Estágio realizado na CeNTI e orientado pelo Doutora Andrea Carneiro / Documento confidencial. Não pode ser disponibilizado para consulta / Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Made available in DSpace on 2016-05-17T16:51:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-04-15. Added 1 bitstream(s) on 2016-05-17T16:54:34Z : No. of bitstreams: 1 000826362_20180630.pdf: 136606 bytes, checksum: 1cd2799716c0ea4cc26970184b05ebdc (MD5) / A fermentação do hidrolisado de bagaço de cana-de-açúcar (BCA), permite a obtenção de etanol 2G. Um dos principais desafios neste trabalho foi desenvolver metodologias para obtenção de hidrolisados ricos em glicose para a fermentação. Sete pré-tratamentos do BCA resultaram de simplificações e ajustes com base em procedimentos descritos na literatura foram realizados com o objetivo de obter frações ricas de pré-tratamento mais adequado na conversão de celulose em açúcares fermentáveis em etanol. Técnicas de caracterização química, morfológica e estrutural foram aplicadas ao bagaço de cana e frações ricas com celulose foram apresentadas aos vários pré-tratamentos a fim de prever e compará-los. Estas técnicas foram SEM, FT-IR, DRX, TG e análise química, utilizando o método TAPPI. O pré-tratamento com base na utilização de hidróxido de sódio assistida por microondas provou ser mais eficiente e isto resultou em fracções ricas em celulose PT6. As concentrações de fenóis totais e furanos resultantes de extrações ácidas aplicadas a frações ricas com celulose também foram determinados. As concentrações mais elevadas de extrações com fenol foram obtidos para as frações ricas em celulose, utilizando 30 % (m/v) de ácido sulfúrico, na presença de 100 mM de FeCl3, enquanto que as soluções de ácido sulfúrico, ambos os fenóis como os furanos foram obtidos em concentrações mais baixas, possivelmente devido degradação. No entanto, a utilização de 30 % (m/v) de ácido sulfúrico não era recomendada para a extração de frações menores de outras concentrações. Finalmente, o melhor pré-tratamento resultou no PT6 por seu maior rendimento e menor perda de massa inicial do BCA, enquanto que o tratamento com 6 % (m/v) de ácido sulfúrico, na presença de 100 mM de FeCl3 liberou mais açúcares redutores libertados mais não-solubilizado durante os... / The fermentation of sugarcane bagasse hydrolyzate (BCA) allows obtaining ethanol 2G. One of the main challenges in this work was to develop methodologies for obtaining rich hydrolysates into glucose for fermentation. Seven pretreatments BCA resulted from simplifications and adjustments based on literature procedures were carried out with the goal of getting rich fractions from pretreatment most appropriate in converting cellulose into fermentable sugars into ethanol. Techniques of chemical, morphological and structural characterization were applied to sugarcane bagasse and cellulose-enriched fractions were submitted the various pretreatments in order to predict and compare it. These techniques were SEM, FT-IR, XRD, TG and chemical analysis using the TAPPI method. The pre- treatment based on the use of sodium hydroxide assisted by microwave proved to be more efficient and this has resulted in fractions rich in cellulose PT6. Concentrations of total phenols and furans resulting from acid extractions applied to cellulose-enriched fractions were also determined. The highest concentrations of phenol extractions were obtained for fractions rich in cellulose using 30% (w/v) sulfuric acid in the presence of 100 mM FeCl3, whereas solutions of sulfuric acid, both total phenols as furans were obtained at lower concentrations possibly due to degradation. However, the use of 30 % (w/v) sulfuric acid was not recommended for extracting minor fractions of other concentrations. Finally, the best pretreatment resulted in a fraction PT6 for its higher performance and lower loss of the initial mass of the BCA, whereas treatment with 6% (w/v) sulfuric acid in the presence of 100 mM FeCl3 total reducing sugars released more non- solubilized during the pretreatment . This seems the most promising enriched fractions of cellulose for obtaining second-generation ethanol.

Orientador: Cecília Laluce / Banca: José Maria Corrêa Bueno / Banca: Jonas Contiero / Banca: Sarita Candida Rabelo / Banca: Maria das Graças de Almeida Felipe / Resumo: A fermentação do hidrolisado de bagaço de cana-de-açúcar (BCA), permite a obtenção de etanol 2G. Um dos principais desafios neste trabalho foi desenvolver metodologias para obtenção de hidrolisados ricos em glicose para a fermentação. Sete pré-tratamentos do BCA resultaram de simplificações e ajustes com base em procedimentos descritos na literatura foram realizados com o objetivo de obter frações ricas de pré-tratamento mais adequado na conversão de celulose em açúcares fermentáveis em etanol. Técnicas de caracterização química, morfológica e estrutural foram aplicadas ao bagaço de cana e frações ricas com celulose foram apresentadas aos vários pré-tratamentos a fim de prever e compará-los. Estas técnicas foram SEM, FT-IR, DRX, TG e análise química, utilizando o método TAPPI. O pré-tratamento com base na utilização de hidróxido de sódio assistida por microondas provou ser mais eficiente e isto resultou em fracções ricas em celulose PT6. As concentrações de fenóis totais e furanos resultantes de extrações ácidas aplicadas a frações ricas com celulose também foram determinados. As concentrações mais elevadas de extrações com fenol foram obtidos para as frações ricas em celulose, utilizando 30 % (m/v) de ácido sulfúrico, na presença de 100 mM de FeCl3, enquanto que as soluções de ácido sulfúrico, ambos os fenóis como os furanos foram obtidos em concentrações mais baixas, possivelmente devido degradação. No entanto, a utilização de 30 % (m/v) de ácido sulfúrico não era recomendada para a extração de frações menores de outras concentrações. Finalmente, o melhor pré-tratamento resultou no PT6 por seu maior rendimento e menor perda de massa inicial do BCA, enquanto que o tratamento com 6 % (m/v) de ácido sulfúrico, na presença de 100 mM de FeCl3 liberou mais açúcares redutores libertados mais não-solubilizado durante os... / Abstract: The fermentation of sugarcane bagasse hydrolyzate (BCA) allows obtaining ethanol 2G. One of the main challenges in this work was to develop methodologies for obtaining rich hydrolysates into glucose for fermentation. Seven pretreatments BCA resulted from simplifications and adjustments based on literature procedures were carried out with the goal of getting rich fractions from pretreatment most appropriate in converting cellulose into fermentable sugars into ethanol. Techniques of chemical, morphological and structural characterization were applied to sugarcane bagasse and cellulose-enriched fractions were submitted the various pretreatments in order to predict and compare it. These techniques were SEM, FT-IR, XRD, TG and chemical analysis using the TAPPI method. The pre- treatment based on the use of sodium hydroxide assisted by microwave proved to be more efficient and this has resulted in fractions rich in cellulose PT6. Concentrations of total phenols and furans resulting from acid extractions applied to cellulose-enriched fractions were also determined. The highest concentrations of phenol extractions were obtained for fractions rich in cellulose using 30% (w/v) sulfuric acid in the presence of 100 mM FeCl3, whereas solutions of sulfuric acid, both total phenols as furans were obtained at lower concentrations possibly due to degradation. However, the use of 30 % (w/v) sulfuric acid was not recommended for extracting minor fractions of other concentrations. Finally, the best pretreatment resulted in a fraction PT6 for its higher performance and lower loss of the initial mass of the BCA, whereas treatment with 6% (w/v) sulfuric acid in the presence of 100 mM FeCl3 total reducing sugars released more non- solubilized during the pretreatment . This seems the most promising enriched fractions of cellulose for obtaining second-generation ethanol. / Doutor

Made available in DSpace on 2015-07-13T12:10:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-04-15. Added 1 bitstream(s) on 2015-07-13T12:24:12Z : No. of bitstreams: 1 000826362_20160630.pdf: 110113 bytes, checksum: f05731314becc84a71fc418fd4ec775f (MD5) Bitstreams deleted on 2016-05-16T14:18:41Z: 000826362_20180630.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-05-16T14:19:22Z : No. of bitstreams: 1 000826362_20180630.pdf: 136606 bytes, checksum: 1cd2799716c0ea4cc26970184b05ebdc (MD5) Bitstreams deleted on 2018-07-02T19:54:15Z: 000826362_20180630.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2018-07-02T19:55:05Z : No. of bitstreams: 1 000826362.pdf: 2389588 bytes, checksum: 2527ec11007d932d66c3de4fbc868c36 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-17T16:51:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-04-15. Added 1 bitstream(s) on 2016-05-17T16:54:34Z : No. of bitstreams: 1 000826362_20180630.pdf: 136606 bytes, checksum: 1cd2799716c0ea4cc26970184b05ebdc (MD5) / Item merged in doublecheck by Vivian Rosa Storti null (vstorti@reitoria.unesp.br) on 2018-07-02T19:35:36Z Item was identical to item(s): 123598, 137846 at handle(s): http://hdl.handle.net/11449/124520, http://hdl.handle.net/11449/138386 / A fermentação do hidrolisado de bagaço de cana-de-açúcar (BCA), permite a obtenção de etanol 2G. Um dos principais desafios neste trabalho foi desenvolver metodologias para obtenção de hidrolisados ricos em glicose para a fermentação. Sete pré-tratamentos do BCA resultaram de simplificações e ajustes com base em procedimentos descritos na literatura foram realizados com o objetivo de obter frações ricas de pré-tratamento mais adequado na conversão de celulose em açúcares fermentáveis em etanol. Técnicas de caracterização química, morfológica e estrutural foram aplicadas ao bagaço de cana e frações ricas com celulose foram apresentadas aos vários pré-tratamentos a fim de prever e compará-los. Estas técnicas foram SEM, FT-IR, DRX, TG e análise química, utilizando o método TAPPI. O pré-tratamento com base na utilização de hidróxido de sódio assistida por microondas provou ser mais eficiente e isto resultou em fracções ricas em celulose PT6. As concentrações de fenóis totais e furanos resultantes de extrações ácidas aplicadas a frações ricas com celulose também foram determinados. As concentrações mais elevadas de extrações com fenol foram obtidos para as frações ricas em celulose, utilizando 30 % (m/v) de ácido sulfúrico, na presença de 100 mM de FeCl3, enquanto que as soluções de ácido sulfúrico, ambos os fenóis como os furanos foram obtidos em concentrações mais baixas, possivelmente devido degradação. No entanto, a utilização de 30 % (m/v) de ácido sulfúrico não era recomendada para a extração de frações menores de outras concentrações. Finalmente, o melhor pré-tratamento resultou no PT6 por seu maior rendimento e menor perda de massa inicial do BCA, enquanto que o tratamento com 6 % (m/v) de ácido sulfúrico, na presença de 100 mM de FeCl3 liberou mais açúcares redutores libertados mais não-solubilizado durante os... / The fermentation of sugarcane bagasse hydrolyzate (BCA) allows obtaining ethanol 2G. One of the main challenges in this work was to develop methodologies for obtaining rich hydrolysates into glucose for fermentation. Seven pretreatments BCA resulted from simplifications and adjustments based on literature procedures were carried out with the goal of getting rich fractions from pretreatment most appropriate in converting cellulose into fermentable sugars into ethanol. Techniques of chemical, morphological and structural characterization were applied to sugarcane bagasse and cellulose-enriched fractions were submitted the various pretreatments in order to predict and compare it. These techniques were SEM, FT-IR, XRD, TG and chemical analysis using the TAPPI method. The pre- treatment based on the use of sodium hydroxide assisted by microwave proved to be more efficient and this has resulted in fractions rich in cellulose PT6. Concentrations of total phenols and furans resulting from acid extractions applied to cellulose-enriched fractions were also determined. The highest concentrations of phenol extractions were obtained for fractions rich in cellulose using 30% (w/v) sulfuric acid in the presence of 100 mM FeCl3, whereas solutions of sulfuric acid, both total phenols as furans were obtained at lower concentrations possibly due to degradation. However, the use of 30 % (w/v) sulfuric acid was not recommended for extracting minor fractions of other concentrations. Finally, the best pretreatment resulted in a fraction PT6 for its higher performance and lower loss of the initial mass of the BCA, whereas treatment with 6% (w/v) sulfuric acid in the presence of 100 mM FeCl3 total reducing sugars released more non- solubilized during the pretreatment . This seems the most promising enriched fractions of cellulose for obtaining second-generation ethanol.

Made available in DSpace on 2015-07-13T12:10:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-04-15. Added 1 bitstream(s) on 2015-07-13T12:24:12Z : No. of bitstreams: 1 000826362_20160630.pdf: 110113 bytes, checksum: f05731314becc84a71fc418fd4ec775f (MD5) Bitstreams deleted on 2016-05-16T14:18:41Z: 000826362_20180630.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-05-16T14:19:22Z : No. of bitstreams: 1 000826362_20180630.pdf: 136606 bytes, checksum: 1cd2799716c0ea4cc26970184b05ebdc (MD5) / A fermentação do hidrolisado de bagaço de cana-de-açúcar (BCA), permite a obtenção de etanol 2G. Um dos principais desafios neste trabalho foi desenvolver metodologias para obtenção de hidrolisados ricos em glicose para a fermentação. Sete pré-tratamentos do BCA resultaram de simplificações e ajustes com base em procedimentos descritos na literatura foram realizados com o objetivo de obter frações ricas de pré-tratamento mais adequado na conversão de celulose em açúcares fermentáveis em etanol. Técnicas de caracterização química, morfológica e estrutural foram aplicadas ao bagaço de cana e frações ricas com celulose foram apresentadas aos vários pré-tratamentos a fim de prever e compará-los. Estas técnicas foram SEM, FT-IR, DRX, TG e análise química, utilizando o método TAPPI. O pré-tratamento com base na utilização de hidróxido de sódio assistida por microondas provou ser mais eficiente e isto resultou em fracções ricas em celulose PT6. As concentrações de fenóis totais e furanos resultantes de extrações ácidas aplicadas a frações ricas com celulose também foram determinados. As concentrações mais elevadas de extrações com fenol foram obtidos para as frações ricas em celulose, utilizando 30 % (m/v) de ácido sulfúrico, na presença de 100 mM de FeCl3, enquanto que as soluções de ácido sulfúrico, ambos os fenóis como os furanos foram obtidos em concentrações mais baixas, possivelmente devido degradação. No entanto, a utilização de 30 % (m/v) de ácido sulfúrico não era recomendada para a extração de frações menores de outras concentrações. Finalmente, o melhor pré-tratamento resultou no PT6 por seu maior rendimento e menor perda de massa inicial do BCA, enquanto que o tratamento com 6 % (m/v) de ácido sulfúrico, na presença de 100 mM de FeCl3 liberou mais açúcares redutores libertados mais não-solubilizado durante os... / The fermentation of sugarcane bagasse hydrolyzate (BCA) allows obtaining ethanol 2G. One of the main challenges in this work was to develop methodologies for obtaining rich hydrolysates into glucose for fermentation. Seven pretreatments BCA resulted from simplifications and adjustments based on literature procedures were carried out with the goal of getting rich fractions from pretreatment most appropriate in converting cellulose into fermentable sugars into ethanol. Techniques of chemical, morphological and structural characterization were applied to sugarcane bagasse and cellulose-enriched fractions were submitted the various pretreatments in order to predict and compare it. These techniques were SEM, FT-IR, XRD, TG and chemical analysis using the TAPPI method. The pre- treatment based on the use of sodium hydroxide assisted by microwave proved to be more efficient and this has resulted in fractions rich in cellulose PT6. Concentrations of total phenols and furans resulting from acid extractions applied to cellulose-enriched fractions were also determined. The highest concentrations of phenol extractions were obtained for fractions rich in cellulose using 30% (w/v) sulfuric acid in the presence of 100 mM FeCl3, whereas solutions of sulfuric acid, both total phenols as furans were obtained at lower concentrations possibly due to degradation. However, the use of 30 % (w/v) sulfuric acid was not recommended for extracting minor fractions of other concentrations. Finally, the best pretreatment resulted in a fraction PT6 for its higher performance and lower loss of the initial mass of the BCA, whereas treatment with 6% (w/v) sulfuric acid in the presence of 100 mM FeCl3 total reducing sugars released more non- solubilized during the pretreatment . This seems the most promising enriched fractions of cellulose for obtaining second-generation ethanol.

Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-06Bitstream added on 2015-03-03T12:07:17Z : No. of bitstreams: 1 000807017.pdf: 1312834 bytes, checksum: 2940e7d3f1fe6e52b4d71e6b46a2e372 (MD5) / No cenário sócio-ambiental atual percebe-se um aumento da preocupação com o meio ambiente quanto à utilização dos recursos naturais e, ainda, na importância da reutilização dos produtos e subprodutos derivados desses recursos. A reciclagem reintroduz no sistema produtivo parte da matéria ou da energia que seria descartada, o que diminui o volume de lixo despejado. O poliestireno expandido, que hoje em dia é descartado por fábricas, construção civil, setores comerciais e residenciais, é depositado em aterros sanitários ou lixões sem nenhum controle, como consequência, este material tem grande contribuição na poluição ambiental. Na presente dissertação foram propostas soluções de aproveitamento destes materiais, adequando-os a novas aplicações a partir de sua reciclagem. O poliestireno expandido foi reciclado por dissolução, moldagem por compressão e injeção para a produção de placas de circuito impresso, o material obtido em cada processo foi caracterizado quanto à resistência a flexão, por termogravimetria (TGA), calorimetria exploratória diferencial (DSC), microscopia eletrônica de varredura (MEV), medida de condutividade elétrica em 4 pontos, inspeção acústica e análise da textura. Com a análise dos resultados obtidos foi possível avaliar a viabilidade da reciclagem de poliestireno expandido para aplicação em placas de circuito impresso, visto a reprodutibilidade e qualidade do material obtido. Dentre os materiais obtidos aquele homogeneizado termocineticamente e injetado foi o que apresentou as propriedades mas adequadas à aplicação / In the current socio-environmental scenario an increase in concern to environment and the use of natural resources beyond the importance of reuse of products and by-products derived from these resources are observed. Recycling is a way of reintroducing a part of dicharged matter or energy in the productive system, reducing the amount of dumped garbage. Polystyrene materials, which are discarded by industries, construction, commercial and residential sectors, are deposited in landfills or dumps without any control causing, as a consequence, an increase in the environmental pollution. This work proposes some solutions for the use of recycled polystyrene, make it suitable for new applying. Then, expanded polystyrene was recycled by dissolution, compression molding and injection process in order to produce printed circuit board. Obtained materials were characterized by mechanical, electrical and physical-chemical characterization on flexure, thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), scanning electron microscopy (SEM), electrical conductivity measurements at 4 points and analysis of texture. With the analysis of the results was possible to evaluate the availability of recycling of expanded polystyrene for application to printed circuit boards since the reproducibility and quality of the obtained material. The thermokinetically homogenized and injected material presented the adequate properties to the application

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-05-15T18:04:12Z No. of bitstreams: 1 2017_PaolaCristinaCajasDaza.pdf: 5276809 bytes, checksum: c2df932e3e6f3e7e1137f091c3b0b8e0 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-05-17T21:47:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_PaolaCristinaCajasDaza.pdf: 5276809 bytes, checksum: c2df932e3e6f3e7e1137f091c3b0b8e0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-17T21:47:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_PaolaCristinaCajasDaza.pdf: 5276809 bytes, checksum: c2df932e3e6f3e7e1137f091c3b0b8e0 (MD5) Previous issue date: 2017-05-17 / Têm crescido nos últimos anos pesquisas referentes ao uso do óxido de cério como eletrólito sólido de células a combustível, pela possibilidade de seu uso em temperaturas intermedirias, em torno de 700°C, gerando menor degradação térmica dos componentes da célula. Visando aumento de sua condutividade iônica, torna-se necessário dopá-lo com óxidos trivalentes de terras raras com a finalidade de introduzir vacâncias de oxigênio na estrutura. Alem disso, os métodos de síntese dos pós cerâmicos para este fim são de fundamental importância para a eficiência do produto final. No presente trabalho de doutorado foram sintetizados sistemas baseados em óxido de cério de fórmula química: Ce0,8Gd0,2-xSmxO1,9 (x= 0,0; 0,01; 0,03 e 0,05) utilizando dois métodos distintos de síntese: Precursor polimérico (Pechini) e Precipitação controlada. O estudo realizado permitiu a obtenção de eletrólitos sólidos densos para aplicações em células a combustível em temperaturas intermediarias (SOFCs-IT). O pó resultante, obtido pelos diferentes métodos de síntese, foi analisado por difratometria de raios X, sendo confirmada a obtenção de uma única fase, a fase cúbica tipo fluorita correspondente ao óxido de cério. As análises térmicas diferenciais (ATD) e termogravimétricas (TG) permitiram determinar as temperaturas mais adequadas de calcinação, sendo 500°C para as amostras obtidas pelo método de precipitação controlada e 550°C para as amostras obtidas por Pechini. Após serem realizados os tratamentos térmicos, os pós foram desaglomerados usando moagem de alta energia por uma hora. Análises granulométricas foram realizadas, confirmando a redução de aglomerados em todos os casos, resultados que foram acompanhados usando-se a microscopia eletrônica de varredura (MEV). A análise de área superficial via Absorção gasosa (BET) revelou que a área de superfície especifica das partículas depende do método de síntese. Pós obtidos pelo método Pechini obtiveram valores de área superficial de 44,317m2/g, valor superior ao obtido pelo método de precipitação controlada que foi de 16,73m2/g. Estas caracterizações permitiram confirmar que o método de síntese Pechini gerou pós com melhores características morfológicas que o método de precipitação controlada. Corpos de prova foram compactados em matriz cilíndrica usando prensagem uniaxial a frio. Duas curvas de sinterização foram desenvolvidas considerando estudos de dilatometria: método de sinterização tradicional 1500°C (2h) e sinterização em duas etapas 1650°C(5min)+ 1500°C(6h). As densidades relativas dos corpos de prova sinterizados em duas etapas alcançaram valores superiores à 97% da densidade teórica para compactados obtidos a partir de pós sintetizados pelo método Pechini. Aqueles sinterizados a partir de pós obtidos por precipitação não alcançaram valores significativos de densidade. Para todos os casos, o método de sinterização tradicional gerou valores inferiores aos de sinterização em duas etapas, sendo este último o método selecionado para evolução dos trabalhos. O caráter inovador do presente trabalho está na avaliação microestrutural dos eletrólitos sólidos do sistema Ce0,8Gd0,2-xSmxO1,9 (x=0,00 e 0,05) sintetizados pelo método Pechini. Os dados extrapolados de condutividade iônica total evidenciaram que a condutividade na temperatura de 700°C, foi de 3,6x10-2S.cm-1 para amostras Ce0,8Gd0,2O1,9 e 5,6 x10-2S.cm-1 de Ce0,8Gd0,15Sm0,05O1,9. A microestrutura de ambas as amostras foram avaliadas usando-se microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (HRTEM). Foram analisados por esta técnica os árranjos microestruturais dos eletrólitos sólidos para comparar as diferenças na estrutura da amostra sem codopagem (Ce0,8Gd0,2O1,9) com a amostra de maior percentagem de codopagem com samária (Ce0,8Gd0,15Sm0,05O1,9). Foram observados grupos de defeitos nas duas amostras, destacando-se a existência de uma estrutura mais homogênea na amostra com codopagem, Ce0,8Gd0,15Sm0,05O1,9. Esta diferença entre as duas amostras em termos de homogeneidade microestrutural pode ser atribuída possivelmente à introdução, via codopagem, de um cátion de raio iônico diferente na estrutura, o Sm3+. A adição deste novo cátion suplementar favorece a diminuição das energias de ligação no interior dos agrupamentos de defeitos, provocando separação dos cátions dopantes e a consequente redução dos tamanhos destes agrupamentos de defeitos, promovendo melhor homogeneidade da estrutura. Esta aparente homogeneidade da amostra codopada resultou numa redução no ordenamento das vacâncias de oxigênio e, em função disso, um aumento da condutividade iônica. / The use of cerium oxide as solid electrolyte for power cells has increased substantially, taking into account the possibility of its application in lower temperatures, around 600 °C, with reduced thermal degradation on cells components. However, to increase ionic conductivity, it is necessary rare earth trivalent oxides additions, aiming structural oxygen vacancies introduction. Moreover, to reach this result, optimization of the powder synthesis and microstructural evaluation of the sintered samples are considerably important for the final product effectiveness. In this doctoral thesis, powders synthesis were carried out with Pechini and controlled precipitation methods, to produce high density sintered samples of Ce0,8Gd0,2-xSmxO1,9 ( x= 0,0; 0,01; 0,03 e 0,05) system. Synthesized powders were evaluated with x-ray diffractometry, where only the cubic fluorite from cerium oxide phase was identified. Differential thermal analysis (DTA) and thermogravimetric analysis (TG) allowed the determination of adequate temperatures for calcinations that are 500 °C for samples from Pechini method and 550 °C for samples from controlled precipitation. After calcinations, high energy milling was carried out aiming powder deagglomeration, measured by granulometric size distributions. BET surface area analysis showed that particle specific surface is related to power synthesis method. Powders synthesized with Pechini method reached surface area of 44,317 m2/g, higher than the obtained with controlled precipitation, with 16,73 m2/g. These characterizations demonstrated that Pechini method produced better morphologic characteristics than the controlled precipitation. Samples were uniaxially cold pressed and sintered with two different sintering curves, based on dilatometric evaluation. The first sintering program, called “traditional method” was carried out at 1500 °C/2 hours. The other sintering schedule had two steps: 1650 °C/5 min and 1500 °C/6h. Densities for samples synthetized via Pechini and sintered in two steps reached values above 97% of theoretical. The samples sintered from powders synthetized with precipitation method had lower densities values. For all cases, traditional sintering method produced reduced values if compared to the “two steps” sintering method. The innovation of this work is related to microstructural evaluation of solid electrolyte of Ce0,8Gd0,2-xSmxO1,9 (x=0,00 e 0,05) system, sintered in two steps and using powders synthetized through Pechini method. The extrapolated data from conductivity measurements showed that the ionic conductivity at 700 °C were 3,576 x10-2 S.cm-1 and 5,614 x10-2 S.cm-1 for Ce0,8Gd0,2O1,9 and Ce0,8Gd0,15Sm0,05O1,9, respectively. The microstructures of both compositions were evaluated with High Resolution Transmission Electron Microscopy (HRTM). The different microstructural arrangements were analyzed, aiming structural comparison between undoped samples (Ce0,8Gd0,2O1,9) and the sample with the higher percentage of samarium oxide doping. Cluster and nanodomain were identified in both compositions, with higher structural homogeneity for the codoped sample (Ce0,8Gd0,15Sm0,05O1,9). This structural difference possible can be related to introduction at the structure, via codoping, of a cation with different ionic radius, the Sm3+, favoring the reduction of binding energies inside the clusters. As a consequence, clusters have their size reduced, giving better structural homogeneity and reduction of oxygen vacancies ordering. This apparent homogeneity of the codoped sample increases its ionic conductivity.

Orientador: Ivonete Ávila / Coorientador: Carlos Manuel Romero Luna / Banca: José Antonio Perrella Balestieri / Banca: Paula Cristina Garcia Manoel Crnkovic / Resumo: Nesta dissertação, investiga-se através da análise termogravimétrica o comportamento da combustão de amostras de carvão mineral, bagaço de cana-de-açúcar, bagaço de sorgo biomassa e das misturas de carvão-biomassa. A biomassa e o carvão possuem propriedades físico-químicas diferentes que proporcionam comportamento térmico diferente durante o processo de co-combustão, desta forma o objetivo desta pesquisa é caracterizar o comportamento térmico de misturas de carvão mineral com bagaço de cana-de-açúcar e bagaço de sorgo em atmosferas simuladas de combustão (O2/N2) e oxicombustão (O2/CO2). Os experimentos foram realizados em duplicata em um analisador termogravimétrico utilizando uma razão de aquecimento de 10 °C/min. Foi considerada uma granulometria uniforme para todos os materiais (63 µm) com a finalidade de garantir uma mistura homogênea. Foram estudadas quatro proporções de biomassa na mistura (10, 25, 50 e 75%). A partir das técnicas de termogravimetria (TG) e termogravimetria derivada (DTG) foram determinados parâmetros tais como Índice de combustão, sinergismo e energia de ativação, bem como avaliada a influência da atmosfera de combustão sobre esses parâmetros. Os resultados indicam que o bagaço de cana-de-açúcar apresenta valor de energia de ativação inferior ao registrado para o bagaço de sorgo e desempenho de combustão superior ao do bagaço de sorgo. Para as misturas, os melhores resultados foram registrados até a proporção de 25% de biomassa na mistura. Avaliando in... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This dissertation investigates by thermogravimetric analysis the behavior of the combustion of coal, sugarcane bagasse, sorghum biomass bagasse and coal-biomass blends. The biomass and coal have different physicochemical properties that provide different thermal behavior during the process of co-combustion, thus the aim of this research is to characterize the thermal behavior of coal mixed with sugarcane bagasse and sorghum bagasse in simulated atmospheres of combustion (O2/N2) and oxycombustion (O2/CO2). The experiments were performed in duplicate in a thermogravimetric analyzer using a heating rate of 10 ° C/min. A uniform particle size for all materials (63 μm) in order to ensure a homogeneous mixture was considered. Four biomass ratios were studied in the blend (10, 25, 50 and 75%). From the techniques of Thermogravimetry (TG) and Derivative Thermogravimetry (DTG) curves were determined parameters such as: Combustion index, synergism and activation energy and evaluated the influence of combustion atmosphere on these parameters. The results indicate that the sugarcane bagasse presents a lower activation energy value than sorghum bagasse and combustion performance higher than sorghum bagasse. For mixtures, best results were recorded up to 25% proportion of biomass in the blend. Individually evaluating each material, when replacing N2 by CO2 can be seen an increase in the reactivity of the reaction, the increased oxidation of the materials and an improvement in the evaluated... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

O colágeno possui características que fazem com seja amplamente utilizado como biomaterial. A termo-estabilidade do colágeno está diretamente relacionada a mudanças na sua estrutura (hélice tripla) via de regra quanto mais estável termicamente uma matriz, mais estável biologicamente será. Vários poliálcoois incluindo o glicerol têm apresentado um aumento na estabilidade térmica do colágeno tipo I, embora o tipo de interação não seja evidente. Este trabalho tem como objetivo estudar o efeito da adição de glicerol sobre o colágeno aniônico obtido por tratamento alcalino (24 H) em três diferentes tecidos: pericárdio e tendão bovinos e serosa porcina. Para isto são utilizados a espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), termogravimetria e reologia. Os espectros mostraram que o tratamento alcalino e a adição de glicerol não causam desnaturação da proteína de colágeno. A partir dos resultados das curvas termogravimétricas foi observado que o glicerol aumenta a temperatura de decomposição térmica do colágeno. Os resultados dos ensaios de reologia mais precisamente a varredura de deformação mostrou que as soluções de colágeno apresentam G\' maior que G\'\' independente do tecido de origem, e a adição de glicerol não causa mudanças nesta propriedade das soluções. A varredura de freqüência mostrou que as amostras têm características de um gel, sendo G\' maior que G\'\' nas condições de estudo. O ensaio de escoamento a temperatura constante determinou o comportamento pseudoplástico das soluções, e a adição de glicerol causou aumento na viscosidade das soluções sem alterar tal característica. Os ensaios de escoamento com variação de temperatura permitiram determinar a temperatura de desnaturação do colágeno. A adição de glicerol aumentou apenas a temperatura de desnaturação do colágeno obtido por serosa porcina, sugerindo que esta solução é a mais sensível à adição de glicerol. / Several characteristics make collagen widely applied as a biomaterial. The collagen thermal stability is directly related with its structure changes (triple helix), generally, the better is the thermal stability the better is the biological stability. Several polyols including glycerol, has shown a increasing on type I collagen denaturation. The objective of this work is to study the effect of glycerol when mixed with anionic collagen. Type I anionic collagen was obtained after alkaline treatment (24h) of bovine pericardium, bovine tendon and porcine serosa. FT-IR, thermogravimetry and rheology were used. The results of thermal analysis showed that glycerol indeed increases the collagen decomposition temperature. The reologycal tests, precisely strain sweep, revealed that collagen samples have modulus G\' prevailed on modulus G\'\' independent of tissue origin, and glycerol addiction did not change these. The frequency sweep revealed that collagen and collagen:glycerol samples behave like a gel-like substance since both the storage and loss modulus showed dependence with frequency sweep and G\' > G\'\' in all cases. Flow tests at constant temperature revealed that collagen solution behave like a pseudoplastic substance, and glycerol addiction increase solution viscosity and did not change the pseudoplastic characteristic. Flow tests in function of temperature revealed collagen denaturation temperature, but glycerol addiction alters thermal stability (increase of denaturation temperature) only for collagen obtained from porcine serosa.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:19:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PIRES_Ariane_2013.pdf: 1771838 bytes, checksum: 38f2dcdad410eeec52ad099d8425c6d5 (MD5) Previous issue date: 2013-10-31 / Financiadora de Estudos e Projetos / The biomass research for use as a biofuel has been increasing worldwide encouraged by the search for viable alternatives of renewable energy. Part of the biomass, lignocellulosic residues can be used to generate bioenergy from its combustion, and a way to use the material and add value to the final product. However, it is necessary to know deeply the properties and physicochemical characteristics of a material before employing it as solid biofuel, thus qualifying it beforehand and understand their behavior during combustion and calorific value. Basically, for application as solid biofuel, a material must have homogeneous particle size, moisture content suitable, low ash content and high calorific value, in addition to substantial market supply and availability of these residues. It is known that the chemical composition of a lignocellulosic material is directly affects its energy performance, high percentages of lignin, α-cellulose and carbon are related to a higher calorific value and combustion slower, increasing the durability of the burning fuel. In the search for materials that meet these requirements, this work studied the sugar cane bagasse and the Eucalyptus sp. and Pinus sp. Sawdust, employing physicochemical analysis and thermogravimetry. From the thermogravimetric analysis of integrals lignocellulosic residues was possible to determine their lignin contents and fixed carbon and relates them to the results obtained by conventional analysis. The TG and DTG curves were studied for better understanding of the behavior of thermal degradation characteristic of integral plant biomass and its major components. The TG curve of lignin extracted from Eucalyptus sp. showed a higher thermal stability compared to other materials lignins. The results obtained for Eucalyptus sp. sawdust were the most satisfactory: lower ash content (0.46%), high lignin content (30.41%), higher carbon content (46.80%) and a higher calorific value (4415.3 kcal.kg-1), corresponding to the requirements necessary for a quality solid biofuel. / A pesquisa de biomassa para aplicação como biocombustível vem se destacando em todo o mundo impulsionada pela busca de alternativas viáveis de fontes renováveis de energia. Parte da biomassa vegetal, os resíduos lignocelulósicos podem ser utilizados na geração de bioenergia a partir da sua combustão, constituindo uma forma de aproveitamento do material e agregação de valor ao produto final. Contudo, necessita-se conhecer profundamente as propriedades e características físico-químicas de um material antes de empregá-lo como biocombustível sólido, para assim qualificá-lo previamente e compreender seu comportamento durante combustão e poder calorífico. Basicamente, para aplicação como biocombustível sólido, um material deve possuir granulometria homogênea, teor de umidade adequado, um baixo teor de cinzas e alto poder calorífico aliados a uma grande oferta no mercado e disponibilidade destes resíduos. Sabe-se que a composição química de um material lignocelulósico afeta diretamente seu desempenho energético, sendo que elevados percentuais de lignina, α-celulose e carbono estão relacionados a um maior poder calorífico e a uma combustão mais lenta, elevando a durabilidade do combustível na queima. Na busca por materiais que atendam a esses requisitos, este trabalho estudou o bagaço de cana-de-açúcar e as serragens de Eucalyptus sp. e Pinus sp., empregando análises físico-químicas e termogravimetria. A partir da análise termogravimétrica dos resíduos lignocelulósicos integrais foi possível determinar seus conteúdos de lignina e carbono fixo e relacioná-los com os resultados obtidos pela análise convencional. As curvas TG e DTG foram estudadas para a maior compreensão do comportamento de degradação térmica característico da biomassa vegetal integral e de seus componentes majoritários. A curva TG da lignina extraída do Eucalyptus sp. demonstrou uma maior estabilidade térmica em relação às ligninas dos outros materiais. Os resultados obtidos para a serragem de Eucalyptus sp. foram os mais satisfatórios: menor teor de cinzas (0,46%), alto conteúdo de lignina (30,41%), maior teor de carbono (46,80%) e um maior poder calorífico superior (4415,3 kcal.kg-1), correspondendo aos requisitos necessários a um biocombustível sólido de qualidade.