CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Contributions to a sustainable development ought to focus in the following three foci: environmental, economic and social . The usage of oil, animal and vegetable fats in food has grown in recent decades. Therefore conseq uently, the generation of residual oils and fats (OGR) turned into environmental problems, due to the lack of information, awareness and/or different interests of governments and private institutions in the implementation of collection programs and proper disposals of the aforesaid wastes for the processing into quality recycled products. The biodiesel industry is a good option to market to the use of the OGR produced in household residences and commercial establishments in the major urban centers. The rese arch aimed in this present proposal for the sustainable production of biodiesel from the waste oils and the frying fats, is to make a comparative study of the purification (washing) in the biodiesel with the process of water and synthetics adsorbents. This particular said purification process of the biodiesel with water and treated adsorbents, were effective in removing impurities, such as soap and free glycerin moisture, contained in the neutralized OGR's with over 99% reduction in the impurities under suc h conditions for an optimized process. The bioOGR's and the bioOGR blended with the biodiesel from the castor (bioM100), as well as the diesel oil (D95_B5), were used to fuel stationary diesel engine cycles and measure the level of opacity in the fuel exh aust gases, tested to determine the coefficient of the light absorption (opacity). All the fuels did have a opacity level below 0.5 m - 1 , which is the maximum set required by the Brazilian laws. The identification of the composing OGR's by the gas chromato graphy of the fatty acids, duly obtained from the average composition of unsaturated fatty of the acids 76.0  2.38 (51.1  1.28% of polyunsaturated and 24.9  1.10% monounsaturated) and a lesser contribution of the saturated fatty acids with an average of 23.6  0.83%. Regarding the effluents generated in the bioOGR's washing with the water, this stated characterization determined its physic - chemical parameters, where the average was 21,248.0Â67.3 mg O 2 /L for the chemical oxygen demand and the 2,543.0Â2.9 3 NTU being checked for the turbidity, while 10.3  0.53 was for the pH and the 453.7  4.30 μS/cm was for the electric conductivity in the effluent from the first wash of the bioOGR. / As contribuiÃÃes para o desenvolvimento sustentÃvel devem concentrar-se em trÃs focos: ambiental, econÃmico e social. O uso de Ãleos e gorduras animais e vegetais na alimentaÃÃo humana tem crescido nas Ãltimas dÃcadas e consequentemente a geraÃÃo do Ãleo e gordura residual (OGR) se transformou em problemas ambientais devido à falta de informaÃÃo, sensibilizaÃÃo e/ou interesse do poder pÃblico e privado, em implantar programas de recolha e destinaÃÃo adequada deste resÃduo para transformaÃÃo em produtos nobres. A indÃstria do biodiesel representa uma boa opÃÃo de mercado para o aproveitamento do OGR produzido em residencias e estabelecimentos comerciais em grandes centros urbanos. A pesquisa teve o objetivo de apresentar uma proposta para produÃÃo sustentÃvel de biodiesel a partir do Ãleo e gordura residual de fritura efetuando um estudo comparativo do processo de purificaÃÃo (lavagem) do biodiesel com Ãgua e com adsorventes sintÃticos. Os processos de purificaÃÃo do biodiesel com a Ãgua e com os adsorventes monstraram-se eficientes na remoÃÃo das impurezas (sabÃo, umidade e glicerina livre) contidas nos OGRÂs neutralizados e bioOGRs com mais de 99% de reduÃÃo de tais impurezas nas condiÃÃes otimizadas do processo. Os bioOGRs, blends do bioOGR com o biodiesel de mamona (bioM100) e Ãleo diesel do petrÃleo (D95_B5), foram utilizados para abastecer um motor ciclo diesel estacionÃrio e foi medido o nÃvel de opacidade dos gases de exaustÃo dos combustÃveis testados determinando o seu coeficiente de absorÃÃo da luz (opacidade). Todos os combustÃveis tiveram o seu nÃvel de opacidade inferior a 0,5 m-1, valor mÃximo estabelecido pela legislaÃÃo brasileira. Na identificaÃÃo dos Ãcidos graxos que compÃem os OGRÂs, por meio da cromatografia gasosa, obteve-se a mÃdia da composiÃÃo dos Ãcidos graxos insaturados de 76,0  2,38 (51,1  1,28% de poliinsaturados e 24,9  1,10% de monoinsaturados) e em menor contribuiÃÃo os Ãcidos graxos saturados com mÃdia de 23,6  0,83 %. Sobre os efluentes gerados na lavagem dos bioOGRs com Ãgua, foram caracterizados e determinados os seus parÃmetros fÃsico-quÃmicos, tendo sido verificado a mÃdia de 21248,0  67,3 mg O2/L da demanda quÃmica de oxigÃnio, 2543,0  2,93 NTU, de turbidez, 10,3  0,53 de pH e 453,7  4,30 μS/cm de condutividade elÃtrica do efluente da primeira lavagem do bioOGR

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Este estudo apresenta anÃlises de dados experimentais de ciclos de carga e descarga em um vaso protÃtipo de armazenamento de gÃs natural adsorvido (GNA) em um leito de carvÃo ativado, comparados com simulaÃÃes obtidas com um modelo matemÃtico proposto para prever o comportamento da pressÃo, temperatura mÃdia e massa armazenada e disponibilizada de gÃs natural num dado recipiente. Para validar o modelo, cada parÃmetro de entrada foi calculado independentemente atravÃs de anÃlises das caracterÃsticas texturais da amostra de carvÃo utilizada e do levantamento de isotermas de equilÃbrio de adsorÃÃo de metano no mesmo carvÃo. TambÃm foram determinadas as isotermas de adsorÃÃo de etano, propano e butano, constituintes do gÃs natural (GN) em menores proporÃÃes, para avaliaÃÃo da influÃncia da composiÃÃo na eficiÃncia do processo de armazenamento. As anÃlises das caracterÃsticas texturais foram conduzidas num aparato volumÃtrico atravÃs da obtenÃÃo de isotermas de nitrogÃnio a 77 K. Os dados de equilÃbrio de adsorÃÃo dos componentes do GN foram adquiridos com auxÃlio de uma balanÃa de suspensÃo magnÃtica. Numa etapa inicial foram utilizados experimentos com gÃs natural e simulaÃÃes com metano puro. Os resultados mostraram discrepÃncias nas previsÃes do modelo, conduzindo-nos à conclusÃo de que à inadequado assumir que o gÃs natural apresenta comportamento semelhante ao de seu componente em maior proporÃÃo, o metano, para este caso. A partir deste fato, as simulaÃÃes foram comparadas com experimentos usando metano puro e uma boa concordÃncia foi observada nas comparaÃÃes dos resultados. A pressÃo e a massa armazenada foram preditas satisfatoriamente bem e, apesar dos efeitos tÃrmicos nÃo precisamente levados em conta no modelo, foi observada uma concordÃncia razoavelmente boa entre simulaÃÃo e experimento para a temperatura mÃdia dentro do recipiente. Conclusivamente, o modelo foi satisfatÃrio para a previsÃo dos fenÃmenos envolvidos num processo de armazenamento de GNA. / This study presents experimental data analyses of charge and discharge cycles in a prototype vessel of adsorbed natural gas (ANG) storage in a bed of activated carbon, compared with simulations obtained with a mathematical model proposed to foresee the behavior of pressure, average temperature and stored mass and delivery of natural gas in a given reservoir. To validate the model, each input parameter was independently calculated through analyses of the used carbon sampleâs textural characteristics and the acquirement of adsorption equilibrium isotherms of methane in the same carbon sample. It was also obtained the adsorption isotherms of ethane, propane and butane, constituent of the natural gas (NG) in smaller proportions, for evaluation of the composition influence in the storage process efficiency. The textural characteristics analyses were run in a volumetric apparatus through the obtaining of nitrogen isotherms at 77 K. The adsorption equilibrium data of the NG components were acquired with the support of a magnetic suspension balance. In an initial stage, it was used experiments with natural gas and simulations with pure methane. The results showed discrepancies in the model prediction, leading to the conclusion that it is inadequate to assume that the natural gas presents behavior similar to the one of its larger proportion component, methane, for this case. Consequently, in another stage, simulations were compared with experiments using pure methane and a good agreement was observed in the results comparisons. Histories of pressure and stored mass were satisfactorily well predicted and, despite heat effects, not precisely taken into account in the model, there was a reasonably good agreement between simulation and experiment for the average temperature inside the vessel. Conclusively, the model was suitable for the prediction of the phenomena involved in an ANG storage process.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / CO2 à o principal GÃs de Efeito Estufa (GEE), que pode causar consequÃncias indesejÃveis ao meio ambiente, como o aquecimento global. Hà muitas opÃÃes para a separaÃÃo de CO2, entre as quais a adsorÃÃo em materiais porosos à destaque neste trabalho. Carbonos ativados e zeÃlitos tÃm sido propostas como potenciais materiais adsorventes, devido à sua afinidade natural com o CO2 e para a possibilidade de adaptar as propriedades texturais e quÃmica de superfÃcie para aumentar a capacidade e seletividade em cenÃrios de captura especÃficos. Esta tese se concentra em modificar a quÃmica da superfÃcie de adsorventes convencionais, por meio de impregnaÃÃo de amina e troca-iÃnica, de modo a avaliar o efeito de tais modificaÃÃes sobre o seu desempenho de captura de CO2. A secÃÃo experimental foi dividida em trÃs estudos distintos. Inicialmente, isotermas de adsorÃÃo de CO2 foram obtidos em zeÃlito X funcionalizado com concentraÃÃes crescentes de 2-aminoetanol (Monoetanolamina, MEA). Subsequentemente, o carbono ativado, foi investigado como um suporte para a impregnaÃÃo de amina para a captura de CO2. Por Ãltimo, um estudo de troca iÃnica em zeÃlito X foi realizada a fim de investigar a influÃncia de diferentes cÃtions de compensaÃÃo na captura de CO2. Em geral, MEA impregnaÃÃo conduziu a uma deterioraÃÃo nas propriedades texturais dos adsorventes estudados, que sÃo essencialmente microporosos. Quanto maior a concentraÃÃo da soluÃÃo de impregnaÃÃo aumenta, maior à o preenchimento dos microporos por aminas. Hà evidÃncias experimentais de que parte da amina carregada liga covalentemente à estrutura zeolÃtica. A capacidade de adsorÃÃo de CO2 à sempre menor para amostras impregnadas do que para o suporte puro a 298 K, contudo em temperatura maiores, 348 K, à possÃvel observar melhorias. ZeÃlito X mantÃm textura e estrutura cristalina intacta nas amostras de troca-iÃnica. AdsorÃÃo de CO2 à reforÃada por cÃtions de compensaÃÃo menores e mais leves, como LÃtio, atingindo 4,82 mmol/g a 348 K e 1 bar. Em termos de capacidade de trabalho (entre 0,1 e 1 bar) a 298 K, o Ba em zeÃlito X tem um desempenho melhor do que os outros sÃlidos. Ele continua a ser estudado em trabalhos futuros a CO2/N2 e CO2/CH4 seletividade de tais materiais em condiÃÃes secas e Ãmidas. / CO2 à o principal GÃs de Efeito Estufa (GEE), que pode causar consequÃncias indesejÃveis ao meio ambiente, como o aquecimento global. Hà muitas opÃÃes para a separaÃÃo de CO2, entre as quais a adsorÃÃo em materiais porosos à destaque neste trabalho. Carbonos ativados e zeÃlitos tÃm sido propostas como potenciais materiais adsorventes, devido à sua afinidade natural com o CO2 e para a possibilidade de adaptar as propriedades texturais e quÃmica de superfÃcie para aumentar a capacidade e seletividade em cenÃrios de captura especÃficos. Esta tese se concentra em modificar a quÃmica da superfÃcie de adsorventes convencionais, por meio de impregnaÃÃo de amina e troca-iÃnica, de modo a avaliar o efeito de tais modificaÃÃes sobre o seu desempenho de captura de CO2. A secÃÃo experimental foi dividida em trÃs estudos distintos. Inicialmente, isotermas de adsorÃÃo de CO2 foram obtidos em zeÃlito X funcionalizado com concentraÃÃes crescentes de 2-aminoetanol (Monoetanolamina, MEA). Subsequentemente, o carbono ativado, foi investigado como um suporte para a impregnaÃÃo de amina para a captura de CO2. Por Ãltimo, um estudo de troca iÃnica em zeÃlito X foi realizada a fim de investigar a influÃncia de diferentes cÃtions de compensaÃÃo na captura de CO2. Em geral, MEA impregnaÃÃo conduziu a uma deterioraÃÃo nas propriedades texturais dos adsorventes estudados, que sÃo essencialmente microporosos. Quanto maior a concentraÃÃo da soluÃÃo de impregnaÃÃo aumenta, maior à o preenchimento dos microporos por aminas. Hà evidÃncias experimentais de que parte da amina carregada liga covalentemente à estrutura zeolÃtica. A capacidade de adsorÃÃo de CO2 à sempre menor para amostras impregnadas do que para o suporte puro a 298 K, contudo em temperatura maiores, 348 K, à possÃvel observar melhorias. ZeÃlito X mantÃm textura e estrutura cristalina intacta nas amostras de troca-iÃnica. AdsorÃÃo de CO2 à reforÃada por cÃtions de compensaÃÃo menores e mais leves, como LÃtio, atingindo 4,82 mmol/g a 348 K e 1 bar. Em termos de capacidade de trabalho (entre 0,1 e 1 bar) a 298 K, o Ba em zeÃlito X tem um desempenho melhor do que os outros sÃlidos. Ele continua a ser estudado em trabalhos futuros a CO2/N2 e CO2/CH4 seletividade de tais materiais em condiÃÃes secas e Ãmidas.

nÃo hà / In this work was carried out an extensive investigation of the adsorption properties of synthetic dyes on different parts (rhizome, root, stolon and petiole) of Eichhornia crassipes (water hyacinth) and a comparison with the adsorption capacity of the biopolymer alginate beads doped with water hyacinth biomass. The biomasses and spheres were structurally characterized by infrared spectroscopy, scanning electron microscopy - SEM and thermal analysis (thermogravimetric analysis - TGA and Differential Scanning Calorimetry - DSC). The kinetics of adsorption processes were monitored by UV and visible spectroscopy - UV / VIS and the data applied to the models of Freundlich and Languimir. Synthetic anionic dyes (methyl orange), cationic (methylene blue) and azo (indigo carmine) were used in the investigation. Adsorption studies was obtained, under controlled agitation of 70 rpm and temperature ranging between 25ÂC and 45ÂC at concentrations of dye in the range 10-250 mg/L and pH 2-12. The best results were achieved with a dye initial concentration of 100 mg/g, an initial quantity of 60 mg biosorbent, at temperature of 45 ÂC and at basic pH. Among the tested dyes, methylene blue exhibited the best adsorption capacity. The study of adsorption kinetics showed a better fit to the model of pseudo-second order and intraparticle diffusion is involved in the mechanism of adsorption. In the study of the isotherms, the result shows best fit to data by the Langmuir and Freundlich equations, with a maximum capacity of adsorption of methylene blue dye from 819.7 mg/g at 25 ÂC, to the root. A temperature increase caused an increase in system adsorption capacity and also led to an increase in time to the system reach equilibrium. The values of the rate constant for pseudo-second order increased with increasing temperature. An increase in initial dye concentration caused an increase in the amount of dye adsorbed. The activation energy for all biosorbents are in the range 20-40 kJ.mol-1 demonstrated that the adsorption processes are physical. The thermodynamic parameters ∆HÂ, ∆S and ΔGÂ, for most biosorbents indicate that the process is exothermic in nature, spontaneous and favorable, except for the sphere of ALG/GC/Biomass where values obtained showed endothermic nature. The desorption study showed that the biosorbents can be reused. / Neste trabalho foi realizada uma investigaÃÃo extensiva das propriedades de adsorÃÃo do corante azul de metileno em diferentes partes (rizoma, raiz, estolÃo e pecÃolo) de Eichhornia Crassipes (aguapÃ), bem como uma comparaÃÃo com a adsorÃÃo em esferas do biopolÃmero alginato dopadas com biomassa de aguapÃ. As biomassas e esferas foram caracterizadas estruturalmente atravÃs de tÃcnicas de espectroscopia de infravermelho, microscopia eletrÃnica de varredura â MEV e anÃlises tÃrmicas (anÃlise termogravimÃtrica â TGA e Calorimetria Diferencial de Varredura â DSC). As cinÃticas dos processos de adsorÃÃo foram monitoradas por espectroscopia de ultravioleta e visÃvel â UV/VIS e os dados obtidos aplicados nos modelos de Languimir, Freundlich, Temkin e BET. Foram utilizados corantes sintÃticos aniÃnico (alaranjado de metila), catiÃnico (azul de metileno) e azo (Ãndigo carmin). Os estudos de adsorÃÃo foram obtidos, sob agitaÃÃo controlada de 70 rpm e temperatura variando entre 25ÂC e 45ÂC, e concentraÃÃes de corante na faixa de 10 a 250 mg/L, em pH de 2 a 12. Os melhores resultados foram alcanÃados utilizando uma concentraÃÃo inicial de corante de 100 mg/g, uma massa inicial de biosorvente de 60 mg a temperatura de 45 ÂC e em pH bÃsico. Dentre os corantes testados o azul de metileno foi o que apresentou melhores resultados de adsorÃÃo. O estudo da cinÃtica de adsorÃÃo apresentou um melhor ajuste ao modelo de pseudo-segunda ordem e a difusÃo intrapartÃcula està envolvida no mecanismo de adsorÃÃo. No estudo das isotermas de equilÃbrio, o resultado mostra melhor ajuste das equaÃÃes de Langmuir e Freundlich pelos dados, com capacidade mÃxima de adsorÃÃo do corante azul de metileno de 819,7 mg/g a 25 ÂC, para a raiz do aguapÃ. A elevaÃÃo na temperatura do sistema provocou aumento na capacidade mÃxima adsorvida e tambÃm provocou um aumento no tempo para o sistema atingir o equilÃbrio. Os valores da constante de velocidade de pseudo-segunda ordem aumentaram com o aumento da temperatura. Um aumento na concentraÃÃo inicial do corante provocou um aumento na quantidade de corante adsorvida. A energia de ativaÃÃo para todos os biosorventes, da ordem de 20 â 40 kJ.mol-1, demonstrou que o processo à de natureza fÃsica. Os parÃmetros termodinÃmicos ∆HÂ, ∆S e ∆GÂ, para a maioria dos biosorventes indicam que o processo à de natureza exotÃrmica, espontÃnea e favorÃvel, com exceÃÃo da esfera de ALG/GC/Biomassa que mostrou valores de natureza endotÃrmica. O estudo de dessorÃÃo demonstrou que os biosorventes podem ser reutilizados.

Este estudo avalia a organosÃlica com mesoporos periÃdicos (PMO), sintetizada pela co-condensaÃÃo de 1,4-bis(trietoxisilil)benzeno (BTEB) e feniltrietoxisilano (FTE), em fraÃÃes molares variÃveis, sob condiÃÃes Ãcidas, usando o copolÃmero tribloco PlurÃnic P123 como agente direcionante na presenÃa de sal inorgÃnico (KCl), na adsorÃÃo de compostos aromÃticos presentes em soluÃÃo aquosa sintÃtica. A composiÃÃo molar das sÃnteses seguiu a equaÃÃo de sÃntese xFTE:1,00-xBTEB:0,03P123:7,66KCl:1,28HCl:425,35H2O, onde x variou de 0,0, 0,2 e 0,4., designando os sÃlidos obtidos como PMO1,0; PMO0,8; e PMO0,6, cujos Ãndices indicam a fraÃÃo do BTEB na composiÃÃo da mistura reacional. Estruturalmente, observou-se que a incorporaÃÃo do FTE ao processo gera PMOs com estabilidade tÃrmica reduzida, com menores valores de Ãrea superficial e de volumes de poros alÃm de menor carÃter hidrofÃlico. As medidas de difraÃÃo de raios X a baixo Ãngulo, a microscopia eletrÃnica de transmissÃo e a isoterma de adsorÃÃo e dessorÃÃo de nitrogÃnio revelaram que os produtos estÃo hexagonalmente ordenado, possuem poros cilÃndricos e de dimensÃes meso/macro complementares. Os testes para remoÃÃo dos compostos aromÃticos dissolvidos em Ãgua, o PMO1,0 e PMO0,6 exibiram eficientes capacidades de adsorÃÃo para benzeno, tolueno, p-xileno e o-xileno (BTXs). Nos ensaios de adsorÃÃo com PMO0,6, em batelada, as capacidades de remoÃÃo do benzeno (0,84 mg.g-1), tolueno (0,93 mg.g-1), p-xileno (1,00 mg.g-1) e o-xileno (0,86 mg.g-1) foram menores que as obtidas nos testes de adsorÃÃo em coluna: benzeno (1,15 mg.g-1), tolueno (1,26 mg.g-1), p-xileno (1,25 mg.g-1) e o-xileno (1,15 mg.g-1). O mecanismo cinÃtico de adsorÃÃo Ã, prioritariamente identificado como de pseud-segunda ordem e as isotermas podem ser representadas pelos modelos de Redlich-Peterson e Temkin. / This study evaluates the Periodic Mesopores Organosilicas (PMO) synthesized by co-condensation of 1,4-bis(trietoxysilil)benzene (BTEB) and feniltrietoxysilane (FTE) in different mole fractions, under acidic conditions using triblock copolymer Pluronic P123 as template and in the presence of inorganic salt (KCl), to adsorption of aromatic compounds in aqueous synthetic solution. The molar composition of the synthesis followed the synthesis equation: xFTE :29,58-xBTEB: 1.0 P123: 226.75 KCl: 38HCl: 12583H2O, where x ranged from 0 to 11.83, as designating the solids obtained as PMO1,0; PMO0,8; and PMO0,6, whose index indicates the fraction of BTEB in the composition of the mixture. Structurally, it was observed that incorporation of FTE to process generates PMOs with reduced thermal stability, with lower values of surface area and pore volume and lower hydrophilic character. The measures for small angle of X-ray diffraction, the transmission microscopy and the isotherm of nitrogen adsorption and desorption showed that the products are hexagonally ordered cylindrical pores and has dimensions of meso/macro complementary. The tests for removal of aromatic compounds dissolved in water, the PMO1,0 and PMO0,6 exhibited efficient adsorption capacity of benzene, toluene, p-xylene and o-Xylene (BTXs). In the adsorption experiments with PMO0,6, in batch study, the capacity of removing benzene (0,84 mg.g-1), toluene (0,93 mg.g-1), p-xilene (1,00 mg.g-1) e o-xilene (0,86 mg.g-1) were lower than those obtained in the tests adsorption column: benzene (1,15 mg.g-1), toluene (1,26 mg.g-1), p-xilene (1,25 mg.g-1) e o-xilene (1,15 mg.g-1). The kinetic mechanism of adsorption is primarily identified as pseud-second order and the isotherms can be represented by Redlich-Peterson and Temkin models.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Parte do custo de produÃÃo de biomolÃculas com elevada pureza e o rendimento deste processo depende das etapas de separaÃÃo e purificaÃÃo utilizadas. Nestas etapas, geralmente à necessÃrio utilizar tÃcnicas de cromatografia e um dos fatores que influenciam no seu elevado desempenho à o desenvolvimento de fases estacionÃrias ou adsorventes adequados. O presente trabalho investiga a adsorÃÃo de trÃs biomolÃculas-modelo (albumina de soro bovino - BSA, lisozima - LYS e celulase â CEL) em sÃlicas mesoporosas obtidas a partir de copolÃmeros tribloco como agentes direcionadores estruturais. Relatam-se diferentes procedimentos de sÃntese que visam modificar a quÃmica da superfÃcie e promover alteraÃÃes texturais como, por exemplo, o alargamento e/ou encurtamento dos poros, bem como a sua ordenaÃÃo mesoscÃpica. Na primeira parte da tese, foram sintetizadas (i) SBA-15 por duas rotas distintas, sol-gel e hidrotÃrmica, e (ii) SBA-16 por via hidrotÃrmica. Na segunda parte, amostras de SBA-15 com diferentes tamanhos de poros e comprimento de canais foram sintetizados utilizando 1,3,5-trimetilbenzeno (TMB), heptano e fluoreto de amÃnio (NH4F). O TMB foi utilizado para aumentar o diÃmetro dos poros e o heptano combinado com NH4F, para modificar o tamanho dos canais da SBA-15. Jà na terceira parte do trabalho, a acidez da SBA-15 foi modificada pela adiÃÃo de zircÃnio com trÃs razÃes molares Si/Zr distintas (5, 10 e 15). A adsorÃÃo das trÃs biomolÃculas-alvo foi estudada por experimentos em tanques agitados. Os resultados indicam que, para sÃlicas puras, maiores capacidades de adsorÃÃo sÃo obtidas quando o pH està prÃximo ao ponto isoelÃtrico da biomolÃcula. Resultados muito promissores foram encontrados para a adsorÃÃo de proteÃnas sobre as sÃlicas com maior diÃmetro de poros (acima de 10 nm), chegando a centenas de miligramas por grama de adsorvente. No caso dos materiais com zircÃnio, os melhores resultados foram encontrados para os materiais com a menor quantidade do referido heteroÃtomo (Si/Zr = 15), que apresentam textura similar ao suporte original. Isto sugere que pode haver uma acidez moderada Ãtima para a adsorÃÃo das biomolÃculas estudadas ou que o âexcessoâ de Ãtomos de zircÃnio leva a impedimentos estÃricos que causam uma reduÃÃo na capacidade de adsorÃÃo da biomolÃcula. / Part of the cost of production of biomolecules with high purity and yield depends on the separation and purification steps used. In these steps, it is usually necessary to use chromatography techniques and one of the factors that influence on its high performance is the development of stationary phases or suitable adsorbents. The present study investigates the adsorption of biomolecules three model (bovine serum albumin - BSA, lysozyme - LYS cellulase and - CEL) in mesoporous silica obtained from tri-block copolymers as agents drivers structure. We report different synthesis procedures aimed at modifying the surface chemistry and promoting textural changes, such as enlargement and/or pores, and the mesoscopic ordering. In the first part of this thesis were synthesized (i) SBA-15 by two different routes, sol-gel and hydrothermal and (ii) SBA-16 by hydrothermal. In the second part, SBA-15 samples with different pore sizes and channel length were s ynthesized using 1,3,5-trimethylbenzene (TMB), heptane and ammonium fluoride (NH4F). TMB was used to increase the pore diameter and heptane combined with NH4F to modify the size of the channels of SBA-15. In the third part of the work, the acidity of SBA-15 was modified by the addition of zirconium with three molar ratios Si/Zr distinct (5, 10 and 15). The adsorption of the three target biomolecules was studied by experiments in stirred tanks. The results indicate that for pure silicas, higher adsorption capacities are obtained when the pH is close to the isoelectric point of biomolecule. Very promising results for were found the adsorption of proteins on silicas with larger pore diameters (above 10 nm), up to hundreds of milligrams per gram of adsorbent. In the case of materials with zirconium, the best results were fou nd for the materials with the lowest amount of said heteroatom (Si/Zr = 15), which have similar texture to the original support. This suggests that there may be a moderate acidity which-enhances the adsorption of the studied biomolecules or excess zirconium atoms lead to steric hindrances causing a decrease in the adsorption capacity of the biomolecule

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / Este trabalho apresenta o estudo da quantificaÃÃo de nitrofurantoina (NFT) utilizando os filmes de diamante dopados com boro como material eletrÃdico. Estudos preliminares utilizando voltametria cÃclica (VC) mostraram que o mecanismo de reduÃÃo da nitrofurantoina (NFT) envolve adsorÃÃo e à influenciado pelo pH, o nÃvel de dopagem de boro no eletrodo de diamante tambÃm influÃncia na reduÃÃo da NFT. Eletrodos de diamante com 5000, 10000 e 20000 ppm de dopagem de boro foram utilizados no estudo e os pHs: 2,0; 4,0; 6,0; 8,0 foram investigados para se obter a melhor condiÃÃo experimental. Os resultados experimentais obtidos em tampÃo Brinton-Robinson utilizando voltametria de onda quadrada mostraram apenas um processo totalmente irreversÃvel para a NFT em aproximadamente -0,35 V vs. Ag/AgCl/Cl- 3.0 mol L-1, o pico mostrou-se dependente do pH do meio e dos parÃmetros voltamÃtricos. As melhores respostas voltamÃtricas foram obtidas em tampÃo Brinton-Robinson pH 4 nas seguintes condiÃÃes experimentais: freqÃÃncia de 80 e 100 Hz, amplitude 40 e 60 mV; degrau de potencial de 4 mV, para os filmes com 10000 e 20000 ppm respectivamente. A partir dessas condiÃÃes, foram obtidas curvas analÃticas na faixa de concentraÃÃo de 4,97 x 10-7 mol L-1 a 56,6 x 10-7 mol L-1 e calculados os limites de detecÃÃo e quantificaÃÃo para a NFT que foi de 2,69 x 10-8 mol L-1 e 8,96 x 10-8 mol L-1 para o eletrodo com 20000 ppm de dopagem de boro. A aplicabilidade da metodologia foi avaliada em formulaÃÃo farmacÃutica e em urina humana. As porcentagens mÃdias de recuperaÃÃo de NFT foram iguais a: 95,52  2,78 e 96,78  1,88 para os filmes com 10000 e 20000 ppm, respectivamente. EDDB apresentaram bons resultados para quantificaÃÃo de NFT por reduÃÃo eletroquÃmica. / This work presents the electroanalytical study for the quantification of nitrofurantoin (NFT) using the boron doped diamond (BDD) films as electrodic material. Preliminary studies using cyclic voltammetry (CV) showed that the electrochemical reduction mechanism of the nitrofurantoin (NFT) involves adsorption and was influenced by pH and by the level of boron doping in the diamond film. BDD electrodes with 5000, 10000 and 20000 ppm of boron doping were used and the pH: 2.0, 4.0, 6.0, 8.0 were investigated to obtain the best experimental conditions. The experimental results obtained in Brinton-Robinson buffer using square wave voltammetry showed only a totally irreversible process for the NFT in approximately -0.35 V vs. Ag/AgCl/Cl- 3.0 mol L-1. The peak presents dependence with the pH and voltammetric parameters. The best voltammetric responses were obtained in Brinton-Robinson buffer at pH 4 with the following experimental conditions; frequency of 80 and 100 Hz, increment of 40 and 60 mV; potential step of 4 mV. In these conditions, the curves were obtained in the range of analytical concentration between 4.97 x 10-7 mol L-1 to 56.6 x 10-7 mol L-1 and calculated detection and quantification limits for the NFT which were of 8.96 x 10-8 mol L-1 and 2.69 x 10-8 mol L-1, respectively, for the electrodes with 20000 ppm of boron doping. The applicability of the methodology was evaluated in pharmaceutical formulation and human urine. The average percentages of recovery of NFT were: 95,52  2,75 and 96,78  1,88 for films with 10000 and 20000 ppm, respectively. EDDB showed good results for quantification of NFT by electrochemical reduction. The electrode with 20000 ppm of boron doping presents the best electroanalytical answer, showing the minor detection and quantification limited.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Os complexos trans-[Ru(CNpy)(NH3)4(1,4-dt)]2+ (CNpy = 4-Cianopiridina, 1,4- dt = 1,4-ditiano), trans-[Ru(CNpy)(NH3)4(pyS)]2+ (pyS = 4-mercaptopiridina) e trans- [Ru(CNpy)(NH3)4(Tio)]2+ (Tio = tionicotinamida) foram sintetizados e caracterizados por Cromatografia LÃquida de Alta EficiÃncia, anÃlise elementar, eletroquÃmica e espectroscopias eletrÃnica e vibracional. Os espectros de absorÃÃo eletrÃnica e os resultados de eletroquÃmica evidenciaram uma interaÃÃo do tipo π back-bonding do centro metÃlico RuII para os ligantes piridÃnicos. Os valores dos potenciais formais de meia onda (E1/2) observados para os complexos trans-[Ru(CNpy)(NH3)4(1,4-dt)]2+, trans-[Ru(CNpy)(NH3)4(pyS)]2+ e trans-[Ru(CNpy)(NH3)4(Tio)]2+: 1,00, 0,67 e 1,03 V vs ENH, respectivamente, indicam a estabilizaÃÃo do estado reduzido do centro metÃlico em relaÃÃo ao complexo de partida trans-[Ru(CNpy)(NH3)4(OH2)]2+ (E1/2 = 0,35 V vs ENH). Esse resultado indica, tambÃm, a forte capacidade π retiradora do ligante CNpy que, no caso do complexo trans-[Ru(CNpy)(NH3)4(1,4-dt)]2+, à tÃo intensa que facilita comparativamente o processo de oxidaÃÃo do centro metÃlico. Podese concluir, portanto, que a capacidade π retiradora dos ligantes CNpy, pyS e Tio à similar. O deslocamento na freqÃÃncia de estiramento da ligaÃÃo C≡N do ligante Cnpy livre de 2239 para ∼2200 cm-1 apÃs coordenaÃÃo ao centro metÃlico [Ru(NH3)4]2+ nos espectros vibracionais indica que a coordenaÃÃo do ligante CNpy ocorre pelo grupamento nitrila. Para os ligantes pyS e Tio, a observaÃÃo das bandas atribuÃdas aos νC=S e νSH, respectivamente, indica que a coordenaÃÃo ocorre pelo Ãtomo de nitrogÃnio do anel piridÃnico. Os espectros SERS ex situ das superfÃcies modificadas com os compostos isolados permitem a classificaÃÃo destes como molÃculas modificadoras bifuncionais, onde o Ãtomo de enxofre dos ligantes pyS, 1,4-dt e Tio atuam como sÃtio de adsorÃÃo e o Ãtomo de nitrogÃnio piridÃnico do ligante CNpy atua como grupo funcional terminal. AlÃm disso, os resultados SERS sugerem uma conformaÃÃo trans para o complexo trans-[Ru(CNpy)(NH3)4(pyS)]2+ e gauche para os complexos trans-[Ru(CNpy)(NH3)4(1,4-dt)]2+ e trans-[Ru(CNpy)(NH3)4(Tio)]2+ sobre ouro. A dependÃncia nas intensidades das bandas com o potencial aplicado aos eletrodos modificados ilustra o efeito π back-bonding dos Ãons metÃlicos dos adsorbatos inorgÃnicos, uma vez que observa-se uma relaÃÃo direta com os valores dos potenciais formais de meia onda dos complexos estudados. Os valores dos potenciais de dessorÃÃo redutiva observados para as SAMs dos complexos isolados refletem a capacidade π retiradora do ligante CNpy que se encontra na posiÃÃo para em relaÃÃo ao sÃtio de adsorÃÃo. Esse efeito à bem mais intenso no complexo trans- [Ru(CNpy)(NH3)4(1,4-dt)]2+, uma vez que a capacidade de interaÃÃo π back-bonding do ligante 1,4-dt à significativamente menor que as dos ligantes pyS e Tio. Sugere-se, para esse complexo, uma oxidaÃÃo parcial do centro metÃlico o que implica em uma intensificaÃÃo da interaÃÃo σ com o ligante 1,4-dt (RuII-S) e, conseqÃentemente, um enfraquecimento da ligaÃÃo Au-S. A reaÃÃo hTE da metaloproteÃna cyt c foi observada em valor consistente com seu estado in natura indicando que as SAMs estudadas acessam satisfatoriamente o processo hTE do cyt c alÃm de evitar a desnaturaÃÃo desta proteÃna. A forma das curvas voltamÃtricas, entretanto, apresentou uma dependÃncia com a configuraÃÃo dos complexos sobre a superfÃcie. Curvas de melhor definiÃÃo foram obtidas com a SAM do complexo trans-[Ru(CNpy)(NH3)4(pyS)]2+ que apresenta uma configuraÃÃo trans em relaÃÃo à superfÃcie. / Trans-[Ru(CNpy)(NH3)4(L)]2+ type complexes, where CNpy (4- Cyanopyridine), L= 1,4-dt (1,4-dithiane), pyS (4-mercaptopyridine), and Tio (thionicotinamide), were synthesized and characterized by HPLC, microanalysis, eletrochemistry and vibrational and eletronic spectroscopies. The eletrochemical and eletronic absorption results are indicative of a π back-bonding interaction, L(nπ*) ← RuII(dπ) for which L is the pyS, CNpy and Tio ligands. The half-wave formal potentials (E1/2) observed for the trans-[Ru(CNpy)(NH3)4(pyS)]2+, trans- [Ru(CNpy)(NH3)4(1,4-dt)]2+ and trans-[Ru(CNpy)(NH3)4(Tio)]2+ complexes: 1.00, 0.67 and 1.03 V vs NHE, respectively, are indicative of the stabilization of the metal in the reduced state comparatively to the start complex, trans-[Ru(CNpy)(NH3)4(OH2)]2+ (E1/2 = 0.35 V vs NHE). This result indicates, also, the strong π withdraw capability of the CNpy ligand. The shift observed for the νC≡N mode from 2239 cm-1 in the vibrational spectra of the CNpy free ligand to ∼2200 cm-1 upon coordination suggests that the coordination occurs through the nitrile fragment. For the pyS and Tio ligands, the observation of the signals assigned to the νC=S and νSH modes, respectively, in the vibrational spectra os the complexes indicates that the coordination occurs through the nitrogen atom os the pyridine ring. The SERS ex situ spectra of the gold surfaces modified with the isolated complexes allow the classification of these species as binfunctional molecules in which the sulfur atom of the pyS, 1,4-dt and Tio ligands is the adsorption site and the nitrogen atom of the CNpy pyridine ring is the functional terminal group. Also, the SERS results point for a trans conformation for the trans- [Ru(CNpy)(NH3)4(pyS)]2+ complex and for a gauche configuration for the trans- [Ru(CNpy)(NH3)4(1,4-dt)]2+ and trans-[Ru(CNpy)(NH3)4(Tio)]2+ complexes on gold. The intensity dependence of some signals in the SERS spectra with the applie potential reflects the π back-bonding effect on surface since this behavior is observed to be strongly related to the E1/2 values of the complexes. The reductive desorption potentials of the SAMs formed with the isolated compounds reflects the π withdraw capability of the CNpy ligand. This effect is much more intense for the trans-[Ru(CNpy)(NH3)4(1,4-dt)]2+ complex since the π back-bonding interaction of the 1,4-dt ligand is lower than the CNpy, pyS and Tio ligands. The heterogeneous electron transfer reaction of the cytochrome c metalloprotein was satisfactorily assessed with the SAMs formed by the isolated complexes (E1/2 = 0.05 V vs Ag⏐AgCl⏐Cl-). The Best voltammetric response was observed with the SAM of the trans- [Ru(CNpy)(NH3)4(pyS)]2+ complex due to the trans conformation on surface.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Existem poucas pesquisas que abordam o comportamento do gossipol presente em Ãleo de semente de algodÃo frente a materiais adsorventes. As tÃcnicas de adsorÃÃo sÃo bastante utilizadas em tecnologias de diversas naturezas e segmentos industriais, desde tratamento de resÃduos industriais tÃxicos atà em aplicaÃÃes nas indÃstrias alimentÃcia e farmacÃutica. Por outro lado, o gossipol, aldeÃdo polifenÃlico com efeitos tÃxicos em ruminantes jovens e nÃo ruminantes, presente na semente das plantas do gÃnero gossypium (algodoeiro), tem sido objeto de estudo pelas suas importantes atividades biolÃgicas. O presente trabalho tem como objetivo fundamentar cientificamente e tecnologicamente, no que concerne ao comportamento do gossipol no fenÃmeno de adsorÃÃo, um processo industrial capaz de reduzir o teor de desse pigmento presente em Ãleo de semente de algodÃo. Foram selecionados alguns tipos de adsorvente: argila ativada e a bauxita calcinada termo ativada. A isoterma de adsorÃÃo do gossipol em bauxita ativada se ajustou melhor ao modelo de Langmuir e a argila ativada ao modelo Freundlch. A bauxita ativada apresentou melhor capacidade de adsorÃÃo do gossipol do que a argila ativada. A primeira adsorveu 65,9 e 85,1, dados em _mol de gossipol por grama de adsorvente, nas temperaturas de 60ÂC e 80ÂC respectivamente, e a segunda 43,3 e 56,7 nas mesmas temperaturas. Contudo a bauxita ativada foi ineficiente na reduÃÃo da cor. Este fato se deve provavelmente a transformaÃÃes do gossipol, indicando que a concentraÃÃo dessa substÃncia nÃo possui relaÃÃo direta com a intensidade da cor. SÃo necessÃrios estudos da transformaÃÃo do gossipol relacionados aos tratamentos tecnolÃgicos sugeridos para sua eliminaÃÃo no Ãleo bruto de algodÃo. De forma geral, observamos que a retirada do gossipol atravÃs de adsorÃÃo por si sà nÃo à suficiente para empreender um projeto de refino alternativo para o Ãleo bruto de algodÃo. As tÃcnicas de adsorÃÃo provavelmente serÃo coadjuvantes em um processo de refino modificado desse produto.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Matrizes inorgÃnicas tÃm sido utilizadas como materiais adsorventes para remoÃÃo de poluentes quÃmicos em sistemas aquÃticos, dada Ãs suas boas capacidades de adsorÃÃo e estabilidades fÃsicas e quÃmicas Neste trabalho, foi sintetizado esferas de sÃlica funcionalizadas com EDTA com a finalidade de remover Ãons metÃlicos em soluÃÃo aquosa. A cinÃtica de adsorÃÃo dos Ãons em estudo (Cu2+, Cd2+ e Zn2+) foi feita em pH 5,5 numa concentraÃÃo de 60 mg L-1, onde se observou que o equilÃbrio à atingido extremamente rÃpido, cerca de 10 minutos, o que indica que a etapa limitante do processo de adsorÃÃo pode ser a quimissorÃÃo, evidenciado pelos melhores ajustes para o modelo de pseudo-segunda ordem. As isotermas de adsorÃÃo foram submetidas ao modelo linear e nÃo linear para efeito de comparaÃÃo, utilizando o R2 e funÃÃo erro SSE como referencia. O estudo com sistema simples e multielementar dos Ãons foi realizado em pH 5,5, concentraÃÃes variando de 10-300 mg L-1, onde os dados foram submetidos aos modelos de Langmuir, Freundlich, Temkin e Redlich-Peterson. Os resultados evidenciaram um melhor ajuste para o modelo de Langmuir, o qual defende que os sÃtios de adsorÃÃo sÃo homogÃneos e adsorÃÃo à em monocamada. As capacidades mÃximas de adsorÃÃo observadas nos estudos de equilÃbrio para o sistema mono e multielementar seguem a ordem Cu2+> Zn2+> Cd2+. Para efeito de comparaÃÃo de modelos foi utilizado o mÃtodo de AKAIKEÂS onde comprovou que os resultados se ajustam melhor ao modelo de Langmuir. Com respeito ao estudo de adsorÃÃo em coluna, as curvas de ruptura indicaram que a saturaÃÃo da mesma ocorre num volume de 35 mL. O uso do eluente HCl 0,1 M, permitiu recuperar 100% dos Ãons adsorvidos. A coluna foi utilizada por trÃs ciclos para verificar seu potencial de uso, e foi comprovado que nos trÃs ciclos consegue-se recuperar 100% dos metais, o que significa uma Ãtima eficiÃncia das esferas de sÃlica-APTS-EDTA. / Inorganic matrices have been used as adsorbent mate rial for removal of chemical pollutants in aquatic systems, due to its good adsorption capacity for physical and chemical stabilities and this work was synthesized silica spheres functionalized with EDTA in order to remove metal i ons in aqueous solution . The kinetics of adsorption of the ions under study (Cu 2 + , Cd 2 + and Zn 2 + ) was performed at pH 5.5 at a concentration of 60 mg L -1 , where it was observed that equilibrium is reached very fast, about 10 minutes, indicating tha t limiting step of the adsorption process may be the chemisorption, as evidenced by t he best fitting model for the pseudo-second order. The adsorption isotherms were subjected to linear and nonlinear model for comparison, using the error fun ction SSE and R 2 as a reference. The study of simple and multielement ions was carri ed out at pH 5.5, concentrations ranging from 10-300 mg L -1 , where the data were submitted to the models of Langmuir, Freundlich, Temkin and Redlich-Peterson. The results showed a better fit to the Langmuir model, which argues that the adsorp tion sites are homogeneous and monolayer adsorption. The maximum sorption capaciti es observed in studies of equilibrium for the system mono and multielement fo llow the order Cu 2 + > Zn 2 + > Cd 2+. For comparison model method was used Akaike's whe re proved that the Langmuir model is the best. With respect to the stu dy of adsorption column, the breakthrough curves indicate that saturation occurs in the same volume of 35 mL. The use of the eluent 0.1 M HCl, allowed to recover 100% of the adsorbed ions. The column was used for three cycles to verify their po tential use, and it was proved that in the three-cycles can recover 100% of the metals, which means an optimum efficiency of the spheres of silica-APTS-EDTA.