O galato de lantânio contendo substituições parciais de estrôncio e magnésio (La1-xSrxGa1-yMgyO3-δ) apresenta estrutura tipo perovsquita e alta condutividade para íons de oxigênio. Outras características desta cerâmica são o extenso domínio eletrolítico e a baixa condutividade eletrônica. É um material promissor para uso como eletrólito sólido em células a combustível de óxido sólido que operam em temperaturas intermediárias, devido sua alta condutividade iônica e estabilidade em uma ampla faixa de pressão parcial de oxigênio. Neste trabalho, a composição La0,9Sr0,1Ga0,8Mg0,2O3-δ foi preparada pelo método convencional de mistura de óxidos a partir de diferentes rotas e pelo método de complexação de cátions. As amostras foram consolidadas pelo método convencional de sinterização e por sinterização rápida. Pelo método de mistura de óxidos foi possível obter a fase ortorrômbica do LSGM, mas não foi possível eliminar as fases SrLaGaO4, La4Ga2O9 e SrLaGa3O7, independente das condições de sinterização utilizadas. Precipitados de óxido de magnésio foram observados nas amostras preparadas pelos dois métodos de síntese empregados identificados apenas por microscopia eletrônica de varredura. As densidades obtidas foram superiores a 97% da densidade teórica em amostras sinterizadas a 1450 °C/4 h, para os materiais preparados por mistura de óxidos. Amostras preparadas por método de complexação de cátions e aquelas consolidadas por sinterização rápida apresentaram menores valores de densidade. Grãos de tamanhos micrométricos foram obtidos para os dois métodos de sinterização. Amostras calcinadas a 1250°C apresentaram maiores densidades e maiores valores de condutividade iônica dos grãos e dos contornos de grãos, quando comparadas com as demais amostras. / Lanthanum gallate with partial substitution on La and Ga sites (La1-xSrxGa1-yMgyO3-δ) has perovskite structure and high oxide-ion conductivity. Other properties of this ceramic material comprise a relatively wide electrolytic domain and low electron conductivity. Doped lanthanum gallate is a potential solid electrolyte for intermediate-temperature solid oxide fuel cells due to its high ionic conductivity and stability in a wide range of oxygen partial pressure. In this work, the composition La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ was prepared by the conventional method of mixing of the starting oxides followed by different processing routes and by the cation complexation method. The ceramic specimens were consolidated by conventional sintering and by fast firing. All specimens prepared by solid state reaction show the characteristic orthorhombic phase of lanthanum gallate and SrLaGaO4, La4Ga2O9 and SrLaGa3O7 secondary phases, independent on the method of sintering. Energy dispersive X-ray spectroscopy coupled to scanning electron microscopy evidenced that all prepared specimens contain MgO grains precipitated along the grain boundaries. High relative densities were obtained for specimens prepared by solid state reaction and consolidated by conventional sintering at 1450 °C/4 h. All specimens exhibit micron sized grains independent on the sintering method. The highest values of relative density and ionic conductivity were obtained for specimens calcined at 1250°C.

A poluição de corpos d´água por metais pesados é um problema mundial, mas particularmente importante em países que apresentam atividades intensas de mineração, como o Brasil. Os contaminantes, de maneira especial aqueles conhecidos como metais pesados, podem apresentar toxicidade altíssima, como é o caso do cádmio, chumbo e outros. Por esse motivo, os efluentes industriais, quando não devidamente tratados, ainda são uma grande fonte de contaminação do ecossistema que vivemos. Diante dessa atual situação, esforços para o aprimoramento de técnicas de remoção de cátions de metais pesados da água são necessárias e podem ter impacto positivo na Saúde Pública e em outras áreas. Portanto, como solução viável e alternativa para o que já se é feito, o presente projeto propõe a produção e estudo do uso de materiais poliméricos com propriedades distintas para captação de metais pesados de soluções aquosas. Para a síntese dos polímeros foram usadas técnicas de polimerização via radical livre, e posterior hidrólise para geração de copolímeros, com o intuito de aperfeiçoar a capacidade de remoção. Os polímeros tiveram como base a metacrilamida que tem a presença do grupo funcional amida e, após hidrólise, a geração de unidade de ácido metacrílico com presença do grupo funcional de ácido carboxílico, ambos os grupos quando combinados possuem uma elevada capacidade de adsorção de cátions. Paralelamente foi aperfeiçoado um sistema de remoção de cátions de solução aquosa usando polímeros confinados em membranas de diálise. A influência da massa molar média, do grau de hidrólise e da presença do grupo funcional de ácido carboxílico foi estudada. Por fim, foi realizado um estudo da capacidade máxima de remoção de Cu(II), em que os parâmetros temperatura, pH da solução, velocidade e tempo de agitação foram fixados. A capacidade máxima de remoção dos íons de Cu(II) variou entre 1,55-1,71 mmol/g para os copolímeros sintetizados e hidrolisados em laboratório, para o copolímero comercial obteve-se um valor de 2,17 mmol/g, e para o copolímero sintetizado diretamente por PRL a partir dos monômeros metacrilamida e ácido metacrílico a capacidade de máxima de captação foi de 3,87 mmol/g , a partir dos resultados foi possível observar uma relação positiva entre a massa molar média das cadeias e a capacidade de ligação aos cátions metálicos. Foi comprovado também que a presença do ácido metacrílico na cadeia polimérica é fundamental para o aumento da capacidade de ligação do cobre. A partir desses estudos foi possível concluir que os polímeros sintetizados e imobilizados em sacos de diálise são eficientes na remoção de íons de Cu(II), Cd(II) e Pb(II) de soluções aquosas, sendo que o estudo da capacidade de remoção dos outros dois cátions Cd (II) e Pb (II) são perspectivas futuras para estudo. No trabalho, destaca-se, além da eficiência, a praticidade do uso do método desenvolvido. / The water pollution by heavy metals is a worldwide problem, but particularly important in countries with intensive mining activities, such as Brazil. Contaminants, especially those known as heavy metals, such as cadmium, lead and others, may have very high toxicity. For this reason, industrial effluents, when not properly treated, are still a big source of contamination of the ecosystem we live in. In order to deal with this current situation, it is necessary to improve metallic cation removal techniques from water what may have a positive impact on Public Health and other areas. Therefore, as a feasible and alternative solution to current metal removal techniques, the present project proposes the production and study of polymeric materials based on partially hidrolised polymethacrylamide with different characteristic for the capture of heavy metals in aqueous solutions. Free radical polymerization techniques were used to synthesize the polymers followed by hydrolysis for the copolymers generation, in order to improve the removal capacity. The amide functional group and, after hydrolysis, the carboxylic group when combined have a high cation adsorption capacity. At the same time, a cation removal system that uses polymers entrapped in a dialysis membrane was improved. The influence of the average molar mass, degree of hydrolysis and the presence of the carboxylic acid functional group was studied. Finally, a study of the maximum Cu (II) removal capacity was carried out, in which the parameters of temperature, solution pH, speed and agitation time were fixed. The maximum removal capacity of Cu (II) ions ranged from 1.55-1.71 mmol/g for the copolymers synthesized and hydrolyzed in the laboratory, the commercial copolymer yielded a value of 2.17 mmol/g, and for the copolymer directly synthesized by PRL from the methacrylamide and methacrylic acid monomers the maximum capacity was 3.87 mmol/g. From the results it was possible to observe a positive relation between the average molar mass of the chains and the ability to connect to the metal cations. It has also been proven that the presence of methacrylic acid in the polymer chain is fundamental for increasing the copper bonding capacity. From these studies it was possible to conclude that both polymers synthesized and immobilized in dialysis bags are efficient in the removal of Cu (II), Cd (II) and Pb (II) ions from aqueous solutions, and the study of the ability to remove the other two cations Cd (II) and Pb (II) are perspectives to future studies. In the work, it is highlighted, besides the efficiency, the convenience of the developed method.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:37:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Loana Bergamo dos Santos.pdf: 1109658 bytes, checksum: 86a9ba08470cd16b7befaff7cd272ca6 (MD5) Previous issue date: 2011-03-30 / The constant search for sustainability of production systems have driven research to find alternatives to the problems arising from the intensification of production systems. In this context the present work was to study the effects of substitution of mineral nitrogen by chicken litter in oat and corn in succession and chemical characteristics of soil. Two experiments were conducted during the period from May 2009 to March 2010 in Oxisol area located at the experimental farm of the State University of Paraná, municipality of Rondon. The first test was conducted under a randomized complete blocks with eight treatments obtained from different combinations of chicken manure (applied in oat) and mineral N fertilization (applied in corn) and four replications. We studied the production of dry matter and nutrient accumulation in the straw of the oat crop, and yield components and yield of corn. In the second trial, after the corn harvest, we studied the chemical properties of soil under the design of randomized blocks in factorial scheme 8x3, with the eight combinations of fertilizer used in the first trial related to three depths of soil sampling (0 -5, 5-10 and 10-15 cm). Larger quantities of poultry litter in oat provided higher dry matter production and accumulation of N. All fertilization studied provided satisfactory average productivity for corn (8569 kg ha-1). The soil properties were changed with the use of poultry litter associated with mineral N fertilization. There was a decrease in pH, Ca, Mg, and increased the P, potential acidity, the cation exchange capacity and exchangeable Al with increasing proportions of poultry litter in relation to mineral N fertilization / A busca constante pela sustentabilidade dos sistemas de produção têm direcionado as pesquisas à buscar alternativas aos problemas oriundos da intensificação dos sistemas produtivos. Nesse contexto o presente trabalho teve como objetivo estudar os efeitos da substituição da adubação nitrogenada mineral pela cama de frango na cultura da aveia e do milho em sucessão e nos atributos químicos do solo. Foram conduzidos dois ensaios durante o período de maio de 2009 à março de 2010 em área de Latossolo Vermelho eutroférrico localizada na fazenda experimental da Universidade Estadual do Oeste do Paraná, município de Marechal Cândido Rondon. O primeiro ensaio foi conduzido sob o delineamento em blocos ao acaso com seis tratamentos obtidos a partir de combinações de quantidades crescentes de cama de frango aplicadas na aveia combinadas com a adubação nitrogenada mineral de cobertura aplicada no milho e quatro repetições. Estudou-se a produção de massa seca e acúmulo de nitrogênio pela cultura da aveia, e os componentes de produção e produtividade da cultura do milho. No segundo ensaio, após a colheita do milho, estudou-se os atributos químicos do solo sob o delineamento em blocos ao acaso em esquema fatorial 6X3, com as seis combinações de adubação utilizadas no primeiro ensaio associadas a três profundidades de amostragem do solo (0-5; 5-10 e 10-15 cm). A aplicação de cama de frango na cultura da aveia propiciou aumento da produção de massa seca e acúmulo de maior quantidade de N, enquanto a substituição de parte da adubação nitrogenada mineral pela cama de frango elevou os índices de produtividade da cultura do milho. Os atributos químicos do solo foram alterados pelos fatores estudados, ocorrendo a elevação dos teores de P, MO, Al trocável e acidez potencial, e redução do pH, K, Ca, Mg, soma de bases e saturação por bases.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The selective determination of inorganic cations, like alkaline, earth-alkaline, of transition and the ammonium ion (NH4 +) is considered as a difficult practice, because generally, these ions show very close apparent mobilities, by the similarities in their sizes (hydrated ionic rays) and same charges, in some cases it may make the separation not viable. This work describes the simultaneous determination of 14 analytes: ammonium (NH4 +), potassium (K+), calcium (Ca2+), sodium (Na+), magnesium (Mg2+), manganese (Mn2+), thallium (Tl+), chrome (Cr3+), lead (Pb2+), cadmium (Cd2+), zinc (Zn2+), copper (Cu2+), cobalt (Co2+) and nickel (Ni2+). The mechanism of separation used was the capillary zone electrophoresis (CZE, capillary zone electrophoresis) with capacitively coupled contactless conductivity detection (C4D, capacitively coupled contactless conductivity detection) CZE-C4D. The experimental conditions optimized to the determination of cations were: working electrolyte 30 mmol L-1 MES/His, containing 1.5 mmol L-1 18-crown-6 ether, in pH 6; followed by a second stage containing 1 mmol L-1 citric acid in its composition to the selective determination of ions K+ and Tl+. Even other operational parameters with the separation potential of -10 kV, the work temperature of 25 ±1°C, hydrodynamic injection by the samples gravity (20 cm versus 60 s), and the detector C4D operating with the frequency of 600 kHz and varying the amplitude in 2 Vpp (peak to peak). The developed methodology was evaluated for the 14 analytes, where the method was shown adequate to the determination of inorganic cations studied, showing wide linear work rates of 5.18 to 2,217.06 Umol L-1 and of 19.00 to 1,538.46 Umol L-1 for ions NH4 + and Cr3+, respectively; also showing limits of detection (LD) and of quantification (LQ) in the order of Umol L-1 for all analytes. The study also involved the analysis of the alkaloids in real samples and in distinct molds, like phytotherapyc formulations and formulations of mineral fertilizers. / A determinação seletiva de cátions inorgânicos, como metais alcalinos, alcalinos terrosos, de transição e o íon amônio (NH4 +) é considerada uma prática difícil, pois geralmente estes íons apresentam mobilidades aparentes muito próximas, pela semelhança de seus tamanhos (raios iônicos hidratados) e mesmas cargas, em alguns casos, podendo inviabilizar a separação. Este trabalho descreve a determinação simultânea de 14 analitos: amônio (NH4 +), potássio (K+), cálcio (Ca2+), sódio (Na+), magnésio (Mg2+), manganês (Mn2+), tálio (Tl+), cromo (Cr3+), chumbo (Pb2+), cádmio (Cd2+), zinco (Zn2+), cobre (Cu2+), cobalto (Co2+) e níquel (Ni2+). O mecanismo de separação utilizado foi a eletroforese capilar de zona (CZE, capillary zone eletrophoresis) com detecção condutométrica sem contato capacitivamente acoplada (C4D, capacitively coupled contactless conductivity detection) CZE-C4D. As condições experimentais otimizadas para a determinação dos cátions foram: eletrólito de trabalho MES/His 30 mmol L-1, contendo éter 18-coroa-6 1,5 mmol L-1, em pH 6; seguida de uma segunda etapa contendo ácido cítrico 1 mmol L-1 na sua composição, para a determinação seletiva dos íons K+ e Tl+. Ainda outros parâmetros operacionais como o potencial de separação de -10 kV, a temperatura de trabalho de 25 ±1°C, injeção hidrodinâmica por gravidade das amostras (20 cm versus 60 s), e o detector C4D operando com frequência de 600 kHz e variando a amplitude em 2 Vpp (pico a pico). A metodologia desenvolvida foi avaliada para os 14 analitos, onde o método mostrou-se adequado para a determinação dos cátions inorgânicos estudados apresentando amplas faixas lineares de trabalho de 5,18 a 2.217,06 Umol L-1 e de 19,00 a 1.538,46 Umol L-1 para os íons NH4 + e Cr3+, respectivamente; apresentando também limites de detecção (LD) e de quantificação (LQ) na ordem de Umol L-1 para todos os analitos. O estudo também envolveu a análise desses metais em amostras reais e de matrizes distintas, como formulações fitoterápicas e formulações de fertilizantes minerais.

Made available in DSpace on 2016-06-02T18:55:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4143.pdf: 4028323 bytes, checksum: bb244562f3f5e6280f0390dc28f2aec5 (MD5) Previous issue date: 2011-02-23 / Universidade Federal de Sao Carlos / The Restinga forest is a set of plant communities in mosaic, determined by the characteristics of their substrates as a result of depositional processes and ages. And of all the ecosystems associated with the Atlantic, the most fragile and susceptible to human disturbance. In this complex mosaic are the physiognomies of restinga forests of high-stage regeneration (high restinga) and middle stage of regeneration (low restinga), each with its plant characteristics that differentiate them. Located on the coastal plains of the Brazilian coast, suffering internal influences both the continental slopes, as well as navy. His solo comes from the Quaternary and are subject to constant deposition of sediments. The climate on the coast, according to Köppen classification, type is tropical. In recent decades, with growing concern about natural resources and environmental quality, intensified research, resulting in the definition of soil quality (SQ), strongly rooted in the concept of sustainability. To this end, several models have been proposed in an attempt to assess soil quality index (SQI). The monitoring of soil quality should be directed to detect trends that are measurable changes in a period of time. The objectives of this study were: a) Comparative evaluation of the characterization of soil fertility, through chemical and physical parameters under restinga forest of high and low, with respect to distribution of the root in the soil profile, and b) Determine the index Soil Quality for restinga forest in high-and middle-stage regeneration and a resting area with no vegetation. This work was conducted in four locations: (1) Anchieta Island, Ubatuba, (2) Juréia-Itatins Ecological Station, Iguape, (3) Vila das Pedrinhas, Comprida Island; and (4) Cardoso Island, Cananeia. Studies on soil fertility have been made in depths of 0 to 5, 00-10, 00-20, 20-40 and 40 to 60cm for the chemical and physical analysis, with five replicates for each vegetation type, for each study site, each composed of twelve subsamples. Also being evaluated the distribution of the root in the soil profile. To determine the rate of soil quality, chemical analysis were made, microbiological and physical-layer 0-10cm depth. Using two models in determining the rate of soil quality: Additive Model (MA) and Comparative Additive Model (MAC). It is concluded that the root system for all studied vegetation types found in the more superficial layers, 0-10 and 10-20cm, mainly in the 0-10cm (80%), that low levels of calcium and elevated aluminum restrict root development. All the studied have low soil fertility, with base saturation values below 16%, where most of these environments CEC is occupied by aluminum. The additive model produces quantitative results and the additive model comparative quantitative and qualitative results (ground potential), the SQI values were obtained by the MAC for all local and low vegetation types and realistic, demonstrating the low potential for biomass production in these soils, and its low resilience. Values similar to the forests with and without vegetation showed numerically the consideration that the restinga is an edaphic vegetation. And that the use of routine chemical analysis is sufficient to determine the IQS. / A Restinga é um conjunto de comunidades vegetais em mosaico, determinadas pelas características de seus substratos resultantes de processos deposicionais e idades. De todos os ecossistemas associados à Mata Atlântica, a restinga é a mais frágil e susceptível às perturbações antrópicas. Neste complexo mosaico encontram-se as fitofisionomias de florestas de restinga em estágio de elevada regeneração (restinga alta) e em estágio de média regeneração (restinga baixa), cada qual com suas características vegetais que as diferenciam. Localizam-se nas planícies costeiras do litoral brasileiro, sofrendo influência tanto das encostas internas continentais, bem como marinha. Seu solo tem origem no quaternário e estão sujeitos a constantes deposição de sedimentos. O clima no litoral, segundo classificação de Köppen, é do tipo tropical. Nas últimas décadas, com a crescente preocupação com os recursos naturais e a qualidade do meio ambiente, intensificaram-se as pesquisas, resultando na definição do conceito de Qualidade do Solo (QS), fortemente alicerçado no conceito de sustentabilidade. Para tanto, vários modelos foram propostos na tentativa de avaliar um Índice de Qualidade do Solo (IQS). O monitoramento da qualidade do solo deve ser orientado para detectar tendências de mudanças que são mensuráveis num período de tempo. Os Objetivos deste estudo foram: a) avaliação comparativa da caracterização da fertilidade do solo, através dos parâmetros químicos e físicos, sob floresta de restinga alta e baixa, com relação a distribuição do sistema radicular no perfil do solo; e b) determinar o Índice de Qualidade do Solo para floresta de restinga em estágio de elevada e média regeneração e para uma área de restinga sem vegetação. Este estudo foi realizado em quatro locais: (1) Parque Estadual da Ilha Anchieta, município de Ubatuba; (2) Estação Ecológica Juréia-Itatins, Estação Ecológica dos Chauás, município de Iguape; (3) Vila de Pedrinhas no município de Ilha Comprida; e (4) Parque Estadual da Ilha do Cardoso, município de Cananéia. Os estudos sobre fertilidade do solo foram feitos nas profundidades de 0 a 5, 0 a 10, 0 a 20, 20 a 40 e 40 a 60cm para as análises químicas e físicas, com cinco repetições para cada fitofisionomia, para cada local de estudo, cada uma delas composta por doze subamostras. Também foi avaliada a distribuição do sistema radicular no perfil do solo. Para a determinação do índice de qualidade do solo (IQS), foram feitas analises químicas, físicas e microbiológicas na camada de 0-10cm de profundidade. Utilizaram-se dois modelos na determinação do índice de qualidade do solo: Modelo Aditivo (MA) e Modelo Aditivo Comparativo (MAC). Conclui-se que o sistema radicular para todas as fitofisionomias estudadas encontra-se nas camadas mais superficiais, 0-10 e 10-20cm, principalmente na camada de 0-10cm (80%), e que os teores baixos de cálcio e elevados de alumínio restringem o desenvolvimento radicular. Todos os ambientes estudados apresentaram baixa fertilidade do solo, com valores de saturação por bases inferiores a 18%, onde a maior parte da CTC destes ambientes está ocupada por alumínio. O modelo aditivo produz resultados quantitativos e o modelo aditivo comparativo resultados quantitativos e qualitativos (potencial do solo), que os valores de IQS obtidos pelo MAC foram baixos e realísticos para todos os locais e fitofisionomias, demonstrando o baixo potencial de produção de biomassa desses solos, bem como sua baixa resiliência. Os valores semelhantes para as florestas com e sem vegetação demonstraram que a restinga é uma vegetação edáfica, e que o emprego de análise química de rotina é suficiente na determinação do índice de qualidade do solo.

Submitted by Aelson Maciera (aelsoncm@terra.com.br) on 2017-05-12T18:07:41Z No. of bitstreams: 1 DissILM.pdf: 5724691 bytes, checksum: 47011a82c00569e1418ba50a076d335c (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-06-13T12:39:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissILM.pdf: 5724691 bytes, checksum: 47011a82c00569e1418ba50a076d335c (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-06-13T12:39:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissILM.pdf: 5724691 bytes, checksum: 47011a82c00569e1418ba50a076d335c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-13T12:43:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissILM.pdf: 5724691 bytes, checksum: 47011a82c00569e1418ba50a076d335c (MD5) Previous issue date: 2016-02-15 / Não recebi financiamento / Nanosized NaX zeolites (FAU) (crystallite size = 16 nm; Si/Al ratio = 1,5) were synthesized and modified through ion exchange with linear alkylammonium cations containing from one to six carbons, with the intent to activate basic sites. In this work, commercial microsized zeolites (Aldrich) were also ion exchanged for comparison matters and all samples were characterized. Scanning electron microscopy analysis showed that both micro- and nanosized zeolites containing sodium portray polycrystalline particles: the former presents octahedral habit and particle size of 2952 nm and the latter presents an indefinite habit and particle size of 426 nm. Among the ion exchanged samples, none presented complete exchange of the Na+ cations due to steric hindrance. Nanosized zeolites presented higher exchange degrees than the microsized ones, which is due to higher accessibility to the exchange sites. Such factors also explain the exchange degrees’ reduction with the cations’ chain length, which is less abrupt among the nanosized samples. This happens due to the nanosized samples’ higher interparticular porosity, which has also allowed their micropore volumes’ constant decrease, differently from the microsized samples, which faced a minimum value with butylammonium. When the cations’ length is increased, the unit cell expands in comparison to the zeolites containing sodium since bulkier cations cause variations in the length and angle of the of the O-Si-O and O-Al-O bonds. Through thermogravimetric analysis in oxidant atmosphere, it was observed that the longer the carbon chain length, the lower is the mass loss, which evidences the lower diffusional limitations. The same was observed in inert atmosphere, which indicates that the presence of O2 does not influence the thermal events. Nanosized zeolites illustrate smoother mass loss profiles, which marks smaller diffusional limitations. The zeolitic materials were catalytically evaluated along the Knoevenagel condensation between butyraldehyde and ethyl cyanoacetate (3% m/m catalyst) during 1 h. The nanometric zeolites presented higher conversions and higher reaction rates when t = 0 than the microcrystalline ones, confirming the advantages of nanosized materials. / Zeólitas NaX (FAU) de cristais nanométricos (diâmetro de cristalito de 16 nm; razão molar Si/Al de 1,5) foram sintetizadas e modificadas através de troca iônica com cátions alquilamônio lineares de um a seis carbonos para a ativação de sítios básicos. No trabalho, efetuou-se também a troca iônica com zeólitas de cristais micrométricos (Aldrich) para fins de comparação, caracterizando-se todas as amostras. Por MEV, observou-se que as zeólitas sódicas micro- e nanométricas possuem partículas policristalinas, apresentando as primeiras hábito octaédrico e diâmetro de partícula de 2952 nm e, as últimas, hábito indefinido e diâmetro de 426 nm. Dentre as zeólitas trocadas, nenhuma apresentou troca completa dos cátions Na+ devido a impedimentos estéricos. As zeólitas nanométricas apresentaram graus de troca superiores aos das micrométricas devido à maior acessibilidade aos sítios de troca. Tais fatores também justificam a redução do grau de troca com o aumento do comprimento do cátion de compensação, sendo essa redução muito mais suave entre as amostras nanométricas. Isto ocorre devido à maior porosidade interparticular das zeólitas nanométricas, a qual permitiu que os volumes de microporos dessas zeólitas fossem sempre decrescentes, diferentemente das amostras micrométricas que atingiram um valor mínimo com o cátion butilamônio. Aumentando-se o comprimento do cátion, observa-se a expansão da cela unitária em comparação às zeólitas com cátion sódio pois cátions mais volumosos provocam variações no comprimento e nos ângulos das ligações O-Si-O e O-Al-O. Por análise termogravimétrica em atmosfera oxidante, observou-se que as zeólitas nanométricas exibem perfis de decomposição muito mais suaves, evidenciando as menores limitações difusionais. O mesmo foi observado em atmosfera inerte, indicando que a presença do O2 não influencia os eventos térmicos. Os materiais zeolíticos foram avaliados cataliticamente através da reação de condensação de Knoevenagel entre butiraldeído e cianoacetato de etila (3% m/m de catalisador) por 1 h. As zeólitas nanométricas apresentaram maiores conversões e maiores velocidades de reação no tempo zero que as microcristalinas, confirmando-se as vantagens de materiais com dimensões nanométricas.

Submitted by Dilene Paulo (dilene.fatima@ufcg.edu.br) on 2018-04-16T15:00:45Z No. of bitstreams: 1 PAULO HENRIQUE LEITE QUINTELA - TESE (PPGEQ) 2016.pdf: 3975153 bytes, checksum: 257f1154ea4502e70913fe7937bf8a3f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-16T15:00:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PAULO HENRIQUE LEITE QUINTELA - TESE (PPGEQ) 2016.pdf: 3975153 bytes, checksum: 257f1154ea4502e70913fe7937bf8a3f (MD5) Previous issue date: 2016 / Capes / A MCM-22 é uma zeólita com estrutura porosa identificada pelo código MWW, cuja cristalização ocorre mediante a formação de um precursor lamelar. Embora a síntese da MCM-22 tenha sido extensivamente investigada, alguns parâmetros importantes para sua obtenção ainda não foram sistematicamente estudados. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivos avaliar a influência da fonte de alumínio e da presença dos cátions sódio e potássio na mistura reacional sobre a cristalização da MCM-22 e desenvolver catalisadores ácidos com topologia MWW modificada a partir da dessilicação da MCM-22 e da deslaminação do precursor lamelar. O método hidrotérmico foi utilizado para sintetizar a referida zeólita, variando-se a fonte de alumínio (hidróxido de alumínio, aluminato de sódio e pseudoboemita) e a quantidade relativa de sódio e potássio presente na mistura reacional, em condições estáticas. O processo de dessilicação foi efetuado utilizando soluções de hidróxido de sódio com diferentes concentrações, enquanto a deslaminação foi realizada via intumescimento do precursor lamelar e posterior esfoliação por sonicação. A acidez dos catalisadores foi avaliada por dessorção termoprogramada de amônia. Os resultados de DRX revelaram que entre as fontes de alumínio utilizadas o hidróxido de alumínio foi mais eficaz para sintetizar a MCM-22 nas condições experimentais empregadas, e que a presença simultânea de sódio e potássio na mistura reacional aumentou a cristalinidade e a taxa de cristalização da zeólita,quando o potássio correspondeu a 45% do total de metais alcalinos em base molar. As micrografias das amostras de MCM-22 mostraram que a morfologia e o tamanho das partículas foram afetados pelas diferentes proporções entre sódio e potássio avaliadas. As análises de DRX, adsorção física de N2 e MEV dos materiais dessilicados e deslaminados evidenciaram a sensibilidade da topologia MWW a tratamentos alcalinos e que o processo de esfoliação das monocamadas do precursor lamelar não ocorreu de forma integral. Os catalisadores ácidos com estruturas modificadas pelos processos de dessilicação e deslaminação apresentaram menor acidez e sítios ácidos mais fracos quando comparados à MCM-22 sem alterações estruturais, sendo a maior redução observada para o catalisador parcialmente esfoliado. / MCM-22 is a zeolite with a porous structure identified by the MWW code, which crystallization occurs through the formation of a lamellar precursor. Although the MCM-22 synthesis has been extensively investigated, some important parameters for its preparation have not yet been systematically studied. In this context, the present work aimed to evaluate the influence of the aluminum source and the presence of sodium and potassium cations in the reaction mixture on the MCM-22 crystallization and develop acid catalysts with MWW topology modified by MCM-22 desilication and delamination of its lamellar precursor. The hydrothermal method was used to synthesize the said zeolite, varying the aluminum source (aluminum hydroxide, sodium aluminate, and pseudoboehmite) and the relative amount of sodium and potassium present in the reaction mixture, under static conditions. The desilication process was conducted using sodium hydroxide solutions with different concentrations, whereas delamination was performed by swelling of the lamellar precursor and subsequent exfoliation by sonication. The catalysts acidity were evaluated by ammonia thermal programmed desorption. The XRD results showed that among the aluminum sources used the aluminum hydroxide was more effective to synthesize MCM-22 under the experimental conditions employed, and that the simultaneous presence of sodium and potassium in the reaction mixture increased zeolite crystallinity and crystallization rate, when potassium corresponded to 45% of the total alkali metal on a molar basis. The micrographs of MCM-22 samples showed that the morphology and particle size were affected by the different ratios between sodium and potassium evaluated. The XRD, N2 physical adsorption and SEM analyses of the desilicated and delaminated materials evidenced the MWW topology sensitivity to alkaline treatments and that the lamellar precursor monolayers exfoliation process did not occur integrally. The acid catalysts with structures modified by desilication and delamination processes presented lower acidity and weaker acid sites compared to the MCM-22 without structural changes, with the greatest reduction being observed in the partially exfoliated catalyst.

O galato de lantânio contendo substituições parciais de estrôncio e magnésio (La1-xSrxGa1-yMgyO3-δ) apresenta estrutura tipo perovsquita e alta condutividade para íons de oxigênio. Outras características desta cerâmica são o extenso domínio eletrolítico e a baixa condutividade eletrônica. É um material promissor para uso como eletrólito sólido em células a combustível de óxido sólido que operam em temperaturas intermediárias, devido sua alta condutividade iônica e estabilidade em uma ampla faixa de pressão parcial de oxigênio. Neste trabalho, a composição La0,9Sr0,1Ga0,8Mg0,2O3-δ foi preparada pelo método convencional de mistura de óxidos a partir de diferentes rotas e pelo método de complexação de cátions. As amostras foram consolidadas pelo método convencional de sinterização e por sinterização rápida. Pelo método de mistura de óxidos foi possível obter a fase ortorrômbica do LSGM, mas não foi possível eliminar as fases SrLaGaO4, La4Ga2O9 e SrLaGa3O7, independente das condições de sinterização utilizadas. Precipitados de óxido de magnésio foram observados nas amostras preparadas pelos dois métodos de síntese empregados identificados apenas por microscopia eletrônica de varredura. As densidades obtidas foram superiores a 97% da densidade teórica em amostras sinterizadas a 1450 °C/4 h, para os materiais preparados por mistura de óxidos. Amostras preparadas por método de complexação de cátions e aquelas consolidadas por sinterização rápida apresentaram menores valores de densidade. Grãos de tamanhos micrométricos foram obtidos para os dois métodos de sinterização. Amostras calcinadas a 1250°C apresentaram maiores densidades e maiores valores de condutividade iônica dos grãos e dos contornos de grãos, quando comparadas com as demais amostras. / Lanthanum gallate with partial substitution on La and Ga sites (La1-xSrxGa1-yMgyO3-δ) has perovskite structure and high oxide-ion conductivity. Other properties of this ceramic material comprise a relatively wide electrolytic domain and low electron conductivity. Doped lanthanum gallate is a potential solid electrolyte for intermediate-temperature solid oxide fuel cells due to its high ionic conductivity and stability in a wide range of oxygen partial pressure. In this work, the composition La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ was prepared by the conventional method of mixing of the starting oxides followed by different processing routes and by the cation complexation method. The ceramic specimens were consolidated by conventional sintering and by fast firing. All specimens prepared by solid state reaction show the characteristic orthorhombic phase of lanthanum gallate and SrLaGaO4, La4Ga2O9 and SrLaGa3O7 secondary phases, independent on the method of sintering. Energy dispersive X-ray spectroscopy coupled to scanning electron microscopy evidenced that all prepared specimens contain MgO grains precipitated along the grain boundaries. High relative densities were obtained for specimens prepared by solid state reaction and consolidated by conventional sintering at 1450 °C/4 h. All specimens exhibit micron sized grains independent on the sintering method. The highest values of relative density and ionic conductivity were obtained for specimens calcined at 1250°C.

A poluição de corpos d´água por metais pesados é um problema mundial, mas particularmente importante em países que apresentam atividades intensas de mineração, como o Brasil. Os contaminantes, de maneira especial aqueles conhecidos como metais pesados, podem apresentar toxicidade altíssima, como é o caso do cádmio, chumbo e outros. Por esse motivo, os efluentes industriais, quando não devidamente tratados, ainda são uma grande fonte de contaminação do ecossistema que vivemos. Diante dessa atual situação, esforços para o aprimoramento de técnicas de remoção de cátions de metais pesados da água são necessárias e podem ter impacto positivo na Saúde Pública e em outras áreas. Portanto, como solução viável e alternativa para o que já se é feito, o presente projeto propõe a produção e estudo do uso de materiais poliméricos com propriedades distintas para captação de metais pesados de soluções aquosas. Para a síntese dos polímeros foram usadas técnicas de polimerização via radical livre, e posterior hidrólise para geração de copolímeros, com o intuito de aperfeiçoar a capacidade de remoção. Os polímeros tiveram como base a metacrilamida que tem a presença do grupo funcional amida e, após hidrólise, a geração de unidade de ácido metacrílico com presença do grupo funcional de ácido carboxílico, ambos os grupos quando combinados possuem uma elevada capacidade de adsorção de cátions. Paralelamente foi aperfeiçoado um sistema de remoção de cátions de solução aquosa usando polímeros confinados em membranas de diálise. A influência da massa molar média, do grau de hidrólise e da presença do grupo funcional de ácido carboxílico foi estudada. Por fim, foi realizado um estudo da capacidade máxima de remoção de Cu(II), em que os parâmetros temperatura, pH da solução, velocidade e tempo de agitação foram fixados. A capacidade máxima de remoção dos íons de Cu(II) variou entre 1,55-1,71 mmol/g para os copolímeros sintetizados e hidrolisados em laboratório, para o copolímero comercial obteve-se um valor de 2,17 mmol/g, e para o copolímero sintetizado diretamente por PRL a partir dos monômeros metacrilamida e ácido metacrílico a capacidade de máxima de captação foi de 3,87 mmol/g , a partir dos resultados foi possível observar uma relação positiva entre a massa molar média das cadeias e a capacidade de ligação aos cátions metálicos. Foi comprovado também que a presença do ácido metacrílico na cadeia polimérica é fundamental para o aumento da capacidade de ligação do cobre. A partir desses estudos foi possível concluir que os polímeros sintetizados e imobilizados em sacos de diálise são eficientes na remoção de íons de Cu(II), Cd(II) e Pb(II) de soluções aquosas, sendo que o estudo da capacidade de remoção dos outros dois cátions Cd (II) e Pb (II) são perspectivas futuras para estudo. No trabalho, destaca-se, além da eficiência, a praticidade do uso do método desenvolvido. / The water pollution by heavy metals is a worldwide problem, but particularly important in countries with intensive mining activities, such as Brazil. Contaminants, especially those known as heavy metals, such as cadmium, lead and others, may have very high toxicity. For this reason, industrial effluents, when not properly treated, are still a big source of contamination of the ecosystem we live in. In order to deal with this current situation, it is necessary to improve metallic cation removal techniques from water what may have a positive impact on Public Health and other areas. Therefore, as a feasible and alternative solution to current metal removal techniques, the present project proposes the production and study of polymeric materials based on partially hidrolised polymethacrylamide with different characteristic for the capture of heavy metals in aqueous solutions. Free radical polymerization techniques were used to synthesize the polymers followed by hydrolysis for the copolymers generation, in order to improve the removal capacity. The amide functional group and, after hydrolysis, the carboxylic group when combined have a high cation adsorption capacity. At the same time, a cation removal system that uses polymers entrapped in a dialysis membrane was improved. The influence of the average molar mass, degree of hydrolysis and the presence of the carboxylic acid functional group was studied. Finally, a study of the maximum Cu (II) removal capacity was carried out, in which the parameters of temperature, solution pH, speed and agitation time were fixed. The maximum removal capacity of Cu (II) ions ranged from 1.55-1.71 mmol/g for the copolymers synthesized and hydrolyzed in the laboratory, the commercial copolymer yielded a value of 2.17 mmol/g, and for the copolymer directly synthesized by PRL from the methacrylamide and methacrylic acid monomers the maximum capacity was 3.87 mmol/g. From the results it was possible to observe a positive relation between the average molar mass of the chains and the ability to connect to the metal cations. It has also been proven that the presence of methacrylic acid in the polymer chain is fundamental for increasing the copper bonding capacity. From these studies it was possible to conclude that both polymers synthesized and immobilized in dialysis bags are efficient in the removal of Cu (II), Cd (II) and Pb (II) ions from aqueous solutions, and the study of the ability to remove the other two cations Cd (II) and Pb (II) are perspectives to future studies. In the work, it is highlighted, besides the efficiency, the convenience of the developed method.

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:36:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_ Marla_Farias.pdf: 256980 bytes, checksum: 6e2beba1f0290a61687c9e4ec64963b6 (MD5) Previous issue date: 2007-07-29 / The iron toxicity may cause considerable reduction in rice productivity, depending on the intensity of symptoms and on the affected farming area. It is necessary to identify the factors that determine the occurrence of this nutritional disorder, as well as, the possible involvement of other nutrients, such as phosphorus and potassium, in its intensity. The objectives of this work were: (1) to determine the effect of phosphorus and potassium adubation on the iron toxicity; (2) to evaluate the development of the symptoms in the aerial part of the plants (BR-IRGA 409 cultivar) and (3) to test whether the symptoms occur when the relative concentration of Fe2+, in relation to the sum of the concentrations of divalent cations (Fe2+, Mn2+, Ca2+, and Mg2+) in the solution is very high. Hence, in green house, a factorial experiment 5x2 (five soils and two adubation levels with phosphorus and potassium), completely randomized design, with two repetitions, was conducted. The adubation levels were zero and 100 mg dm-3 of P and K. The evaluated indicators were visual symptoms of the aerial part of the plants, production of dry matter, content of macro and micronutrients in the tissue of Ca2+, Mg2+, Fe2+ and Mn2+ in the soil solution. The statistical analysis were carried using Analysis of Variance (Duncan test) at 5% probability. The phosphorus and potassium adubation promoted accented increase in the production of dry matter of the plants in all soils, however there was no effect of this adubation neither in the contents of the divalent cations in the tissue, nor in the concentrations of those in the solution. The model of the relation between the molar fraction in the tissue and the molar fraction in the soil solution depended on the cation: Ca, Mg and Mn which showed tendency for saturation. The absorption of Fe remained constant up to a molar fraction of 0,4 (above that it increased exponentially). In molar fraction of Fe up to 0,6 (maximum value obtained in the experiment) the plants did not show symptoms of iron toxicity. / A toxidez de ferro pode causar reduções consideráveis na produtividade do arroz, dependendo da intensidade dos sintomas e da área afetada na lavoura. É necessário identificar os fatores que determinam a ocorrência desta desordem nutricional, bem como, o possível envolvimento de outros nutrientes, como o fósforo e o potássio, na sua intensidade. Os objetivos deste trabalho foram: (1) determinar o efeito da adubação com fósforo e potássio na toxidez de ferro, (2) avaliar o desenvolvimento dos sintomas na parte aérea das plantas (cultivar BR-IRGA 409) e (3) testar a hipótese de que os sintomas ocorrem quando a concentração relativa do Fe2+, em relação à soma das concentrações dos cátions divalentes (Fe2+, Mn2+, Ca2+ e Mg2+) na solução for muito alta. Para tal, foi conduzido, em casa de vegetação, um experimento fatorial 5 x 2 (cinco solos e dois níveis de adubação com fósforo e potássio), em delineamento completamente casualizado, com duas repetições. Os níveis da adubação foram zero e 100 mg dm-3 de P e K. Os indicadores avaliados foram sintomas visuais na parte aérea das plantas, produção de matéria seca da parte aérea, teores de macro e micronutrientes no tecido e concentrações de Ca2+, Mg2+, Fe2+ e Mn2+ na solução do solo. Os dados obtidos foram submetidos à Análise de Variância (teste de Duncan) a 5% de probabilidade. A adubação com fósforo e potássio promoveu acentuado aumento na produção de matéria seca das plantas em todos os solos, porém não houve efeito desta adubação nos teores dos cátions divalentes no tecido, nem nas concentrações dos mesmos na solução do solo. O modelo da relação entre a fração molar no tecido e a fração molar na solução do solo depende do cátion: o Ca, o Mg e o Mn mostraram tendência à saturação. A absorção do Fe ficou constante até uma fração molar de 0,4 (acima desta aumentou exponencialmente); em fração molar de Fe de até 0,6 (máxima obtida no experimento) as plantas não apresentaram sintomas de toxidez de ferro.