SANTOS, S. M. L. Síntese e caracterização de sílicas mesoporosas para adsorção de biomoléculas modelo (BSA, Lisozima e Celulase). 2013. 135 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-04-30T16:23:11Z No. of bitstreams: 1 2013_tese_smlsantos.pdf: 11070721 bytes, checksum: 6fc6081d469e5467fbc862361d1fda85 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-05-04T10:33:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_tese_smlsantos.pdf: 11070721 bytes, checksum: 6fc6081d469e5467fbc862361d1fda85 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-04T10:33:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_tese_smlsantos.pdf: 11070721 bytes, checksum: 6fc6081d469e5467fbc862361d1fda85 (MD5) Previous issue date: 2013-09-23 / 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 / Parte do custo de produção de biomoléculas com elevada pureza e o rendimento deste processo depende das etapas de separação e purificação utilizadas. Nestas etapas, geralmente é necessário utilizar técnicas de cromatografia e um dos fatores que influenciam no seu elevado desempenho é o desenvolvimento de fases estacionárias ou adsorventes adequados. O presente trabalho investiga a adsorção de três biomoléculas-modelo (albumina de soro bovino - BSA, lisozima - LYS e celulase – CEL) em sílicas mesoporosas obtidas a partir de copolímeros tribloco como agentes direcionadores estruturais. Relatam-se diferentes procedimentos de síntese que visam modificar a química da superfície e promover alterações texturais como, por exemplo, o alargamento e/ou encurtamento dos poros, bem como a sua ordenação mesoscópica. Na primeira parte da tese, foram sintetizadas (i) SBA-15 por duas rotas distintas, sol-gel e hidrotérmica, e (ii) SBA-16 por via hidrotérmica. 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 amônio (NH4F). O TMB foi utilizado para aumentar o diâmetro dos poros e o heptano combinado com NH4F, para modificar o tamanho dos canais da SBA-15. Já na terceira parte do trabalho, a acidez da SBA-15 foi modificada pela adição de zircônio com três razões molares Si/Zr distintas (5, 10 e 15). A adsorção das três biomoléculas-alvo foi estudada por experimentos em tanques agitados. Os resultados indicam que, para sílicas puras, maiores capacidades de adsorção são obtidas quando o pH está próximo ao ponto isoelétrico da biomolécula. Resultados muito promissores foram encontrados para a adsorção de proteínas sobre as sílicas com maior diâmetro de poros (acima de 10 nm), chegando a centenas de miligramas por grama de adsorvente. No caso dos materiais com zircônio, os melhores resultados foram encontrados para os materiais com a menor quantidade do referido heteroátomo (Si/Zr = 15), que apresentam textura similar ao suporte original. Isto sugere que pode haver uma acidez moderada ótima para a adsorção das biomoléculas estudadas ou que o “excesso” de átomos de zircônio leva a impedimentos estéricos que causam uma redução na capacidade de adsorção da biomolécula

PEIXOTO, H. R. Modelagem da separação de CO2 em processos de pós-combustão por PSA. 2015. 110 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-05-08T16:09:06Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_hrpeixoto.pdf: 2121496 bytes, checksum: 27c995324aa1dacc2f430a7cae742fe0 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-05-22T18:57:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_hrpeixoto.pdf: 2121496 bytes, checksum: 27c995324aa1dacc2f430a7cae742fe0 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-22T18:57:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_hrpeixoto.pdf: 2121496 bytes, checksum: 27c995324aa1dacc2f430a7cae742fe0 (MD5) Previous issue date: 2015-02-25 / Adsorption processes involving carbon dioxide (CO2) capture and sequestration have been objects of different studies. A typical problem is the separation of CO2 from fuel gases emitted in power plants in order to mitigate the global warming effects. Recently, Pressure Swing Adsorption (PSA) technology is being applied to this separation. However, design and analysis of adsorption processes are a difficult task due to the large number of parameters involved. This work studies the dynamics of this separation in activated carbons C141 and WV 1050 through commercial software Aspen Adsorption (AspenTech®). First, we evaluated the ability of the software reproducing experimental fixed bed data in C141 reported on literature, considering the mixture 10% of helium (carrier gas), 15% dioxide carbon and 75% nitrogen, molar basis. The results showed satisfactory resemblance to the literature. From a scale-up of the analyzed system, it was sized a PSA apparatus at 298 K operating with two columns and four steps: adsorption, depressurization, purge and repressurization (Skarstrom cycle). High-pressure step was at 3.0 bar and regeneration at 1.1 bar. Fuel gas mixture simulated was composed only of CO2 and N2; the molar fraction of the first component at the feed stream was 15%. The product stream in C141 showed purity and recovery of carbon dioxide from approximately 23% and 60% on a molar basis, respectively. The productivity was 0.72 t CO2 kg-1 year-1. Through the study of design variables such as column diameter and length, feed and purge flow rate, feed composition and step times, the product purity exceeded 30 % and the recovery bordered 75%, with maximum productivity of 1.02 t CO2 kg-1 year-1 for some process settings. The process yields in WV 1050 were 26.5 % purity, 47 % recovery and 0.53 t CO2 kg-1 year-1 / Processos de adsorção envolvendo a captura e o sequestro de dióxido de carbono (CO2) vêm sendo objetos de diferentes estudos. Um dos problemas típicos analisados é a separação do CO2 a partir dos gases de queima emitidos em plantas energéticas com o intuito de mitigar os efeitos do aquecimento global. Recentemente, a tecnologia Pressure Swing Adsorption (PSA) está sendo aplicada para este tipo de separação. Entretanto, o projeto e a análise de processos de adsorção são uma tarefa difícil devido à grande quantidade de parâmetros envolvidos. Este trabalho estuda a dinâmica dessa separação nos carbonos ativados C141 e WV 1050 através do software comercial Aspen Adsorption da AspenTech®. Inicialmente, foi avaliada a capacidade do software no que diz respeito à reprodução de dados experimentais de leito fixo reportados na literatura, que consideram a mistura como sendo, em base molar, 10 % de hélio (gás de inerte), 15 % de dióxido de carbono e 75 % de nitrogênio. Os resultados obtidos apresentaram semelhança satisfatória aos da literatura para o sólido C141. A partir de um scale-up desse sistema analisado, foi dimensionada uma PSA a 298 K de duas colunas e quatro passos: adsorção, despressurização, purga e repressurização (ciclo Skarstrom). A etapa de maior pressão ocorre a 3,0 bar e a regeneração a 1,1 bar. Considerou-se que o gás de queima é composto apenas por CO2 e N2, sendo a fração molar de alimentação do componente de interesse de 15%. Para C141, a corrente de produto apresentou pureza e recuperação de dióxido de carbono de aproximadamente 23 % e 60 % em base molar, respectivamente, com produtividade de 0,72 t CO2 kg-1 ano-1. Através do estudo de variáveis de projeto como diâmetro e comprimento da coluna, vazão de alimentação e de purga, composição de alimentação e tempos das etapas do ciclo, a pureza do produto ultrapassou os 30 %, a recuperação se aproximou de 75 % e a produtividade máxima foi de 1,02 t CO2 kg-1 ano-1 para algumas configurações do processo. Os rendimentos para o adsorvente WV 1050 foram: pureza de 26,5 %, recuperação de 47 % e produtividade de 0,53 t CO2 kg-1 ano-1

ROCHA, A. V. P. Estudo de adsorção de tiofeno em carbono ativado. 102 f. 2010. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-22T12:06:52Z No. of bitstreams: 1 2010_dis_avprocha.pdf: 1076626 bytes, checksum: 78f4b3f060df066223834be502c9b69f (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-28T17:38:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_dis_avprocha.pdf: 1076626 bytes, checksum: 78f4b3f060df066223834be502c9b69f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-28T17:38:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_dis_avprocha.pdf: 1076626 bytes, checksum: 78f4b3f060df066223834be502c9b69f (MD5) Previous issue date: 2010-01-29 / Concerns with environmental protection and human health have had a remarkable impact on vehicle emissions regulations. Following similar policies of governmental agencies worldwide, Brazilian Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) has established a timetable for drastic reduction of sulfur content in diesel and gasoline in the last few years. Hydrodesulfurization (HDS) is the industrial process being currently employed for this matter. However, the HDS process is costly and, to achieve deeper desulfurization levels, it would require higher hydrogen pressure, which may eventually lead to the saturation of olefinic compounds, causing a decrease in gasoline octane number. Therefore, special attention has been given to the use of adsorption for additional removal of sulfur compounds from effluent streams of existing hydrotreatment (HDT) plants. Adsorption processes may operate under mild temperature and pressure conditions. In the present work, desulfurization in thiophene/n-hexane, thiophene/n-octane and thiophene/toluene/n-octane mixtures were conducted, together with a study of thiophene/toluene selectivity, all experiments using activated carbon 830 W by Norit (Netherlands) as sorbent. The adsorbent was characterized texturally by adsorption/desorption of N2 at 77 K and results showed it to be a microporous material. Adsorption of thiophene from n-hexane solutions and thiophene/toluene selectivity were carried out using the experimental technique of headspace chromatography finite bath. Adsorption isotherms thus obtained showed unfavorable behavior and the adsorbent selectively adsorbs toluene as compared to thiophene, reaching maximum selectivity on liquid/solid ratio of less than 4%. Adsorption of thiophene in n-octane and n-octane/toluene (4:1 vol.) was assessed by fixed bed experiments performed under a flow rate of 0.5 mL/min, two different temperatures and sulfur concentration in the feed ranging from 275 to 1000 ppm. Adsorption isotherms thus measured fall within the Henry’s Law region (linear) with dimensionless adsorption constants of 3.7 and 3.0 at 30 ºC and 45 ºC, respectively. For the feed concentration of 1000 ppm in n-octane, the measured dynamic adsorption capacity was 0.035 mmolS/gads, which was reduced to 0.020 mmolS/gads when toluene was present. Regardless the inlet sulfur concentration, the amount of adsorbed thiophene decreased considerably in the presence of the aromatic compound. Breakthrough curves of thiophene in n-octane were simulated according to a mathematical model that assumed axially dispersed flow and mass transfer described by a linear driving force approximation (LDF). The model was solved numerically by orthogonal collocation in finite elements, using the commercial solver gPROMS. The proposed model matched experimental data reasonably well, especially for the feed concentration of 1000 ppm. The LDF time constant was the tunable parameter between simulations and experimental data and the best average values were found to be 3.3 and 2.2 min-1 at 30 and 45 ºC, respectively. / A qualidade do ar e a preocupação com o meio ambiente e a saúde da população têm influenciado as regulamentações de emissões veiculares. A exemplo de órgãos governamentais em todo o mundo, a Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) do Brasil tem estabelecido cronogramas de redução drástica de sulfurados no diesel e na gasolina nos últimos anos. A hidrodessulfurização (HDS) é o processo classicamente utilizado atualmente para reduzir o teor de enxofre em correntes de hidrocarbonetos. No entanto, o processo HDS é caro, pois requer elevadas temperaturas e pressões e hidrogênio, podendo levar à saturação de compostos olefínicos, o que compromete a octanagem da gasolina. Dessa forma, atenção especial vem sendo dada ao uso da adsorção para remoção de compostos sulfurados que poderá complementar ou – em alguns casos – substituir os processos existentes de hidrotratamento (HDT). Esse processo de adsorção pode ser realizado a temperatura e pressão ambiente. Neste trabalho foi realizado um estudo de remoção de enxofre a partir de soluções tiofeno/n-hexano, tiofeno/n-octano e tiofeno/tolueno/n-octano e um estudo de seletividade tiofeno/tolueno utilizando como adsorvente o carbono ativado 830 W da Norit (Holanda). O material foi caracterizado texturalmente por adsorção de N2 a 77 K. Os resultados indicaram ser um material microporoso. A adsorção do tiofeno em n-hexano e a seletividade tiofeno/tolueno foi avaliada usando a técnica experimental de banho finito com cromatografia headspace. A isoterma de adsorção obtida em headspace apresentou um comportamento desfavorável para o tiofeno e o adsorvente estudado foi seletivo pelo tolueno em relação ao tiofeno, sendo observado um ponto de saturação em razões líquido/sólido inferiores a 4%. Já a adsorção do tiofeno em n-octano e em n-octano/tolueno foi avaliada através de um estudo dinâmico de adsorção usando uma coluna de leito fixo com uma vazão de 0,5 mL/min a duas temperaturas distintas com concentração de alimentação na faixa de 275 a 1000 ppm. As isotermas de equilíbrio assim obtidas encontram-se na região de Henry (linear) com a constante de adsorção K = 3,7 e 3,0 para temperaturas de 30 ºC e 45 ºC, respectivamente. Obteve-se para concentração de 1000 ppm sem tolueno uma quantidade adsorvida de 0,035 mmolS/gads, que se reduz para 0,020 mmolS/gads na presença do aromático (20 % vol.). Pode-se observar que – em toda a faixa de concentrações de sulfurado estudada – a quantidade de tiofeno adsorvida diminuiu consideravelmente na presença do tolueno. Curvas de breakthrough do tiofeno em n-octano foram simuladas segundo um modelo matemático que considera fluxo axialmente disperso e transferência de massa descrita por uma aproximação de força motriz linear (LDF). O modelo foi resolvido numericamente por colocação ortogonal em elementos finitos, utilizando o software comercial gPROMS. O modelo matemático proposto representou razoavelmente os dados experimentais, especialmente para concentração de 1000 ppm. A constante de tempo de transferência de massa foi o parâmetro de ajuste entre as simulações e os dados experimentais, estimando-se valores médios de 3,3 e 2,2 min-1 a 30 e a 45 ºC, respectivamente.

RIOS, R. B. Estudos em adsorção de gás natural: armazenamento, transporte e purificação. 112 f. 2011. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-30T13:12:12Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_rbrios.pdf: 1527046 bytes, checksum: 1886b0e5dc57ea67107b5c76a92454cb (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-30T19:24:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_rbrios.pdf: 1527046 bytes, checksum: 1886b0e5dc57ea67107b5c76a92454cb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-30T19:24:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_rbrios.pdf: 1527046 bytes, checksum: 1886b0e5dc57ea67107b5c76a92454cb (MD5) Previous issue date: 2011-02-23 / The use of vessels filled with activated carbon to store and transport natural gas (NG) at moderate pressures (about 3.5 MPa) and ambient temperature (about 298 K) has been studied as a potential alternative to compressed natural gas storage at high pressures (ca. 20 MPa). The present study provides an experimental investigation of charge and discharge cycles of natural gas in a prototype storage vessel filled with activated carbon and analyses the effect of the gas composition on the adsorption capacity. The adsorption properties were evaluated by measuring isotherms for each component of NG in a magnetic suspension balance and compared with the isotherms measured in a storage vessel using NG. The selectivities of the main constituents of natural gas in relation to methane were determined and the influence of the pressure on the selectivity was also observed. Although NG is composed mainly of methane (ca. 90% vol.), our experimental results indicate that the preferential adsorption of the heavier hydrocarbons and CO2 should be properly taken into account for the evaluation of the behavior of adsorbed natural gas systems along several charge and discharge cycles. In an another context, the separation of CO2 from CO2-CH4 mixtures is an important issue in natural gas and biogas purification/upgrading for energy generation applications and it was also studied in this work. Thus, co-adsorption data of the binary mixture CO2/CH4 on activated carbon at 293 K was obtained by the volumetricchromatographic method and it was compared with the IAST (Ideal Adsorbed Solution Theory) and the Extended Langmuir (EL) predictions. Preferential adsorption of CO2 was observed for the CO2 mixture composition more than around 20%. The accuracy of predictions was less than desirable to an application engineer. / O uso de cilindros recheados com carbono ativado para armazenamento e transporte de gás natural (GN) a pressões moderadas (~3,5 MPa) e a temperatura ambiente (~298 K) têm sido estudados como uma potencial alternativa para o armazenamento de GN comprimido a altas pressões (~20 MPa). O presente trabalho fornece uma investigação experimental de ciclos de carga e descarga de GN em um vaso de armazenamento de gás natural adsorvido (GNA) recheado com carbono ativado. É avaliado também o efeito da composição do GN na capacidade de armazenamento. As propriedades de adsorção foram verificadas a partir de isotermas de cada componente do GN medidas em uma balança de suspensão magnética e comparadas com dados de adsorção medidos no vaso de armazenamento usando GN. As seletividades dos principais componentes do gás natural em relação ao metano foram determinadas e a influencia da pressão nessa seletividade também foi observada. Apesar de o GN ser composto principalmente por metano (~90% em volume), foi observado que a adsorção preferencial pelos hidrocarbonetos mais pesados e CO2 deve ser levada em conta para a avaliação do comportamento de sistemas GNA ao longo de vários ciclos de carga e descarga. Foi estudado também para esse trabalho a separação de CO2 de misturas de CO2/CH4, que é uma importante questão na purificação do gás natural e biogás para aplicação em geração de energia. Dessa forma, dados de adsorção de mistura CO2/CH4 em carbono ativado a 293 K foram obtidos pelo método volumétrico-cromatográfico e comparados com a IAST (Teoria da Solução Adsorvida Ideal) e com o modelo de Langmuir estendido (EL). Adsorção preferencial de CO2 foi observada para a composição de mistura de CO2 maiores que 20% aproximadamente. A precisão das predições foi menor do que a desejável para uma aplicação em projetos de engenharia.

VIDAL, C. B. Remoção de BTEX em solução aquosa por adsorção usando zeólita sintética modificada. 2011. 95 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by João silva (jpauloqxb@gmail.com) on 2016-04-22T14:24:58Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_cbvidal.pdf: 1552077 bytes, checksum: a8b68586a24c678178e4effd8b7e502c (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-22T17:21:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_cbvidal.pdf: 1552077 bytes, checksum: a8b68586a24c678178e4effd8b7e502c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-22T17:21:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_cbvidal.pdf: 1552077 bytes, checksum: a8b68586a24c678178e4effd8b7e502c (MD5) Previous issue date: 2011-04-18 / BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes) are organic compounds of particular concern due to their toxicity. BTEX occur in the environment as products of incomplete oxidation of fossil fuels, thus polluting the atmosphere. Also, the disposal of industrial effluents, oil spills, and fuels leaks at gas stations are sources of BTEX contamination in soil and water, resulting in their accumulation mainly in groundwater. Conventional and advanced technologies have been used for treatment and remediation of contaminated areas. Zeolites include many natural and synthetic minerals that have characteristics in common. The potential application of synthetic zeolites in the environmental field has been reported worldwide. In this work, surface modification of synthetic zeolite Y by Hexadecyltrimethylammonium (HDTMA-Br) was studied, as well as its application for removal of BTEX from aqueous solution. The zeolite cation exchange capacity (CEC) was evaluated and three modifications of the zeolite with surfactant HDTMA-Br were carried out, with results corresponding to 50%, 100%, and 200% of CEC. The results of BTEX adsorption experiments onto both synthetic and modified zeolites showed that the ZMS-100 was the most efficient modified zeolite for BTEX removal. Adsorption isotherms and kinetics study of this material were carried out. Kinetics study indicated that multicomponent adsorption equilibrium was reached in 6 hours and followed pseudo-second order kinetics. Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson and Temkin models were used to evaluate the adsorption capacity of BTEX by ZMS-100. Temkin model was found to be suitable all BTEX in a multicomponent system, and maximum adsorption capacities of 175, 32, 164.58, 162.22, 152.41, and 150.42 mg g-1 were observed for m-xylene, p-xylene, o-xylene, ethylbenzene, toluene and benzene, respectively. Regeneration cycles of the zeolite were also performed and the results showed that the adsorbent can be used only for one adsorption cycle for the removal of benzene, while for the other BTEX up to four regeneration cycles can be achieved. / Os BTEX (benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos) constituem preocupação particular pela sua toxicidade, sendo formados no meio ambiente pela oxidação incompleta dos combustíveis fósseis, os quais contaminam a atmosfera; pelo descarte de efluentes industriais, por derrames durante o transporte e por vazamentos em postos de combustíveis, contaminando o solo e a água, e acumulando-se, principalmente, nas águas subterrâneas. Tecnologias convencionais e avançadas vêm sendo utilizadas na tentativa de tratamento e remediação de áreas contaminadas por BTEX. As zeólitas englobam grande número de minerais naturais e sintéticos que apresentam características comuns. O grande potencial de aplicação das zeólitas sintéticas na área ambiental é mundialmente comprovado. Neste trabalho, avaliou-se a modificação superficial da zeólita sintética Y com surfactante HDTMA-Br e sua aplicação para a remoção de BTEX de amostras aquosa. Foi realizado estudo da capacidade de troca catiônica (CTC) da zeólita e em seguida foram realizadas três modificações da zeólita com surfactante, correspondente a 50% da CTC, 100% da CTC e 200% da CTC. A zeólita sintética e as modificadas foram submetidas a teste de adsorção dos BTEX. Os resultados mostraram que dentre as zeólitas modificadas, a ZMS-100 se mostrou mais eficiente na remoção dos BTEX. Este material foi utilizado para estudo de cinética e isoterma de adsorção. O estudo de cinética indicou que o equilíbrio de adsorção multicomponente foi atingido em 6 horas e segue cinética de pseudo-segunda ordem. Foram utilizados os modelos de Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson e Temkin para avaliar o mecanismo de adsorção dos BTEX pela ZMS-100. O modelo de Temkin foi adequado para todos os BTEX em um sistema multicomponente e os valores de capacidade de adsorção máxima foram de 175, 32; 164,58; 162,22; 152,41; 150,42 mg/g para m,p-xilenos, o-xileno, etilbenzeno, tolueno e benzeno, respectivamente. Foi realizado estudo de ciclos de regeneração do material em batelada e os resultados mostraram que o adsorvente só pode ser utilizado para um ciclo de adsorção na remoção do benzeno, para os outros componentes é possível realizar quatro ciclos de adsorção.

O conhecimento sobre a dinâmica do cromo (Cr) em solos com diferentes características mineralógicas contribui para otimizar a utilização de resíduos industriais que contêm o metal. Este trabalho abordou questões teóricas e práticas de química de solos com mineralogias diferentes. Estudos com dois Argissolos Vermelhos, um Latossolo Vermelho e um Cambissolo Húmico foram apresentados em quatro capítulos: 1) revisão bibliográfica sobre o Cr e sua dinâmica no meio ambiente; 2) adsorção de Cr em solos com diferentes mineralogias; 3) mineralização do hidrolisado de couro e liberação de Cr; 4) difusão de Cr no solo, comparando-se compostos de Cr orgânicos e inorgânicos. As principais conclusões foram: 1) maior teor de matéria orgânica e aumento no pH induziram à maior adsorção de Cr no solo; 2) a adsorção na fração argila é dependente do PCZ; 3) os óxidos de Fe são importantes na adsorção de Cr nos solos; 4) a taxa de mineralização e o tempo necessário para a mineralização total do hidrolisado de couro variaram em função do pH do solo e da granulometria do fertilizante; 5) foram necessários de 12 a 86 dias para mineralização total do fertilizante; 6) teor de Cr associado à fração redutível dos solos aumentou com a aplicação do hidrolisado de couro; 7) o teor de Cr(VI) foi menor que seu limite de detecção (0,3 mg kg-1) em todas as avaliações nos solos; 8) sais de Cr facilmente se movimentam nos solos, principalmente naqueles com baixo poder de retenção; e 9) o hidrolisado de couro, após mineralização, manteve o Cr no local inicialmente aplicado, sem que ocorresse movimentação nos solos. Estudos sobre a interface mineralogia e química do solo devem ser desenvolvidos para o melhor entendimento da dinâmica do Cr. / The knowledge of chromium (Cr) dynamics in soils with different mineralogical composition helps optimize the use of industrial waste containing this metal. This work shows theorical and practices questions in soil chemistry in four chapters: 1) bibliographic review of chromium and its dynamics in environment; 2) chromium adsorption in soils with different mineralogy; 3); mineralization of hydrolyzed leather and Cr release in soil; 4) diffusion of Cr in soil, comparing organic and inorganic chromium compounds. The main conclusions about these studies were: 1) higher organic matter content and pH values increase the Cr adsorption in the soil; 2) adsorption on the clay fraction is dependent on PCZ; 3) the iron oxides are important for Cr adsorption in soil; 4) mineralization rate and the time required to complete mineralization of hydrolyzed leather were depend on soil pH and the particle size of the fertilizer; 5) complete mineralization of the organic fertilizer occurred in 12-86 days; 6) Cr content associated with the reducible fraction of the soil increased with the application of hydrolyzed leather; 7) Cr(VI) was lower than its detection limit (0.3 mg kg-1) in all analysis; 8) Cr salts easily move in the soil; and 9) Cr from hydrolyzed leather, after mineralization, remained near of application place. Studies on soil mineralogy and chemistry interface should be developed to better understand the dynamics of Cr.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-12-01T03:14:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336248.pdf: 4326734 bytes, checksum: 0e9184fb78a7f80f671f2137b66e914b (MD5) Previous issue date: 2015 / Os parabenos são ésteres derivados do ácido p-hidroxibenzóico. Esses compostos orgânicos são incolores, inodoros e apresentam atividades bactericidas. Devido a essas características, os parabenos são utilizados como conservantes em produtos como fármacos, cosméticos e alimentos desde de a década de 1920. Entretanto, estudos publicados recentemente demonstraram que os parabenos apresentavam atividades estrogênicas e talvez cancerígenas. Outras pesquisas científicos demonstrando que os parabenos apresentaram capacidade de permeação dérmica ou que poderiam formar forte oxidante dentro de condições específicas. Por esses motivos, o proposto trabalho verificou a capacidade de adsorção dos parabenos em amostras de cabelo durante um processo de lavagem com xampu. A técnica de escolha para análise dos parabenos em amostras de cabelo foi a eletroforese capilar em zona com detecção no UV aprimorada com pré-concentração online. Métodos de pré-concentração online são utilizados para aumentar a detectabilidade dos métodos desenvolvidos por eletroforese capilar. Entre os métodos de pré-concentração online descritos na literatura está o modo de reversão de polaridade do eletrodo, cujo método é baseado na aplicação de uma voltagem contrária a voltagem de separação após a injeção da amostra para realização da pré-concentração. Entretanto, a reversão da polaridade durante a análise normalmente é realizada de maneira manual pelo operador. Por esse motivo, os métodos apresentados na literatura carecem de parâmetros de precisão. Nesse trabalho foi desenvolvido um modo de reversão automático da polaridade do eletrodo para análise rápida de metil, etil, propil e butilparabeno em amostras de cabelo. O método apresenta limites de detecção e de quantificação melhores que 0,017 mg L-1 e 0,050 mg L-1. Os parâmetros de precisão método automático também apresentaram valores de desvio padrão relativo aceitáveis, cujos valores não ultrapassaram 6,2%. As análises de amostras de cabelos lavados com xampu contendo metil, etil, propil e butilparabeno demonstraram que todos as amostras de cabelos adsorveram os parabenos citados. Em geral, parabenos mais hidrofílicos foram encontrados em maior concentração nas amostras testadas.<br> / Abstract : Parabens are esters derived of p-hydroxybenzoic acid. These orgânic compounds are colorless, odorless and it exhibit bactericidal activity. Because of these characteristics, parabens are used as preservatives in products such as pharmaceuticals, cosmetics and food since 1920s. However, recently published studies demonstrated that parabens have estrogenic activity and maybe carcinogen activity. Another scientific researches demonstrated that parabens permeate through the skin or that it could generate strong oxidant under specified conditions. Therefore, the proposed work verified the adsorption capacity of parabens unto hair samples during a simulated washing process with shampoo. The chosen technique to analysis of parabens in hair samples was capillary zone electrophoresis with UV detection improved with online preconcentration. Methods of preconcentration are performed to increase the detectability of the methods in capillary electrophoresis. Among the methods of online preconcentration described in the literature there is the reverse electrode polarity stacking mode, which method is based in the application of a reverse voltage after the sample injection to perform the stacking process before the application of the voltage separation. However, the polarity is reversed manually by the operator. Thus, methods which this stacking process is used usually lack in precision parameters. This work describes the development of an fast and automatic reverse electrode polarity stacking mode to analysis methyl, ethyl, propyl and buthylparaben in hair samples. The proposed has LOD and LOQ better than 0,017 mg L-1. The precision parameters of the method are below 6,2% (RSD). Five human hair samples were analyzed after the washing with shampoo containing methyl, ethyl, propyl and buthylparaben and all the samples tested adsorbed the four parabens. In general, the concentration of parabens adsorbed unto hair increased with the hydrophilic character of the paraben.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T22:50:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 110349.pdf: 2521717 bytes, checksum: 412048ecaebb650f6810daaa2044c1ad (MD5) Previous issue date: 1998 / É apresentada uma metodologia numérica para a solução do processo de transferência de massa isotérmica em colunas de absorção gás-líquido O método numérico empregado é o Método de Volumes Finitos, com o esquema WUDS para a avaliação dos fluxos convectivos e difusivos nas faces dos volumes de controle, bem como, o arranjo de variáveis co-localizadas na malha computacional. São resolvidos numericamente três problemas: absorção do sistema amônia-hidrogênio-água, dessorção de dióxido de carbono de uma mistura dióxido de carbono-água para o ar, e o problema de umidificação do ar pela água.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, 2015. / Made available in DSpace on 2016-03-01T04:06:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337292.pdf: 1602124 bytes, checksum: 3bacaa1715c820e39e6e5043920d326e (MD5) Previous issue date: 2015 / Na atualidade, uma das discussões de maior relevância na química ambiental é a qualidade das águas. A presença de micro poluentes no ambiente, dentre estes hormônios sexuais, agrotóxicos e metais pesados, está sendo detectada em vários mananciais pelo Brasil e por diversos outros países. Apesar das baixas concentrações desses compostos no ambiente aquático, estas podem ser consideradas bastante elevadas quando comparadas à concentração capaz de causar efeitos biológicos nos organismos aquáticos. Nesse sentido, dois novos materiais adsorventes foram sintetizados a partir da organofuncionalização de uma rede de sílica com os ligantes 2-(aminometil)piridina (2-AMPy) e 2-(2-aminoetil)piridina (2-AEPy). As técnicas de espectroscopia de infravermelho e de ressonância magnética nuclear de 13C e de 29Si indicaram que ambas as sínteses foram bem sucedidas. Através dos resultados de análise elementar (CHN) foi possível determinar que houve a incorporação de 2,65 mmol de 2-AMPy e 3,21 mmol de 2-AEPy por grama dos seus respectivos materiais. O material Si-AEPy mostrou-se estável até 130 °C enquanto que o material Si-AMPy até 242 °C. Os estudos morfológicos dos materiais obtidos mostram que os mesmos não são porosos e apresentam área superficial inferior a 1 m2 g-1. Quanto às propriedades adsorvedoras dos materiais frente aos íons Cu2+ e Cd2+, foi determinado que o tempo de adsorção encontra-se na faixa de 4500 minutos (4 dias) a 12000 minutos (8 dias). Os parâmetros de ajuste das isotermas experimentais, capacidade de adsorção e constante de equilíbrio foram determinados utilizando o modelo de Langmuir e o método de regressão não linear por meio de critério de minimização via o software CLINP 2.1.<br> / Abstract : Nowadays, one of the most relevant discussions in environmental chemistry concerns the quality of water. Micro pollutants in the environment, such as sex hormones, pesticides and trace elements, are being detected in several water sources in Brazil and in other countries. Although there are low concentrations of these compounds in aquatic environments, these can still be regarded as high when compared to the concentration capable of causing biological effects on aquatic organisms. In this sense, two new adsorbent materials were synthesized from organofunctionalization of a silica matrix with the binders 2-(aminomethyl)pyridine (2-AMPy) and 2-(2-aminoethyl)pyridine (2-AEPy). Infrared spectroscopy and 13C and 29Si nuclear magnetic resonance indicated that both syntheses were successful. Elemental analysis (CHN) determined the incorporation of 2.65 mmol of 2-AMPy and 3.21 mmol of 2-AEPy per gram of the respective materials. The material Si-AEPy is stable up to 403 K, whereas the material Si-AMPy is stable up to 515 K. Morphological studies of the materials showed that they are nonporous, presenting surface areas lower than 1 m2 g-1. Regarding the adsorbent properties of the materials, relative to Cu2+ and Cd2+, the adsorption time ranged between 4,500 minutes (4 days) and 12,000 minutes (8 days). Fitting parameters of the experimental isotherms, adsorption capacity and equilibrium constant were determined using Langmuir model and nonlinear regression method with the minimization criteria using the software CLINP 2.1.

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Fisicas e Matematicas. Programa de Pós-graduação em Química / Made available in DSpace on 2013-07-15T23:20:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 221997.pdf: 1544340 bytes, checksum: 525031ff9aa87acefc7820f23db455be (MD5) / O presente trabalho teve como objetivo modificar quimicamente a superfície do polímero quitosana (QTS) com cloreto de trimetil glicidil amônio para obter um sal de amônio quaternário de quitosana (SAQQ), e realizar estudos de equilíbrio de adsorção dos íons metálicos Cr (VI), Mo (VI) e Se (VI). A modificação química foi caracterizada por IV, RMN de 13C e 1H, DSC, TGA e a determinação dos grupos quaternários presentes na matriz polimérica por titulação condutimétrica com solução padrão de AgNO3. As análises dos espectros na região infravermelho, RMN de 13C e 1H, DSC e TGA permitiram identificar o sal de amônio quaternário de quitosana sintetizado. A quantidade determinada dos grupos quaternários foi de 2,90 mmol de grupos quaternários por grama de polímero. Após a caracterização, o SAQQ foi reticulado com glutaraldeído para torná-lo insolúvel em água e realizar os estudos de adsorção dos íons metálicos. Nesta fase, foi realizada uma nova titulação condutimétrica para determinar a quantidade dos grupos quaternários, obtendo-se um valor de 2,09 mmol de grupos quaternários por grama de polímero. Avaliou-se o efeito do pH na adsorção dos íons metálicos considerando a melhor faixa de pH para a adsorção de cada metal. A análise dos dados experimentais mostrou que a faixa ótima de adsorção dos íons Cr (VI) e Se (VI) ocorreu no mesmo intervalo de pH, isto é, em pH menor que 6,0. Para o Mo (VI), os experimentos não foram conduzidos em pH menor que 6,0 e assim, evitou-se a precipitação de MoO3. A capacidade de adsorção permaneceu quase constante em pH entre 6,0 e 11,5 e diminuiu significativamente em pH 12,0. Os estudos cinéticos de adsorção dos metais, pelo novo material adsorvente, revelaram que o equilíbrio de adsorção foi alcançado após de 200 minutos, tanto para o Mo (VI) como para o Se (VI) e após 300 minutos para o Cr (VI). O modelo cinético de pseudo segunda-ordem forneceu os melhores ajustes dos dados experimentais, e os valores das constantes de velocidade determinados para Cr (VI), Mo (VI) e Se (VI) foram: 1,0 x 10-3; 3,0 x 10-2 e 4,1 x 10-3 g (mg min)-1, respectivamente. A velocidade inicial de adsorção dos íons metálicos também foi calculada e os valores para o Cr (VI), Mo (VI) e Se (VI) foram: 0,446; 8,929 e 0,797 mg (g min)-1, respectivamente. Experimentos em batelada foram usados para interpretar o equilíbrio de adsorção e os dados foram analisados segundo os modelos de isoterma de Langmuir e Freundlich. A isoterma de Langmuir forneceu o melhor ajuste dos dados experimentais de adsorção. A capacidade máxima de saturação da superfície do adsorvente (qmax.) obtida para cada metal foi de: 1,30 mmol g-1 (68,3 mg g-1) de Cr (VI); 0,66 mmol g-1 (63,4 mg g-1) de Mo (VI) e 1,10 mmol g-1 (90,0 mg g-1) de Se (VI). Pôde-se também observar pelos valores obtidos que a capacidade máxima de adsorção dos íons metálicos foi: Cr (VI) > Se (VI) > Mo (VI). Os valores de fração de superfície ocupada, ?, foram de 0,63; 0,32 e 0,53 para o Cr (VI), Mo (VI) e Se (VI), respectivamente. Deste modo a ordem decrescente de ? ficou: ?Cr > ?Se> ?Mo. Foram realizados estudos de dessorção dos íons metálicos com vários eluentes e para o Cr (VI) o melhor eluente foi representado pela solução de NaOH/NaCl 1 mol L-1 com 99,8 % de dessorção; enquanto para o Mo (VI) foi a solução de HCl 3 mol L-1 com 91,7 % de dessorção. Para o Se (VI) o melhor eluente foi a solução de KCl 3 mol L-1 com 94,5 % de dessorção. Análise do material sólido foi realizada contendo os metais adsorvidos por energia dispersiva de raios-X (EDX). O espectro de EDX mostrou, a partir das porcentagens atômicas, que a ordem de seletividade foi: Cr (VI) > Mo (VI) > Se (VI). O mecanismo de adsorção foi confirmado pelos espectros de EDX do Cr (VI) adsorvido. Evidenciou-se um mecanismo de troca iônica entre os contra íons cloreto do trocador iônico com os íons CrO42-. Na etapa final deste trabalho, foi empregado um efluente industrial de galvanoplastia para analisar a porcentagem de adsorção pelo SAQQR. Foi observado pelos resultados experimentais que aproximadamente 0,5 g SAQQR foram suficientes para remover 90 % de Cr (VI) de um litro do efluente.