizadas. As curvas de TG e DSC corroboraram com os dados de DRX, indicando a presen?a da CS na estrutura mesoporosa do SBA-15, assim como as micrografias das amostras funcionalizadas, que possibilitou visualizar o estado de agrega??o do material obtido. As bandas caracter?sticas de absor??o da CS da regi?o IV foram identificadas e interpretadas nas amostras funcionalizadas, confirmando as outras caracteriza??es. As medidas de BET mostraram que a ?rea superficial diminui nas amostras funcionalizadas, indicando a sucessiva incorpora??o do pol?mero no suporte nanoporoso. A energia de ativa??o aparente (Ea) do processo de degrada??o t?rmica da CS impregnada no suporte foi determinada por meio dos m?todos de cin?tica livre de Vyazovkin e de Ozawa-Flynn-Wall com os resultados indicando que a amostra funcionalizada CS/SBA-15 2,5 % teve uma diminui??o da Ea para a sua degrada??o de aproximadamente de 10% em rela??o a amostra de CS/SBA-15 1,0 %

Filtros orgânicos são amplamente utilizados em formulações fotoprotetoras, com habilidade de absorver radiações ultravioleta (UV). Contudo, parte destes compostos possuem limitações, como: fotoinstabilidade, permeação cutânea e fotossensibilização e entre outros. Este trabalho envolveu a síntese de matriz mesoporosa do tipo SBA-15, encapsulação/incorporação de &#961;-metoxicinamato de octila (MCO), benzofenona-3 (BZF-3) e avobenzona (AVO) na SBA-15 para aplicação em formulações fotoprotetoras. Fez-se a determinação da eficácia in vitro dos filtros encapsulados/incorporados combinados a ingrediente cosmético; o preparo de bastão fotoprotetor e determinação eficácia estimada; a avaliação do potencial de irritação ocular dos bastões por HET-CAM - Hen\'s Egg Test - Chorioallantoic Membrane, e a avaliação da permeação/retenção cutânea e perfil de biodistribuição dos filtros. Para a caracterização dos materiais foram empregadas técnicas físico-químicas e analíticas. As medidas de adsorção/dessorção de N2 mostrou que as amostras dos filtros solares encapsulados/incorporados apresentaram diminuição na área superficial e volume de poro (V), indicando que os filtros solares foram encapsulados/incorporados na superfície e nos poros da SBA-15. Os resultados de Espalhamento de raios X a baixo ângulo evidenciaram que os filtros solares não afetaram a estrutura hexagonal da SBA-15. Por TG/DTG e análise elementar foi possível determinar a quantidade de filtros solares na superfície e nos mesoporos da SBA-15. Enquanto, as curvas DSC e DTA revelaram aumento na estabilidade térmica da AVO e BZF-3, quando encapsulados/incorporados. Os resultados da eficácia fotoprotetora in vitro monstraram que a combinação dos três filtros solares encapsulados/incorporados na SBA-15 promoveram aumento de 52% no fator proteção solar (FPS), enquanto que, na formulação fotoprotetora contendo os três filtros encapsulados/incorporados, o aumento foi de 94%. O ensaio de HET-CAM evidenciou que os bastões contendo SBA-15 e os filtros encapsulados/incorporados não foram irritantes. O ensaio de permeação/retenção cutânea monstrou que o processo de encapsulação/incorporação da BZF-3 promoveu diminuição de sua permeação em todos os tempos de exposição. As quantidades permeadas de AVO e MCO ficaram abaixo do limite de quantificação nos tempos 6 e 12 h, no entanto, no tempo de 24 h foi possível quantificá-los. As quantidades dos filtros solares retidas na pele a partir da formulação contendo os filtros solares encapsulados/incorporados na SBA-15 (F4) foram menores (tempos 6 e 12 h) em comparação à formulação contendo os filtros solares não encapsulados (F3). A investigação da biodistribuição dos filtros solares monstrou que a retenção total na pele, como na derme, foi menor na formulação F4 em comparação à F3. O estudo comparativo entre pele suína e a pele humana monstrou que as quantidades de BZF-3 e AVO permeadas e retidas na pele suína foram superiores do que em relação à humana para ambas as formulações (F4 e FR). Pela técnica de biodistribuição, foi possível determinar que os filtros solares oriundos das formulações F3 e referência (FR) apresentaram maior retenção destes compostos na derme do que em outras camadas da pele. Contudo, observou-se que os filtros encapsulados apresentaram taxa reduzida de retenção na derme. / Organic Filters are chemical compounds widely used in sunscreens formulations with the ability to absorb ultraviolet radiation (UV). Despite the effectiveness of these compounds in UV radiation protection, disadvantages related to their photo instability, potential skin permeation and photo sensibility pose significant challenges for improving these products. The aim of this work was to synthesize mesoporous matrix SBA-15, encapsulation/entrapping of octyl methoxycinnamate (OMC), benzophenone-3 (BZF-3) and avobenzone (AVO) into SBA-15 for application in photoprotective formulations. It was accessed in vitro photoprotection efficacy and in vitro photostability assay of encapsulated/entrapped UV filters combined with cosmetic ingredient and photoprotective stick formulations; evaluation of the ocular irritation potential of photoprotective stick formulations by in vitro method HET-CAM - Hen\'s Egg Test - Chorioallantoic Membrane; evaluation the skin permeation/deposition and biodistribution profile of photoprotective stick formulations. The decrease in the surface area and in mesoporous volume (V) observed in the nitrogen adsorption desorption isotherms of encapsulated/entrapped samples indicated that UV filters were efficiently encapsulated/entrapped into SBA-15. Additionally, SAXS results showed that UV filters did not affected the hexagonal structure of the mesoporous material and that these compounds filled the SBA-15 pores. TG/DTG and elemental analysis were efficient tools to confirm the presence and the quantity of UV filters into SBA-15. DTA and DSC curves of encapsulated/entrapped materials showed that the thermal stability of AVO and BZF-3 were increased. On the other hand, DSC curves of encapsulated/entrapped materials demonstrated that thermal stability of OMC was not increase. The in vitro photoprotective efficacy results demonstrated that the combination of the three sunscreens encapsulated/entrapped into SBA-15 increased 52.0% the SPF values, while the stick formulation containing the UV filters encapsulated/entrapped, the increase was 94.0%. Delivery experiments using porcine skin demonstrated that the encapsulation/entrapping process of UV filters resulted the decreased of BZF-3 permeation and deposition in skin (6 and 12 hours). The cutaneous biodistribution profile of UV filters showed that the deposition of these compounds from encapsulated/entrapped stick formulation (F4) was significantly lower than that from UV filters stick formulations (F3) in the total slices of the skin and dermis. The comparative study between porcine skin and human skin demonstrated that the amounts of BZF-3 and AVO permeated and deposited in porcine skin were higher than in human skin for both formulations (F4 and FR - reference formulation). By the biodistribution technique it was possible to determine that the UV filters from the formulations F3 and FR presented higher retention of these compounds in the dermis than in other layers of the skin. On the other hand, it was observed that the encapsulated UV filters presented low retention rate into dermis.

Gas-oil obtained from bitumen contains a significant amount of impurities, which are difficult to remove using a conventional alumina supported hydrotreating catalyst. Innumerable studies have been carried out to develop a highly effective hydrotreating catalyst, and among all utilizing more advanced support is considered as a better alternative. Recently, SBA-15, which is an ordered mesoporous silica support, has received importance as a catalyst support because of its excellent textural properties. However, SBA-15 lacks surface acidity and provides very low metal-support interaction. By modifying SBA-15 with zirconia, an optimum level of surface acidity and Si-Mo interaction can be achieved. Also, by doping zirconia with SBA-15, the textural properties of zirconia can be improved. Hence, a synergistic effect can be obtained while incorporating zirconia onto SBA-15 and the resulting material Zr-SBA-15 can be used as an effective support for hydrotreating catalyst. In the present study, Zr-SBA-15 supports were prepared by the post synthesis and the direct synthesis method with different zirconia loading. Zr-SBA-15 supported NiMo catalysts were prepared by incipient wetness impregnation technique. Catalysts and supports were characterized by small angle X-ray scattering (SAXS), nitrogen adsorption/desorption (BET), powder X-ray diffraction (XRD), transmission electron spectroscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), and Raman spectroscopy methods.<p> Characterization of support confirmed that the zirconia was successfully incorporated in a mesoporous SBA-15 structure without significantly changing the textural properties of SBA-15. The performance of the Zr-SBA-15 supported NiMo catalysts was evaluated based on hydrodesulfurization and hydrodenitrogenation activities exhibited during hydrotreating of heavy gas oil derived from Athabasca bitumen at industrial operating condition (temperature 375-395 °C, pressure 8.9 MPa, LHSV 1.0 hr-1 and gas/oil ratio 600 Nm3/m3). The comparison of catalytic activities showed that the NiMo catalysts supported on Zr-SBA-15, prepared by direct and post synthesis method exhibited higher hydrotreating activity compared to SBA-15 supported catalyst. NiMo catalyst supported on Zr-SBA-15 with 23 wt% of ZrO2 loading, prepared by post synthesis method showed the highest activity among all the catalysts.<p> After determining the best support, the optimum catalyst metal loadings on the Zr-SBA-15 support was found to be 17 wt% of Mo and 3.4 wt% of Ni. This catalyst also showed higher activity in mass basis for the hydrotreating of heavy gas oil compared to that of commercial hydrotreating catalyst.<p> A kinetic study was performed on the optimum NiMo/Zr-SBA-15 catalyst to predict its HDS and HDN activities while varying the parameters of temperature, liquid hourly space velocity (LHSV), pressure and gas-to-oil ratio. Rate expressions were developed using Power Law and Langmuir-Hinshelwood model to predict the behavior of both the HDS and HDN reactions. Power law models were best fit with reaction orders of 1.8 and 1.3, and activation energies of 115 kJ/mol and 121 kJ/mol, for HDS and HDN reactions, respectively. The activation energies calculated using Langmuir-Hinshelwood model considering H2S inhibition were found to be 122 kJ/mol and 138 kJ/mol, for HDS and HDN reactions, respectively.