Foi explorado o desenvolvimento de fotocatalisadores híbridos ZnO/Xerogel de carbono, visando aumentar a eficiência quântica do processo de degradação de poluentes orgânicos persistentes. Especificamente, foi estudada a preparação do híbrido ZnO-xerogel de carbono, sendo esta, a maior inovação tecnológica deste projeto, considerando que o efeito catalítico deste híbrido não foi estudado na literatura. O uso do xerogel de carbono na preparação do semicondutor-material carbonoso é justificado pela excelente condutividade elétrica, elevada área superficial e porosidade, além de sua estrutura porosa ser facilmente manipulada por modificações nos parâmetros de síntese. A escolha do tanino como precursor do xerogel visa à diminuição de custos e impactos ambientais, além de acrescentar valor à inovação tecnológica proposta. A influência do pH e rota de síntese foram avaliados, assim como a influência da temperatura de calcinação nas propriedades dos materiais. A espectroscopia por refletância difusa foi a técnica empregada para determinação da energia de gap das amostras. A morfologia, a análise elementar, a estrutura cristalina dos materiais, a estrutura química e a constituição dos materiais foram determinadas por microscopia eletrônica de varredura, espectrometria de energia dispersiva, difratometria de raios X, infravermelho e espectroscopia Raman, respectivamente. O balanço de cargas na superfície do material foi analisado pela metodologia do ponto de carga zero (PZC). A ação fotocatalítica do material foi avaliada através da decomposição de 4-clorofenol e bisfenol A, determinada através da espectroscopia no UV-Visível. Todos os materiais apresentam a estrutura cristalina hexagonal do óxido de zinco (wurtzita). Os materiais sem tanino em sua composição também apresentam a fase de hidroxicloreto de zinco mono-hidratado. Os difratogramas de raios-X e valores de bandgap obtidos confirmam a incorporação do carbono na estrutura cristalina do óxido de zinco. Os materiais produzidos via rota alcoólica apresentam menores valores de tamanho de cristalito e partícula, assim como um maior teor de grafite em sua composição e maior área superficial, enquanto que os materiais produzidos em solução aquosa apresentam menores valores de energia de gap. Todos os materiais apresentaram atividade fotocatalítica quando submetidos à radiação solar e visível, sendo que os materiais com proporções intermediárias entre xerogel de carbono e óxido de zinco se mostraram superiores para o processo de fotodegradação. Os materiais produzidos via alcoólica são superiores aos produzidos em solução aquosa, no que tange o processo de fotocatálise. Os valores máximos encontrados para a degradação de 4-clorofenol e bisfenol A foram de 88% e 78%, respectivamente, obtidos pelo material XZnC 3.0 (EtOH). A temperatura de calcinação e quantidade de hidróxido de potássio utilizados na síntese influenciam significativamente as propriedades dos materiais, de modo que as condições ótimas para a síntese dos materiais foram de calcinação em 300oC e 8 g de hidróxido de potássio utilizadas na síntese. O mecanismo de fotocatálise é fortemente influenciado pela geração de radicais hidroxilas e os materiais apresentam estabilidade para reciclo em processos industriais. / The development of ZnO/Carbon xerogel hybrid photocatalysts was studied, in order to increase the quantum efficiency of the degradation process of persistent organic pollutants. Specifically, the preparation of the ZnO-carbon xerogel hybrid was studied, being this the most significant technological innovation of this project, considering that the catalytic effect of this hybrid was not studied in the literature. The use of carbon xerogel in the preparation of the semiconductor-carbonaceous material is justified by its excellent electrical conductivity, high surface area and porosity, the latter being easily manipulated by modifications in the synthesis parameters. The choice of tannin as the precursor of the xerogel aims at reducing costs and environmental impacts, adding value to the proposed technological innovation. The influence of the pH and route of synthesis were evaluated, as well as the influence of the calcination temperature on the properties of the materials. Diffuse reflectance spectroscopy was the technique used to determine the gap energy of the samples. The morphology, elemental analysis, crystalline and chemical structure of the materials were determined by scanning electron microscopy, dispersive energy spectrometry, X-ray diffractometry, infrared and Raman spectroscopy, respectively. The charge balance on the material surface was analyzed by the point of zero charge methodology (PZC). The photocatalytic action of the material was evaluated by the decomposition of 4-chlorophenol and bisphenol A, determined by UV-Visible spectroscopy. All materials have the hexagonal crystalline structure of zinc oxide (wurtzite). The materials without tannin in their composition also present the zinc hydroxychloride monohydrate phase. The X-ray diffractograms and bandgap values obtained confirm the incorporation of the carbon in the crystalline structure of the zinc oxide. The materials produced via the alcohol route have lower values of crystallite and particle size, as well as a higher content of graphite in their composition and larger surface area, while the materials produced in aqueous solution have lower values of gap energy. All the materials presented photocatalytic activity when subjected to visible and solar radiation, and the materials with intermediate proportions between carbon xerogel and zinc oxide were superior for the photodegradation process. The materials produced via alcohol route are superior to those produced in aqueous solution, as far as the photocatalysis process is concerned. The maximum values found for the degradation of 4-chlorophenol and bisphenol A were 88% and 78%, respectively, obtained by the material XZnC 3.0 (EtOH). The calcination temperature and amount of potassium hydroxide used in the synthesis significantly influence the properties of the materials, so that the optimum conditions for the synthesis of the materials were calcination at 300 °C and 8 g of potassium hydroxide used in the synthesis. The mechanism of photocatalysis is strongly influenced by the generation of hydroxyl radicals and the materials present stability for recycling in industrial processes.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:32:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6259.pdf: 1872707 bytes, checksum: b6729ed53cb8e3b7fd961aa092dad810 (MD5) Previous issue date: 2014-08-22 / Universidade Federal de Sao Carlos / The aim of this study was to evaluate the role of Zn and Pb in the anaerobic decomposition of aquatic macrophytes. Considering this purpose, bioassays with Hedychium coronarium coronarium and Urochloa subquadripara from Fazzari and Espraiado lagoons (São Carlos, SP, Brazil) were performed in laboratory. The kinetics of macrophytes detritus decompositions was conducted during 100 days. The pH, electrical conductivity and ratio E4/E6 was measured along this period. This procedure was carried under 6 experimental conditions: C1 (control), C2 (control plus KNO3), Zn95 (95.3 mg.L-1), Zn2 (2.0 mg.L-1), Pb6 (6.0 mg.L-1) and Pb06 (0.06 mg.L-1). Each of these conditions was also tested under two temperatures (15°C and 25°C) with the aim of evaluate the seasonality effect on the process. The organic and inorganic carbon data was fit to a kinetics model. Zinc and lead concentrations decreased the rate of particulate organic carbon loss of H. coronarium, which was observed by lower k4 and kT values. The highest zinc concentration performed the most aggressive effect causing very little loss of particulate organic carbon. Also mineralization of H. coronarium did not occur in any of the experimental conditions including control (C1), which can be associated with antimicrobial effect of some natural products in the plant. The COP loss and the COD increase were possibly related to fermentative microorganisms. The organic carbon breakdown was the only process represented by the mathematical model adopted. Zinc and lead concentrations decreased or increased U. subquadripara refractory organic carbon loss (k4) depending on condition. These differences are probably related to interactions of metals with the macrophyte detritus and humic substances produced along the process, changing thus the bioavailability of metals for heterotrophic microorganisms. Also, the highest zinc concentration condition (Zn95) had a negative effect on mineralization of U. subquadripara, showing that metal can affect mineralization and organic carbon decay independently. Overall, the kinetic model used represented the decomposition dynamics of U. subquadripara. The temperature showed a positive correlation with both plants detritus breakdown. We conclude the Zn and Pb can play a driving force role on the anaerobic decomposition of macrophytes, reducing or inhibiting heterotrophic activity. Also, we conclude that Zn and Pb had different effects for H. coronarium and U. subquadripara. Zinc showed independent effect on mineralization and POC breakdown processes. Finally, metals adsorption on detritus and humic substances are processes that determine its influence on decomposition. / O presente estudo teve como objetivo avaliar o efeito do Zn e Pb sobre a decomposição anaeróbia de duas macrófitas aquáticas. Para tanto foram realizados bioensaios utilizando fragmentos de Hedychium coronarium e Urochloa subquadripara, coletadas respectivamente nas represas do Fazzari e do Espraiado (São Carlos, SP, Brasil). A cinética de decomposição dos detritos foi acompanhada por 100 dias, juntamente com a variação temporal do pH, condutividade elétrica e razão E4/E6. Esse procedimento foi realizado com 6 tratamentos diferentes: C1 (controle), C2 (controle com adição de KNO3), Zn95 (95,3 mg.L-1), Zn2 (2,0 mg.L-1), Pb6 (6,0 mg.L-1) e Pb06 (0,06 mg.L-1). Os tratamentos foram mantidos a 15°C e 25°C com o objetivo de discutir o efeito da temperatura sobre a decomposição. As cinéticas do carbono orgânico e inorgânico em cada tratamento foram parametrizadas por modelos matemáticos. Para H. coronarium observou-se que os metais reduziram a velocidade de decaimento do carbono orgânico, o que foi representado pela redução dos coeficientes kT e k4. O tratamento com a maior concentração de zinco (Zn95) teve destaque por ter proporcionado decréscimos pequenos na quantidade de carbono orgânico particulado (COP) ao longo do período experimental. Os detritos de H. coronarium não foram mineralizados, inclusive nos tratamentos controle, o que pode estar associado a efeitos antimicrobianos dessa espécie. O decaimento do COP e aumento do carbono orgânico dissolvido (COD) estiveram provavelmente associados a microrganismos fermentadores. Embora o modelo de duplo decaimento tenha se ajustado bem à dinâmica do COP, a não ocorrência de mineralização não permitiu ajuste das demais equações que integram o modelo adotado. Para U. subquadripara os metais atuaram tanto no sentido de diminuir quanto de aumentar a velocidade de decaimento do carbono orgânico refratário, refletindo valores de k4 menores ou maiores em relação aos controles. Essas diferenças estão provavelmente relacionadas a interações dos metais com os detritos e/ou substâncias húmicas, alterando a concentração biodisponível aos organismos heterotróficos. O tratamento Zn95 ainda influenciou negativamente o processo de mineralização, demonstrando a capacidade do zinco em atuar de maneira independente nos processos de decaimento e mineralização do carbono orgânico. De maneira geral o modelo proposto representou a dinâmica de decomposição de U. subquadripara. A temperatura mostrou correlação positiva com o decaimento e mineralização do carbono orgânico em ambas as plantas. Concluiu-se que os metais Zn e Pb são capazes de atuar como funções de força no processo de decomposição anaeróbia, inibindo ou reduzindo a atividade heterotrófica; que o zinco pode atuar de maneira independente sobre os processos de decaimento do COP e de mineralização; que os efeitos destes metais foram diferentes para cada espécie, e que a adsorção dos mesmos aos detritos e substâncias húmicas são fatores que provavelmente condicionam o papel destes contaminantes como funções de força do processo de decomposição.

Submitted by MONICA IRMA APARECIDA VALDECI DE SOUZA null (cristina_monicas@hotmail.com) on 2016-05-16T23:39:27Z No. of bitstreams: 1 tese correção biblio 5.pdf: 1814748 bytes, checksum: 1bfe9a56010305cbe2ef946d8d005ec9 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-05-17T20:04:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 souza_miav_me_arafo.pdf: 1814748 bytes, checksum: 1bfe9a56010305cbe2ef946d8d005ec9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-17T20:04:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 souza_miav_me_arafo.pdf: 1814748 bytes, checksum: 1bfe9a56010305cbe2ef946d8d005ec9 (MD5) Previous issue date: 2016-03-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo deste estudo foi avaliar a influência da incorporação de nanopartículas de óxido de zinco (NPZnO) nas concentrações de 3, 5 e 7%, sobre propriedades mecânicas e físicas do cimento de ionômero de vidro (CIV) Ketac Molar Easymix. A mistura das NPZnO ao CIV foi realizada pelo método manual e pela calcinação. As propriedades avaliadas foram: análise microestrutural, microdureza Vickers, resistência à compressão, à tração diametral e à flexão. A análise microesturural foi realizada por meio de MEV – FEG, a microdureza com auxilio de um microdurômetro digital (Micromet 2100) e os demais testes em máquina de ensaios mecânicos EMIC. Os dados foram avaliados pelo teste de ANOVA two-way e pelo post-hoc de Tukey, com nível de significância de 5%. Em relação à microestrutura, a calcinação proporcionou melhor distribuição e homogeneização das NPZnO entre as partículas de vidro do CIV. A microdureza, resistência à compressão, à tração diametral e à flexão, após utilização do método da calcinação, apresentaram os melhores resultados. Assim, este estudo indica o método de calcinação quando da mistura de NPZnO ao CIV, uma vez que o mesmo demonstrou ser promissor, diante de todos os testes analisados. / The aim of this study was to evaluate the incorporation of zinc oxide nanoparticles (NPZnO) in concentrations of 3, 5 and 7% on mechanical and physical properties of glass ionomer cement (GIC) Ketac Molar Easymix. The mixture of NPZnO the MIC was conducted by manual method and the calcination. The properties evaluated were: microstructural analysis, Vickers hardness, compressive strength, diametral tensile strength and flexural strength. The microesturural analysis was performed by SEM - FEG, the hardness with the aid of a digital microhardness (Micromet 2100) and other tests EMIC universal testing machine. Data were evaluated by two-way ANOVA test and the post-hoc Tukey, with 5% significance level. Regarding the microstructure, the calcination provided better distribution and mixing of NPZnO between the glass particles of the MIC. The hardness, compressive strength, diametral tensile strength and flexural strength after use of the calcination method, showed the best results. Thus, this study indicates the calcination method when mixing NPZnO the GIC once it has shown promise in front of all the analyzed tests.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-07-30Bitstream added on 2014-06-13T20:04:45Z : No. of bitstreams: 1 teixeira_cp_dr_botfmvz.pdf: 507042 bytes, checksum: 2edf6e19fc47b29717af3db6a2060e54 (MD5) / O presente trabalho compõe-se de dois estudos. No primeiro, avaliou-se os efeitos da suplementação de zinco (0, 20, 40, 80, 160 e 320 mg kg-1) na absorção de zinco (Zn), cobre, ferro e manganês de 60 peixes. No segundo estudo, foram avaliados os efeitos do zinco nos parâmetros produtivos de tilápias-do-Nilo. Foram utilizados 288 peixes, com peso de 7,67 ± 0,23 g, distribuídos ao acaso em 36 aquários de 250 L e alimentados com dietas práticas contendo níveis crescentes de zinco suplementar. A fonte de zinco utilizada foi o sulfato de zinco monoidratado. Ao final de 130 dias experimentais, foram avaliados ganho de peso, consumo de ração, conversão alimentar, taxa de retenção proteica, sobrevivência, atividade da fosfatase alcalina, retenção de zinco nos ossos e carcaça. A suplementação de Zn não influenciou a absorção de ferro. O excesso de zinco suplementar prejudicou a absorção de cobre pelo epitélio intestinal dos peixes. A absorção de manganês foi prejudicada quando os animais foram alimentados com dietas suplementadas com 320 mg Zn kg-1. A concentração de zinco na carcaça e atividade da fosfatase alcalina responderam positivamente ao aumento de nível de suplementação dietética de zinco. As análises de regressão segmentada demonstraram que maior ganho de peso, retenção proteica e melhor conversão alimentar dos peixes foram estimados em 59,84; 80,00 e 82,62 mg Zn kg-1 da dieta, respectivamente. Com base na retenção óssea de zinco, a exigência deste mineral em dietas práticas para juvenis de tilápia-do-Nilo é de 82,71mg kg-1 / This study was divided in two trials. First: the trial evaluated the effects of zinc supplementation (0, 20, 40, 80, 160, 320 mg kg-1 diet) on zinc (Zn), copper (Cu), iron (Fe) and manganese (Mn) availability. Second: a 130-day feeding trial was undertaken to evaluate the effect of zinc on growth performance of Nile tilapia juveniles (Oreochromis nilocticus). 288 Nile tilapia fingerlings with 7.67 ± 0.23 g weight (mean±SD) were randomly stocked into 36 250 L-aquaria and fed practical diets containing graded levels of zinc. Zinc source was zinc sulfate monohydrate (ZnSO4.H2O). Excess of zinc supplement has damaged the absorption of copper by intestinal epithelium. The absorption of manganese was injured when the animals were fed diets supplemented with 320 mg Zn kg-1. Concentration of zinc in carcase and alkaline phosphatase activity increased with the increasing zinc levels. At the end of the experimental period fish were weighed to evaluate weight gain, feed intake, feed conversion ratio, protein retention, survival, alkaline phosphatase activity and zinc tissues saturation. The broken-line analysis showed that the greater weight gain, protein retention and better feed of fish were estimated at 59.84, 80.00 and 82.62 mg Zn kg-1, respectively. Based on bone absorption of zinc, the requirement of this mineral in practical diets for juvenile of Nile tilapia is 82.71 mg kg-1

Orientador: Keizo Yukimitu / Resumo: O novo sistema vítreo ZBT, 70 ZnO-30B2O3 (mol%) + xTe (wt%), sendo (x= 0, 1, 2, 3, 4, 5, 10, 20, 30, 40, 50) foi sintetizado por meio da técnica fusão resfriamento. As amostras foram tratadas termicamente numa temperatura de 450°C por um período de 3 h. Foi feito o estudo estrutural, térmico e óptico do sistema vítreo a partir das técnicas de Difratometria de Raios-X, Espectroscopias FT-IR e Raman, Análise Térmica Diferencial, Absorção óptica; Índice de refração e Determinação da densidade. O trabalho em questão tem como objetivo sintetizar uma matriz vítrea hospedeira que apresente boas características estruturais, térmicas e ópticas com potencial para aplicações tecnológicas. O índice de refração das amostras vítreas ZBT varia de acordo com a composição do material, a concentração com 0 Te (%wt) apresentou índice de refração de 1,48, enquanto que para concentração 50 Te Te (%wt) o índice de refração é de 1,84. Este aumento no índice de refração potencializa o material vítreo para aplicações ópticas. Tratamentos térmicos acima da Tg foram feitos a fim de estudar o comportamento térmico, em termos de estabilidade térmica e cristalização do vidro. Os vidros apresentaram boa estabilidade térmica, podendo ser aplicados em fibras ópticas. Espectroscopia Raman identificaram ligações O-Te-O; tetraedros ZnO; presença de anéis de boroxol com triângulos BO3 e tetraedros BO4, ligações Te-O- e vibrações de estiramento Te=O em TeO3+1 que indicam presença de oxigênios não ligantes (non-br... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The new glassy system ZBT, 70 ZnO-30B2O3 (mol%) + xTe (wt%), being (x = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 10, 20, 30, 40, 50) was synthesized by melting quentching. The samples were thermally treated at temperature of 450° C for 3 h. Structural, thermal and optical analysis of the vitreous system were carried out by of X-ray Diffraction, FT-IR and Raman Spectroscopy, Differential Thermal Analysis, Optical Absorption, Index of refraction and Determination of density techniques. The work in question aims to synthesize a host glass matrix that presents good structural, thermal and optical characteristics with potential technological applications. The refractive index of the ZBT glass samples varies according to the composition of the material, the concentration with 0 Te (% wt) had a refractive index of 1.48, whereas for the concentration 50 Te Te (% wt) the refractive index is 1.84. This increase in the refractive index enhances the vitreous material for optical applications. Thermal treatments above the Tg were done in order to study the thermal behavior in terms of thermal stability and glass crystallization. The glasses presented good thermal stability and could be applied in optical fibers. Raman spectroscopy has identified O-Te-O bonds; ZnO tetrahedra; presence of boroxol rings with BO3 triangles and BO4 tetrahedra, Te-O- bonds and Te=O stretching vibrations in TeO3+1 indicating the presence of non-bridging NBO's. FT-IR spectra reveal bands corresponding to ZnO, TeO3, TeO6, BO3, BO4. The ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

A oxidação fotocatalítica do glicerol (OFG) é uma possível alternativa para aproveitamento do excedente de glicerol proveniente do processo de produção do biodiesel, porém são poucos os registros desta reação na literatura. Neste trabalho, primeiramente foram testadas amostras comerciais de ZnO e TiO2, com o objetivo de identificar e quantificar os principais produtos de oxidação para cada semicondutor. Também foram realizados testes para determinação da influência dos parâmetros reacionais sobre a conversão e seletividade para gliceraldeído (GAD) e dihidroxiacetona (DHA), variando-se as condições experimentais tanto isoladamente quanto simultaneamente, através planejamento de experimentos. Por fim, foram sintetizadas amostras de ZnO visando-se obter uma amostra com melhores resultados em termos de conversão e seletividade para GAD e DHA que a amostra comercial. Os testes fotocatalíticos foram conduzidos em reator batelada (slurry) sob radiação ultravioleta, usando soluções aquosas de glicerol. Os produtos de oxidação foram analisados por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Os catalisadores sintetizados foram caracterizados por MEV, área BET, DRX, espalhamento de raios X a baixo ângulo e medidas de Potencial Zeta. Os resultados mostraram que ZnO e TiO2 diferem significativamente quanto à seletividade. O ZnO apresentou maior seletividade para produtos de maior valor agregado, como o gliceraldeído (GAD) e a dihidroxiacetona (DHA), indicando maior contribuição da fotocatálise indireta. O TiO2 apresentou seletividade maior para produtos resultantes da quebra da molécula de glicerol, como o formaldeído e o glicolaldeído, o que indica maior contribuição da fotocatálise direta. Nos testes da influência dos parâmetros reacionais para o ZnO, determinou-se que a conversão é afetada principalmente pelo pH inicial e concentração de catalisador e que a seletividade é afetada principalmente pela temperatura de reação e pH inicial. Em relação às amostras de ZnO sintetizadas em laboratório, nenhuma foi mais fotoativa que a amostra comercial, porém a amostra ZnO-B foi a mais fotoativa dentre as sintetizadas e foi mais seletiva ao GAD do que o ZnO comercial. Pôde-se determinar que o potencial zeta foi a característica mais influente na fotoatividade destes catalisadores, sendo que quanto mais positivo este valor, mais fotoativo o catalisador. Finalmente, em relação às amostras de ZnO com diferentes proporções de planos polares, a amostra com baixa proporção foi cerca de 2 vezes mais fotoativa que a amostra com alta proporção destes planos, o que se opõe aos resultados encontrados na literatura sobre fotoatividade relacionada a planos cristalinos. / The photocatalytic oxidation of glycerol emerges as a potential alternative to contribute to the utilization of glycerol surplus from biodiesel production. However, there are few reports about this reaction in the literature. In this work, as a first approach, commercial samples of ZnO and TiO2 were tested in order to identify the main products for each semiconductor. Next, the influence of the reaction parameters on the conversion and selectivity to glyceraldehyde (GAD) and dihydroxyacetone (DHA) was studied through a design of experiments, using ZnO as catalyst. Finally, additional ZnO samples were synthesized as an attempt to obtain a catalyst with conversion and/or selectivity higher than the commercial sample. The photocatalytic tests were carried out in a batch reactor (slurry) under ultraviolet radiation, using aqueous solution of glycerol. The oxidation products were analysed by liquid chromatography (HPLC). The synthesized catalysts were characterized by SEM, BET surface area, XRD, SAXS and Zeta Potential measurements. The results showed that ZnO and TiO2 differ significantly in selectivity. ZnO was more selective to products with higher commercial value (GAD and DHA), indicating greater contribution from indirect photocatalysis. On the other hand, TiO2 showed higher selectivity to products from the cleavage of the glycerol molecule, such as formaldehyde and glycolaldehyde, which indicates greater contribution from direct photocatalysis. In reference to the tests about the influence of the reaction conditions using ZnO, it was found that conversion was affected mainly by the initial pH and catalyst concentration, whereas selectivity was affected mainly by the temperature and initial pH. Regarding the synthesized ZnO catalysts, none of them reached conversion higher than the commercial sample, yet the sample ZnO-B showed the highest selectivity to GAD, even higher than the commercial sample. It was also determined that the zeta potential was the most influential characteristic on the catalyst activity. Finally, regarding the ZnO catalysts with different proportions of polar planes, the sample with low proportion of polar planes was about 2 times more active than the sample with high proportion of polar planes, which contradicts the records found in the literature about this specific topic.

O zinco é um dos metais mais utilizados nos processos de tratamento de superfícies. Os efluentes contaminados com zinco, gerados nestes processos, trazem preocupação devido ao grande volume, elevada toxicidade, acumulação e persistência. O presente estudo avaliou a remoção de íons zinco de soluções aquosas, por adsorção em carvão ativado comercial, através de experimentos em batelada e em escala piloto. Ensaios em batelada objetivaram estudar a influência dos parâmetros de processo pH, tempo de contato e concentração de sólido adsorvente na remoção de íons Zn2+ a partir de uma solução com concentração inicial de 10 mg.L-1. A partir das melhores condições encontradas, a isoterma de equilíbrio do sistema foi construída e o ajuste dos dados experimentais aos modelos não lineares de Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson e Sips foi verificado. Ensaios em planta piloto foram realizados a fim de identificar a curva de ruptura do sistema. No processo de adsorção contínuo em leito fixo, foram avaliadas diferentes condições operacionais, variando-se a vazão de alimentação (15 e 20 mL.min-1) e a massa de adsorvente utilizada como recheio do leito (10, 13, 20 e 40 g). Os resultados apontaram como parâmetros ótimos de adsorção: pH igual a 6, tempo de contato de 30 min e concentração de sólido adsorvente de 20 g.L-1. O modelo de Sips apresentou o melhor ajuste dentre os modelos matemáticos estudados. O experimento realizado em planta piloto utilizando-se uma vazão de 15 mL.min-1 e massa de sólido sorvente de 40 g, obteve os melhores resultados dentre as condições analisadas, apresentando tempo de ruptura e exaustão do leito aos 5 e 90 min, respectivamente. / Zinc is one of the most used metals in surface treatment processes. The effluents contaminated with zinc, generated in these processes, bring concern due to the large volumes, high toxicity, persistence and accumulation. This study evaluated the removal of zinc ions from aqueous solutions, through adsorption by commercial activated carbon, using continuous (pilot plant) and bench scale. The batch experiments studied the influence of pH, contact time and adsorbent concentration in the removal of Zn 2+ ions from a solution with initial concentration of 10 mg.L-1. After achieving the best process parameters, the system’s equilibrium isotherm was constructed, and the fit of experimental data to the nonlinear Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson and Sips models was verified. Pilot plant tests were carried out in order to identify the system’s breakthrough curve. In the continuous fixed bed adsorption process, different operating conditions were evaluated by varying the feed flow (15 and 20 mL.min-1) and the mass of adsorbent material used as filling (10, 13, 20 and 40 g). The results showed as the optimum parameters for adsorption: pH 6, contact time of 30 min and adsorbent concentration of 20 g.L-1. The Sips model presented the best fit among the mathematical models studied. The experiment conducted in a pilot plant, using a flow rate of 15 mL.min-1 and solid adsorbent mass of 40 g, had the best results among the examined conditions, with breakthrough and exhaust times of 5 and 90 min, respectively.

Este estudo apresenta uma proposta de captação de energia solar através de células fotovoltaicas sobre telhas de zinco. Na maioria dos projetos existentes de sistemas fotovoltaicos, a implementação de módulos fotovoltaicos necessitam da adequação dos telhados e da estrutura para acomodá-los. Neste estudo a fixação será diretamente na telha, sem a necessidade de estruturas que alterem o telhado. Foi analisado a forma mais adequada de inserção das células fotovoltaicas sobre a telha, avaliando aspectos de layout, robustez, facilidade de implantação e de melhor captação de energia. Um protótipo no telhado foi construído com a captação direta de dados do mesmo. Foram produzidas estruturas, chamadas de calhas fotovoltaicas. Estas podem se encaixar na maior parte dos telhados existentes de zinco, sem a necessidade de inserção de estruturas para sua fixação. As calhas fotovoltaicas são módulos bem menores que os covencionais, podendo ser construídos de acordo com a potência desejada, com altura e largura necessários. Com a calhas fotovoltaicas produzidas, foram analisados sua performance através de coleta dos dados de tensão. Os resultados foram analisados relacionando-os com as quatro estações do ano, sendo obtidos resultados do tempo de produção de energia, o horário de inicialização e término de produção fotovoltaica. A estrutura da calha fotovoltaica foi avaliada com a análises de possibilidades de alterações ao longo dos testes. As calhas fotovoltaicas podem ser construidas de acordo com a potência requerida com somente a adição de novas calhas, sem a necessidade de alteração do telhado existente. O estudo apresentou resultados satisfatórios, analisando que ao longo de um ano a estrutura da calha não sofreu alterações e as medições de tensão se mantiveram constantes, sendo estes estudo realizado nas quatro estações do ano, sujeito as mais diversas intempéries. / This study presents a proposal for collecting solar energy through photovoltaic cells on roofs of zinc. Most of the existing projects of photovoltaic systems, the implementation of PV modules require the suitability of roofs and structure to accommodate them. In this study will be directly fixing the tile without the need to change the roof structures. It was considered the most appropriate form of integration of photovoltaic cells on the tile, evaluating aspects of layout, robustness, ease of deployment and improved energy harvesting. A prototype was built on the roof with direct capture the same data. structures were produced, called photovoltaic rails. These can fit in most existing zinc roofs without requiring insertion structures for fixing. The photovoltaic modules rails are much smaller than the covencionais, may be constructed in accordance with the desired power, with height and width needed. With photovoltaic rails produced were analyzed performance through collection voltage data. The results were analyzed relating them to the four seasons, and obtained energy production time results, the start and end time of photovoltaic production. The structure of the photovoltaic trough was assessed with the analysis of changes of possibilities in the tests. Photovoltaic rails can be built according to the power required with only the addition of new rails without the need for modification of the existing roof. The study showed satisfactory results, analyzing that over a year trough structure has not changed and voltage measurements remained constant, and these study conducted in the four seasons of the year, subject to the various weather.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-09-25T15:07:35Z No. of bitstreams: 1 PATRÍCIA TATIANA ARAÚJO DOS SANTOS - TESE (PPGEP) 2011.pdf: 1900230 bytes, checksum: 89561c399b083520a1b499f7b2a0e152 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-25T15:07:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PATRÍCIA TATIANA ARAÚJO DOS SANTOS - TESE (PPGEP) 2011.pdf: 1900230 bytes, checksum: 89561c399b083520a1b499f7b2a0e152 (MD5) Previous issue date: 2011 / Capes / Nanopartículas de ZnAl1,9Eu0,1O4 foram modificadas a superfície usando agentes amino-silanos, e funcionalizadas a partir de monômeros do tipo metilmetacrilato, etilenodiamina e quitosana como moléculas biocompatíveis. As nanopartículas do ZnAl1,9Eu0,1O4 foram obtidas por reação de combustão, e silanizadas com os agentes silanos 3 – aminopropiltrimetoxisilano e 3 – aminopropiltrietoxisilano, com o intuito de tornar o caráter do espinélio hidrofóbico e em seguida funcionalizadas. As amostras resultantes foram caracterizadas por Difração de raios X, Espectroscopia de Infra Vermelho com Transformada de Fourrier, Microscopia Eletrônica de Transmissão, Espectroscopia de Excitação e Emissão e Rendimento quântico. Os resultados revelaram a formação da fase cúbica ZnAl1,9Eu0,1O4 e traços de EuAlO3. Para as amostras funcionalizadas com quitosana observa-se a formação da fase espinélio e da fase quitosana. Mediante os espectros de FTIR observou-se bandas abaixo de 1000 cm-1 atribuídas às vibrações dos sítios tetraédricos e octaédricos. As amostras funcionalizadas com quitosana apresentaram melhor complexação (interação óxido /polímero) e presença de estiramento NH atribuído ao grupo NH2 da quitosana. A banda de C=O observada para o espinélio ZnAl1,9Eu0,1O4 com quitosana evidenciou a funcionalização das nanopartículas. As nanopartículas ZnAl1,9Eu0,1O4 apresentaram morfologia constituída de aglomerados com formato de agulhas, constituídos de partículas com formato aproximadamente hexagonal, e tamanho menores que 100 nm. Após funcionalização as nanopartículas ZnAl1,9Eu0,1O4 apresentaram morfologia não homogênea, composta por um filme e partículas impregnadas de formato aproximadamente esférica, contendo fases amorfas e cristalinas, com partículas menores que 100 nm. As amostras silanizadas, funcionalizadas com os monômeros e a amostra funcionalizada com quitosana na proporção 5:1, apresentaram as linhas espectrais do íon Eu3+ correspondentes as transições 5D0 → 7F0, 5D0 → 7F1, 5D0 → 7F2, 5D0 → 7F3 e 5D0 → 7F4. O maior rendimento quântico foi observado para a amostra funcionalizada com a mistura dos monômeros utilizando o 3- aminopropiltrimetoxisilano. / Nanoparticles ZnAl1,9Eu0,1O4 were surface modified using amino-silane agents, and from functionalized monomers like methylmethacrylate, ethylenediamine and chitosan as biocompatible molecules. Nanoparticles of ZnAl1,9Eu0,1O4 were obtained by combustion reaction, and silanized with silane agents and 3- aminopropyltrimethoxysilane and 3 -aminopropyltriethoxysilane, in order to make the hydrophobic character of the spinel and then functionalized. The resulting samples were characterized by X-ray Diffraction, Infrared Spectroscopy Fourier Transform, Transmission Electron Microscopy, Excitation and Emission Spectroscopy and quantum yield. The results revealed the formation of cubic phase ZnAl1,9Eu0,1O4 and traces of EuAlO3. For samples functionalized with chitosan, we observed the formation of spinel phase and phase chitosan. Through the FTIR spectra observed bands below 1000 cm-1 assigned to the vibrations of tetrahedral and octahedral sites. The samples functionalized with chitosan showed better complexation (interaction oxide / polymer) and the presence of NH stretch assigned to NH2 group of chitosan. C = O band observed for the spinel ZnAl1,9Eu0,1O4 with chitosan showed the functionalization of nanoparticles. Nanoparticles ZnAl1,9Eu0,1O4 showed morphology composed of needle-shaped clusters consisting of particles with roughly hexagonal shape, and size smaller than 100 nm. Nanoparticles ZnAl1,9Eu0,1O4 after functionalization showed inhomogeneous morphology, consisting of a film and impregnated particles of roughly spherical shape containing amorphous and crystalline phases, with particles smaller than 100 nm. The silanized samples, functionalized with monomers functionalized with chitosan and the sample in 5:1 ratio showed the spectral lines corresponding Eu3+ ion transitions 5D0 → 7F0, 7F1 → 5D0, 5D0 → 7F2, 5D0 → 7F3 and 5D0 → 7F4. The higher quantum yield observed for the sample was functionalized with a mixture of monomers using the 3-aminopropyltrimethoxysilane.

Submitted by Everaldo Pereira (pereira.evera@gmail.com) on 2018-04-26T16:48:14Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Rafael Ribeiro Daltro.pdf: 16346807 bytes, checksum: 464556e4f64d8c433b973129e341f84f (MD5) / Approved for entry into archive by NUBIA OLIVEIRA (nubia.marilia@ufba.br) on 2018-05-02T19:46:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Rafael Ribeiro Daltro.pdf: 16346807 bytes, checksum: 464556e4f64d8c433b973129e341f84f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-02T19:46:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Rafael Ribeiro Daltro.pdf: 16346807 bytes, checksum: 464556e4f64d8c433b973129e341f84f (MD5) / O município de Boquira, localizado na porção centro sul do estado da Bahia, está situado em um ambiente geológico com importante background natural para chumbo e zinco e hospedou entre os anos de 1960 e 1992 a maior mina de chumbo e zinco do Brasil. Diante das altas concentrações de metais tóxicos na área de estudo, a dúvida quanto à contaminação dos recursos hídricos existe desde o início das atividades da Mineração Boquira, sendo recorrente após quase 60 anos, em especial devido às importantes fontes de metais tóxicos deixadas como passivo ambiental pela mineração em forma de bacia de rejeito, galerias da mina subterrânea, mina à céu aberto e pilha de estéril, situadas no entorno da zona urbana. Desta forma, buscou-se avaliar a qualidade dos recursos hídricos utilizados para abastecimento humano no município de Boquira, frente a uma possível contaminação natural e antrópica por metais, e a influência dos passivos ambientais tóxicos deixados no município após o súbito abandono da mineração. Para tanto, realizou-se campanhas de campo e amostragem de alíquotas de água objetivando a realização de análises químicas laboratoriais para monitoramento e comparação com outros autores. Concluiu-se então que existe influência do background natural das rochas do município de Boquira nos recursos hídricos utilizados pela população, conferido valores acima do Valor Máximo Permitido (CONAMA 357/2005; CONAMA 396/2008; Portaria MS 2914/2011 e WHO, 2011) para consumo humano para metais como cálcio, ferro, magnésio, manganês e sódio. Apesar das maiores concentrações para metais como chumbo, zinco e cádmio estarem situadas nas águas das galerias da mina subterrânea e bacia de rejeito, de acordo com a metodologia utilizada neste trabalho não existe correlação entre os elevados teores de metais tóxicos oriundos do passivo da Mina de Boquira com os recursos hídricos utilizados para abastecimento humano (água subterrânea, água superficial de nascente e cisternas abastecidas por água da chuva) no município de Boquira. / ABSTRACT - The city of Boquira, located in the south central portion of the state of Bahia, in a geological environment with an important natural background for lead and zinc, hosted between 1960 and 1992's the largest lead and zinc mine in Brazil. Due the high concentrations of toxic metals in the study area, questions about the contamination of water resources have existed since the beginning of the activities of the Mineração Boquira (Boquira Mining), being recurrent after almost 60 years, especially due to the important sources of toxic metals left as environmental waste as tailings mine, underground mine galleries and openpit, located in the surroundings of the urban area. In this way, was evaluated the quality of the water resources used as human source in the urban area of Boquira, facing a possible natural and also anthropic contamination by metals, and the influence of toxic environmental pollutants left in Boquira after the sudden abandonment of the mining. Field campaigns and water aliquot sampling were carried out to perform laboratory chemical analysis for monitoring and comparison with data from other authors. It was possible to conclude that there is influence from the natural background of the rocks that make up the substrate of Boquira in the water resources used by the population, given values above the Maximum Permitted Value (CONAMA 357/2005, CONAMA 396/2008, MS 2914/2011 and WHO, 2011 - Brazilian regulatory laws) for human consumption for metals such as calcium, iron, magnesium, manganese and sodium. Although the highest concentrations for metals such as lead, zinc and cadmium are located in the galleries of the underground mine and tailings basin, according to the methodology used in this dissertation there is no correlation between the material coming from the tailings basin and underground mine with the resources (groundwater, spring water and cisterns supplied by rainwater). Keywords: abandoned mining, lead-zinc, water resources, toxic metals, semiarid, Boquira.