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Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-05-24T17:54:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338840.pdf: 3007500 bytes, checksum: b207a869556289fb28642b1290f82e10 (MD5) Previous issue date: 2016 / Este trabalho envolve os surfactantes ImS3-n (n = número de átomos de carbono da cadeia alquílica apolar = 10, 12, 14 e 16) que são surfactantes dipolares iônicos estruturalmente relacionados com os líquidos iônicos e está dividido em duas partes. A primeira parte apresenta algumas propriedades físico-químicas relacionadas a formação de micelas normais e reversas destes surfactantes. Devido à baixa solubilidade destes em água a temperatura ambiente, a cmc foi determinada em solução salina de NaCl e como esperado, este parâmetro depende do comprimento da cadeia alquílica e os valores obtidos se ajustam a equação de Klevens. Na presença de NaClO4, as micelas dos surfactantes ImS3-n tornam-se aniônicas devido a incorporação de ClO4- na interface micelar. Uma característica especial destes surfactantes, é a capacidade de formar micelas reversas em clorofórmio e solubilizar grandes quantidades de soluções salinas. O máximo de água que pode ser solubilizada nas micelas reversas é dependente da concentração e tipo de sal dissolvido. A segunda parte descreve a síntese, caracterização e quantificação por EDXRF e FAAS das nanopartículas de paládio sintetizadas em micelas reversas do surfactante ImS3-14. As nanopartículas sintetizadas apresentaram bons resultados na catálise de reações de redução do grupo nitro (-NO2). Primeiramente, foi avaliada cineticamente a atividade catalítica destas nanopartículas na redução do 4-nitrofenol a 4-aminofenol, sendo obtidos valores relativamente altos de constante de velocidade. Uma observação mais detalhada dos espectros de absorção molecular na região do UV-Vis revelou a presença de outra molécula absorvendo em comprimentos de onda próximo ao produto da reação. Através da análise de massas (ESI-MS e ESI-MS/MS) foram obtidos sinais referentes ao reagente (4-nitrofenol), produto (4-aminofenol) e a um intermediário (4-hidroxilaminofenol) da reação. Os resultados obtidos se mostraram consistentes com a formação de produtos amino em uma rota direta, em que os compostos nitro aromáticos são inicialmente reduzidos a compostos nitrosos, sendo então reduzidos para os derivados de hidroxilamina, e, finalmente, para as anilinas, com as duas etapas iniciais se processando muito rapidamente e não sendo possível visualizar o intermediário nitroso. Esses resultados também são coerentes com um mecanismo onde as moléculas intermediárias deixam a superfície da nanopartícula e a reação prossegue em várias etapas com a adsorção e dessorção ocorrendo em cada passo da reação. Os parâmetros de ativação obtidos quando comparados com resultados jáapresentados na literatura para sistemas utilizando catalisadores de paládio, mostraram que os mecanismos de reação são similares, com as entalpias de ativação menores sendo compensadas por entropias de ativação mais negativas. Como resultado, a reação de redução do 4-nitrofenol é termicamente compensada com as constantes de velocidade para a maioria das reações possuindo valores similares. Além disso, as nanopartículas de paládio estabilizadas pelo surfactante ImS3-14 mostraram-se eficientes na redução de compostos nitro aromáticos com diferentes substituintes, apresentando elevada conversão (= 83%). Em termos de impacto ambiental este é um bom resultado, porque as nanopartículas de paládio mostraram alta atividade catalítica na redução de compostos nitro aromáticos, os quais são potenciais poluentes ambientais, mesmo usando-se baixas quantidades desse metal.<br> / Abstract : This work involves the ImS3-n surfactants (n = number of carbon atoms of the alkyl chain apolar = 10, 12, 14 and 16) which are zwitterionic surfactants structurally related to the ionic liquid and it is divided into two parts. The first part presents some physicochemical properties related to the formation of normal and reverse micelles of these surfactants. Due to low solubility of these surfactants in water at room temperature, the cmc was determined in NaCl solution and as expected, this parameter depends on the length of the alkyl chain and the values follow the Klevens equation. In the presence of NaClO4, the ImS3-n micelles become anionoid by incorporation of ClO4- on the micellar interface. A special feature of these surfactants is the ability to form reverse micelles in chloroform and solubilizes copious amounts of salt solutions. The maximum water that can be solubilized in reverse micelles dependes on the concentration and type of dissolved salt. The second part describes the synthesis, characterization and quantification by EDXRF and FAAS of palladium nanoparticles synthesized in reverse micelles of ImS3-14surfactant. Firstly, the catalytic activity of these nanoparticles in the reduction of 4-nitrophenol to 4-aminophenol was evaluated kinetically, being obtained relatively high values of rate constant. A more detailed observation of molecular absorption spectra in the UV-Vis region revealed the presence of another molecule absorbing at wavelengths close to the reaction product. By mass analysis (ESI-MS and ESI-MS/MS) were obtained signals relative to the reagent (4-nitrophenol), product (4-aminophenol) and an intermediate (4-hydroxylaminophenol) of reaction. The results obtained were consistent with the formation of amino products in a direct route, where the aromatic nitro compounds are initially reduced to nitroso compound, and then reduced to the hydroxylamine derivative and finally to aniline, with both initial steps processing very fast and not being able to see the nitrous intermediary. These results are also consistent with a mechanism where the intermediate molecules leave the surface of the nanoparticle and the reaction proceeds in several steps with the absorption and desorption occurring in each reaction step. The activation parameters obtained when compared with results already presented in the literature for systems using palladium catalysts, have shown that the reaction mechanisms are similar, with lower activation enthalpies being compensated by more negative entropies of activation. As a result, the reaction is thermally compensated and the rate constants for most reactions are rather similar. Moreover, palladium nanoparticlesstabilized by surfactant ImS3-14 showed efficient in the reduction of aromatic nitro compounds, with high conversion (= 83%). In terms of environmental impact this is a good result because the palladium nanoparticles showed high catalytic activity for the reduction of aromatic nitro compounds, which are potential environmental pollutants, even using lower amounts of this metal.

En esta tesis se ha estudiado la intercalación de Li en dos nanoestructuras de titanatos, TiO2(B) y H2Ti3O7, siendo ambos materiales candidatos para ser aplicados en baterías de ión-Li. En el caso del primer material estudiado, se realizaron estudios sobre el voltaje de intercalación del Li en las superficies ultrafinas (100) y (001) y en el sistema “bulk”, mientras que en el segundo material se estudió sólamente la intercalación en el “bulk”. En general, se obtuvieron los parámetros para las estructuras y las curvas DOS de los sistemas puros e intercalados. Se estudió la diferencia de densidad de carga y se realizó el análisis de Bader para estudiar las cargas del sistema. Se realizaron estudios vibracionales, obteniendo las phDOS, y el espectro Raman en el caso del estudio sobre TiO2(B). Se realizaron estudios de la difusión de Li en los dos materiales, y las propiedades termodinámicas de los dos sistemas “bulk” han sido estudiadas, para así poder tener una comprensión más realista para la aplicación de estos sistemas. En el desarrollo de la presente tesis, todos los cálculos fueron realizados en el marco de la Teoría del Funcional de la Densidad con la metodología de Hubbard (DFT+U). Los cálculos de optimización de geometría, estructura electrónica, estudios de carga, espectros Raman y difusión, entre otros, se obtuvieron mediante el código VASP. Los estudios de enlace se realizaron mediante el código DDEC6. Cabe destacar que el postprocesamiento para la obtención de las propiedades vibracionales y termodinámicas fueron realizadas con el código libre Phonopy. Los cálculos fueron comparados con estudios teóricos previos de DFT y con resultados experimentales, cuando había disponibles. / In this thesis, the Li intercalation of two titanates nanostructures were studied, TiO2(B) and H2Ti3O7, being both materials candidates to be applied in Li-ion batteries. In the case of the first material studied, studies about voltage intercalation of Li in the ultrathin surfaces (100) and (001) and in the “bulk” systems were performed, while in the second material, only the intercalation in the “bulk” was studied. In general, the parameters obtained for the structures and the DOS curves of the pure and intercalated systems were obtained. The charge density difference was studied and the Bader analysis was performed in order to study the charges of the system. Vibrational studies were performed, obtaining the phDOS and the Raman spectra in the case of the TiO2(B) study. Li diffusion studies in both materials were performed, and the thermodynamic properties of both “bulk” systems have been studied to have a more realistic comprehension for the application of these systems. In the development of the present thesis, all of the calculations were performed with Density Functional Theory with the Hubbard methodology (DFT+U). The calculations of optimization of geometry, electronic structure, charge studies, Raman spectra and diffusion, among others, were obtained with the VASP code. The bond studies were performed with the DDEC6 code. It is important to mention that the postprocessing to obtain the vibrational and thermodynamics properties was performed with the open source package Phonopy. The calculations were compared with previous DFT theoretical studies and experimental results, when they were available.

El objetivo de la presente Tesis es el desarrollo de un sistema de medidas topográficas de superficies sin simetría de rotación, que se ha aplicado a superficies toroidales. No tenemos constancia de que este tipo de medidas se haya realizado mediante deflectometría Ronchi. La misma obtención de topografías es un proceso poco frecuente incluso cuando las muestras son de revolución y la deflectometría Ronchi clásica tiene plena validez.Esta Tesis Doctoral, redactada en inglés, se ha dividido en ocho capítulos: En su primer capítulo se introduce a lector en el entorno en el que se ha desarrollado el trabajo, y se presenta la novedad de la propuesta. En el segundo se presenta una revisión del estado actual de las diferentes técnicas de perfilometría por medios ópticos. Se incide especialmente en las técnicas más próximas a la deflectometría Ronchi, como la microscopía confocal y las técnicas interferométricas y deflectométricas (Moiré y Hartmann).El tercer capítulo justifica el modelo teórico, utilizado para obtener las topografías de superficies cóncavas reflectoras. Se parte tanto de la interpretación basada en la Óptica Geométrica como la basada en la Óptica Ondulatoria, llegándose a la conclusión de que el modelo geométrico es suficiente si las frecuencias de la red de muestreo utilizada son bajas (menores que 3 líneas por milímetro).En el cuarto capítulo se detalla el montaje experimental y el procesado de los datos que permite la obtención de la topografía de la superficie.A lo largo del quinto capítulo se discuten técnicas de mejora de las medidas obtenidas, descartándose el incremento de frecuencia en la red y las técnicas de desplazamiento de fase, y aportándose una nueva técnica basada en la superposición de medidas obtenidas mediante la composición de registros que se diferencian en un desplazamiento conocido de la red de Ronchi.El sexto capítulo muestra la validez de la técnica propuesta mediante la medida de distintas superficies esféricas, cuyos radios se comparan con valores de referencia obtenidos utilizando un radioscopio. Esta operación se repite satisfactoriamente en tres posiciones diferentes de las muestras, demostrando que el montaje experimental está adecuadamente calibrado. El séptimo capítulo aborda la medida de distintas superficies toroidales, cuyos valores de radios de curvatura y posición de los meridianos principales se miden adecuadamente. Estas medidas se han obtenido para tres posiciones y cuatro orientaciones diferentes en cada muestra, demostrando la robustez del método.En el octavo capítulo se presentan las conclusiones del trabajo, que se pueden resumir en:- Se ha desarrollado un sistema para la medida de topografías de superficies con y sin simetría de rotación, a partir de una aproximación geométrica a la deflectometría Ronchi clásica. El montaje experimental que hemos desarrollado incluye algoritmos de software de tratamiento de imágenes, cálculo matemático y control de motores, programados por nosotros mismos en lenguaje C.- Se ha mejorado el muestreo de la deflectometría Ronchi clásica mediante la composición de diferentes datos experimentales obtenidos mediante desplazamientos sucesivos y conocidos de la red de Ronchi. Se ha justificado como inviable la aplicación de técnicas de desplazamiento de fase a deflectometría Ronchi sin asumir hipótesis adicionales.- Tanto la topografía como los residuos de la mejor superficie ajustada se han calculado para seis muestras esféricas, en tres posiciones diferentes, y para seis muestras tóricas, en tres posiciones y cuatro orientaciones diferentes. Las medidas obtenidas han permitido apreciar de modo fiable características submicrométricas de las muestras independientemente de su posición y orientación.En la última sección se describen la bibliografía y referencias utilizadas en el trabajo.

[pt] Nesse trabalho descrevemos superfícies mínimas mergulhadas em espaços produtos M x R, onde M = R2, S2 e H2 que são folheadas por geodésicas (superfícies regradas ) e curvas de curvatura constante de M (supefícies cíclicas ). Em R2xR, ou seja, em R3 vamos demonstrar que só existem duas superfícies mínimas cíclicas, que são o catenóide e o exemplo de Riemann. Em seguida caracterizamos as superfícies mínimas cíclicas em S2 x R que formam uma família a dois parâmetros e por fim exibimos três famílias de dois parâmetros de superfícies mínimas cíclicas em H2 x R. / [en] In this work we describe minimal surfaces embedded in product spaces M x R, where M = R2, S2 and H2 which are foliated by geodesics (ruled surfaces) and curves of M with constant curvature (cyclic surfaces). In R2 x R, i.e. R3, we shall prove that there exist only two minimal cyclic surfaces which are the catenoid and the Riemann example. Then we characterize minimal cyclic surfaces in S2 x R; they form a two-parameter family. Finally we exhibit three two-parameter families of minimal cyclic surfaces in H2 x R.

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Título original: Avaliação da degradação da mistura diesel/biodiesel por colorimetria / Orientador: Ederio Dino Bidoia / Banca: Adriano Pinto Mariano / Banca: Regina Teresa Rosim Monteiro / Banca: Sandra Imaculada Maintinguer / Banca: Dejanira de Franceschi de Angelis / Resumo: A projetada escassez de combustíveis fósseis, a alta necessidade energética e as pressões ambientais tornaram necessária uma mudança na matriz energética mundial. Nesse sentido, verifica-se a expansão do mercado de combustíveis derivados de fontes renováveis, predominando o etanol para automóveis e o biodiesel adicionado ao diesel para caminhões, ônibus, tratores e transportes marítimos. Além de diversificar a matriz energética, o biodiesel apresenta algumas vantagens do ponto de vista ambiental em relação ao diesel de petróleo como por exemplo, maior biodegradabilidade. Acidentes ambientais com petróleo e derivados causam danos consideráveis ao meio ambiente, gerando uma preocupação pública enorme, que pressiona para soluções rápidas e econômicas. Dentre as alternativas de tratamento para quando ocorre um derramamento de petróleo, a biorremediação emerge como um processo simples e de baixo custo quando comparado a outras alternativas, além se ser menos agressiva e a mais adequada para manutenção do equilíbrio ecológico. O objetivo deste trabalho foi avaliar a biodegradação de misturas de diesel e biodiesel nas proporções de 3, 5, 7, 10, 25, 50 e 80% em solo e em meio aquoso, verificando se a adição de inóculo da bactéria Bacillus subtilis e a adição do surfactante químico Tween® 80 auxilia na biodegradação de tais misturas. Também foi analisada, para as misturas de 5, 25 e 50% de biodiesel em diesel, a eficiência do processo de biorremediação, a fitotoxicidade e a diversidad... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The shortage of fossil fuels, high energy requirements and environmental pressures have made it necessary to change the world energy matrix. In this sense, there is the expansion of the market of fuels derived from renewable sources, predominating ethanol for automobiles and biodiesel for trucks, buses, tractors and maritime transport. In addition to diversifying the energy matrix, biodiesel has some advantages from an environmental point of view in relation to petroleum diesel, such as higher biodegradability. Environmental accidents with oil and by-products cause considerable damage to the environment, generating a huge public concern, pushing for quick and cost-effective solutions. Among the treatment alternatives for when an oil spill occurs, bioremediation emerges as a simple and low-cost process when compared to other alternatives, as well as being less aggressive and more adequate to maintain the ecological balance. The objective of this work was to evaluate the biodegradation of diesel and biodiesel mixtures in the proportions of 3, 5, 7, 10, 25, 50 and 80% of biodiesel in diesel in soil in aqueous medium, checking if the addition of strains of Bacillus subtilis and the addition of the chemical surfactant Tween® 80 assists in the biodegradation of such mixtures. The efficiency of the bioremediation process regarding microbial metabolism, ecotoxicity and diversity of the microbial community was also analyzed for blends of 5, 25 and 50% biodiesel in diesel. With the res... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-01-22Bitstream added on 2014-06-13T19:27:33Z : No. of bitstreams: 1 coletti_tmsfa_me_arafcf.pdf: 679985 bytes, checksum: 44586dabcae6690099fbdb0e6005a933 (MD5) / Nos últimos anos o aumento na incidência da candidose superficial ou invasiva causada por espécies emergentes e resistentes aos medicamentos tem sido atribuído a disseminação do uso de antibióticos e/ou agentes imunossupressores. A candidose é considerada uma doença oportunista de alta incidência em pacientes que utilizam medicamentos imunossupressores após transplante de órgãos, antibióticos de amplo espectro, terapias antineoplásicas e nos que possuem imunossupressão relacionada à síndrome da imunodeficiência adquirida. A Terapia Fotodinâmica (Photodynamic Therapy ou PDT) utiliza a combinação de luz (visível) e um composto fotossensível. A maior aplicação da PDT ocorre no tratamento de câncer, entretanto, a técnica está difundindo-se para o tratamento de outras doenças como infecções microbianas. O objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito da PDT mediada pela Curcumina, na ausência e na presença do surfactante brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB), com uma fonte de luz do tipo LED, sobre suspensões planctônicas de isolados clínicos das espécies C. albicans e C. glabrata fluconazol-resistentes, bem como de cepas ATCC. Após a PDT, foram obtidas diluições seriadas de cada amostra e alíquotas foram plaqueadas para a contagem das células viáveis (ufc/mL). O metabolismo celular para todas as condições experimentais também foi avaliado por meio do ensaio de redução do 2,3-bis[2-methoxy-4-nitro-5-sulphophenyl]2H-tetrazolium-carboxanilida (XTT). Também foi avaliada a capacidade de adesão/formação de biofilme dessas cepas após a PDT. Para isso, amostras obtidas da fase de adesão e da fase madura dos biofilmes foram monitoradas pela contagem de células viáveis (ufc/mL). Os resultados permitem observar que a utilização da PDT com curcumina em micelas de CTAB em suspensões planctônicas... / In recent years the increase in the incidence of superficial or invasive candidiasis caused by species emerging drug-resistant and has been attributed to widespread use of antibiotics and/or immunosuppressive agents. Candidiasis is considered an opportunistic disease of high incidence in patients taking immunosuppressive drugs after organ transplantation, broad-spectrum antibiotics, anticancer therapies and who has immunosuppression related to acquired immunedeficiency syndrome. Photodynamic Therapy (PDT) uses a combination of (visible) light and a photosensitive compound. The largest application of PDT occurs in the treatment of cancer, however, the technique is diffusing in the treatment of other diseases such microbial infections. The aim of this study was to evaluate the effect of PDT mediated by Curcumin, in the absence and presence of surfactant cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) with a light source type LED on planktonic suspensions of clinical isolates of the species C. albicans and C. glabrata Fluconazole-resistant strains as well as strains ATCC. After PDT, serial dilutions were collected and aliquots of each sample were plated for viable cell count (cfu/ml). Cellular metabolism for all experimental conditions was also assessed by reduction assay of 2,3-bis [2-methoxy-4-nitro-5-sulphophenyl]-2H-tetrazolium carboxanilide (XTT). It was also evaluated the ability of adhesion/biofilm formation of these strains after PDT. For this, samples of the accession and the mature phase biofilms were monitored by viable cell count (cfu/mL). The results allow to observe that the use of PDT with curcumin in CTAB micelles in planktonic suspensions was able to decrease metabolism (XTT) strains of C. albicans and C. glabrata susceptible and resistant to fluconazole, however, the reduction in viable cell count... (Complete abstract click electronic access below)

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Tese de mestrado. Engenharia de Segurança e Higiene Ocupacionais. Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2011