FREIRE, Rafael Melo. Magnetic nanoparticles and carbon quantum dots: interdisciplinary nanoparticles for sensing and/or education. 182 f. 2016. Tese (Doutorado em Química)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-04-04T18:36:04Z No. of bitstreams: 1 2016_tese_rmfreire.pdf: 11804231 bytes, checksum: 1a676a521f06fad619e4adfb61cc2a45 (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-04-04T18:36:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_tese_rmfreire.pdf: 11804231 bytes, checksum: 1a676a521f06fad619e4adfb61cc2a45 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-04T18:36:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_tese_rmfreire.pdf: 11804231 bytes, checksum: 1a676a521f06fad619e4adfb61cc2a45 (MD5) Previous issue date: 2016 / In this work, a sensing strategy for detection and identification of proteins with magnetic nanoparticles (MNPs) and carbon quantum dots (CQDs) was developed. In this sense, mixed ferrites of general formula M0.5Zn0.5Fe2O4 (M=Mn or Ni) were first investigated. Therefore, the hydro/solvothermal synthesis of these magnetic nanoparticles was performed under different conditions (solvent, reaction time and base concentration). Based on the magnetic properties of the two MNPs investigated, the mixed ferrite of formula Mn0.5Zn0.5Fe2O4 (MnZn) synthesized using water showed the greatest potential for sensing. Since among all synthesized MNPs, this sample displayed the highest saturation magnetization value ( M S  50 emu/g), lower crystallite size around 12 nm and superparamagnetic behavior. Once the first part of the doctoral thesis was concluded, the next step was to find a fluorescence probe. In this regard, it was performed the synthesis, as well as the application of branched poliethylenimine-functionalized carbon quantum dots (CQDs.BPEI). These new carbon-based nanoparticles were found to be protein-responsive. Since CQDs.BPEI were able to detect eight different proteins (four metallic and four non-metallic) even using concentrations in the range of 5 – 40 nM. Fluorescence titrations performed at 298 and 310 K displayed the fluorescence quenching through collisional mechanism. Therefore, it was also possible to conclude that the fluorescence quench comes from the amino acid residues on the surface of the proteins. To further check the potential of the CQDs.BPEI, it was developed a “nose” based methodology to identify proteins. Using materials as cheap as Cu2+ and ethylenediaminetetraacetic acid, the chemical “nose” approach was able to discriminate six different proteins at 40 nM concentration in phosphate buffered saline (PBS, pH 7.4). The identification accuracy of the random unknown set was 90% with all misclassification occurring for albumin proteins (e.g., Bovine Serum Albumin and Human Serum Albumin). The displayed results evidence the great potential of CQDs.BPEI as a protein-responsive probe to detect and identify proteins. Taken together, MnZn and CQDs.BPEI were capable to build up a powerful protein sensing approach. In addition, realizing the great potential of CQDs in the educational field, it was also developed and successfully applied (for more than 70 students from biotechnology, pharmacy, engineers and geology courses) a lab experiment to demonstrate lightrelated quantum phenomena. / Neste trabalho, uma estratégia para detecção e identificação de proteínas incluindo nanopartículas magnéticas (MNPs) e pontos quânticos de carbono (CQDs) foi desenvolvida. Assim, ferritas mistas de fórmula M0.5Zn0.5Fe2O4 (M=Mn or Ni) foram inicialmente investigadas. Neste sentido, suas sínteses foram feitas utilizando diferentes condições (solvente, tempo reacional e concentração de base). Logo, baseado nas propriedades magnéticas das MNPs sintetizadas, escolheu-se a Mn0.5Zn0.5Fe2O4 (MnZn) sintetizada em água por mostrar grande potencial, uma vez que essa amostra apresentou alto valor de magnetização de saturação ( M S  50 emu/g) em comparação com outras ferritas de composição semelhante, baixo tamanho de cristalito por volta de 12 nm e comportamento superparamagnético. Com a primeira parte do trabalho concluída, a próxima etapa foi encontrar uma sonda fluorescente. Assim, realizou-se a síntese dos CQDs funcionalizados com grupamentos amina (CQDs.BPEI). Quando testada contra 8 diferentes proteínas (4 metálicas e 4 não-metálicas), apresentou variação da emissão para concentrações na faixa de 5 – 40 nM. Titulações fluorescentes também foram realizadas e observou-se que a supressão da fluorescência ocorre via mecanismo colisional a partir de resíduos aminoácidos na superfície da proteína. Para adicionalmente checar o potencial dos CQDs.BPEI, foi desenvolvida abordagem para identificar proteínas utilizando materiais Cu2+ e o ácido etilenodiamino tetraacético. No total, a estratégia desenvolvida foi capaz de identificar corretamente 6 diferentes proteínas a 40 nM. A precisão da identificação encontrada foi 90% para as amostras desconhecidas. Contudo, vale ressaltar que os 10% de engano foram apenas entre BSA e HSA, duas proteínas albumínicas muito similares. Os resultados obtidos nessa parte do trabalho evidenciam o alto potencial de CQDs.BPEI para detecção e identificação de proteínas. Observando os resultados do trabalho como um todo, pode-se afirmar que MnZn e CQDs.BPEI são capazes de compor excelente abordagem para detecção e identificação de proteínas. Adicionalmente, foi explorada a utilidade dos CQDs para o campo educacional. Dessa forma, foi também desenvolvido e aplicado (mais de 70 estudantes de graduação oriundos dos cursos de biotecnologia, farmácia, engenharias e geologia) um experimento de laboratório para demonstrar fenômenos quânticos relacionados com a luz.

MELO, F. L. G. Diffusion of n-paraffins in carbonaceous materials. 2015. 76 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-12-11T13:56:47Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_flgmelo.pdf: 1518230 bytes, checksum: 2abb7c83d82327231fc7edd9add1cde2 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-12-18T13:50:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_flgmelo.pdf: 1518230 bytes, checksum: 2abb7c83d82327231fc7edd9add1cde2 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-18T13:50:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_flgmelo.pdf: 1518230 bytes, checksum: 2abb7c83d82327231fc7edd9add1cde2 (MD5) Previous issue date: 2015-11-26 / A deep understanding of the diffusion mechanisms in porous solids is essential to the development of many processes involving heterogeneous catalysis. The impregnation of metals on porous supports is generally an effective way of increasing the catalyst efficiency, but the effects of such procedure on the transport properties are poorly known. Zeolite, silica and alumina are most frequently used as supports for heterogeneous catalysts. Despite the several potential advantages of using activated carbon (AC) as supports (e.g. high specific surface areas), little has been studied regarding diffusion behavior in these materials. The Fischer-Tropsch Synthesis (FTS) is a process which could benefit from the use of carbon-based impregnated materials. The Zero Length Column (ZLC) method was applied in this study to evaluate the diffusion of n-heptane and n-octane, relevant products of the FTS, in carbon-based materials before and after impregnation with Fe. The aim was to investigate the kinetics under the usual temperature conditions of the FTS and determine if the products diffusion poses a significant resistance for the process. / A profunda compreensão dos mecanismos difusivos em sólidos porosos é essencial para o desenvolvimento de vários processos envolvendo catálise heterogênea. A impregnação de metais em suporte poroso é, geralmente, uma forma eficaz de aumentar a eficiência do catalisador. No entanto, os efeitos de tal procedimento sobre as propriedades de transporte ainda são pouco conhecidos. Zeólitas, sílicas e aluminas são os suportes mais frequentemente utilizados para catalisadores heterogêneos. Atualmente, utilizam-se também carbonos ativados (AC) como suportes, porém, apesar das várias vantagens potenciais (por exemplo, áreas de superfície bastante específicas), pouco tem sido estudado em relação ao comportamento difusivo nestes materiais. A Síntese de Fischer-Tropsch (FTS) é um processo que pode ser beneficiado com a utilização de materiais à base de carbono impregnados. Dessa forma, o método Zero Length Column (ZLC) foi aplicado neste estudo para avaliar a difusão de n-heptano e n-octano, produtos relevantes do FTS, em materiais à base de carbono antes e após a impregnação com Fe com o objetivo de investigar a cinética sob as condições normais de temperatura de FTS e determinar se os produtos do processo apresentam uma resistência significativa para o processo.

Submitted by José Gonçalves (jjvsgoncalves@gmail.com) on 2017-03-14T22:15:52Z No. of bitstreams: 1 1-2016-17_S1-26282-16-José_Gonçalves.pdf: 1687210 bytes, checksum: b98c061a1cb9f1c2ebfb3d59184c3cd3 (MD5) / Approved for entry into archive by Josineide da Silva Santos Locatelli (josineide.locatelli@fgv.br) on 2017-03-15T12:39:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 1-2016-17_S1-26282-16-José_Gonçalves.pdf: 1687210 bytes, checksum: b98c061a1cb9f1c2ebfb3d59184c3cd3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-15T16:41:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1-2016-17_S1-26282-16-José_Gonçalves.pdf: 1687210 bytes, checksum: b98c061a1cb9f1c2ebfb3d59184c3cd3 (MD5) Previous issue date: 2017-01-24 / This work project is an empirical study on the key price driven factors of the European Union Emissions Trading Scheme. The research examines the prices on the secondary market, from 2009 until 2016, comprehending the second and third phases of the program, performed with an Ordinary Least Squares regression. The independent variables under the scope of this project are not only energy based, but also structured spreads, economic growth proxies and a temperature dispersion indices.First, the results are due to respect of the whole period to present a global picture of the main determinants on the carbon price changes then, the sample is divided according with institutional measures to avoid over allocation and price instability. Evidence suggests the impact of energy-related variables such as Brent, Coal and the Power Price in Germany and in the U.K. on the price of European Union Allowances, especially during the 3rd phase of the scheme. Moreover, fluctuations in the coefficients and in the explanatory variables are highly related with institutional changes on the European program. / Este projeto é um estudo empírico sobre os principais fatores que afetam o preço do Sistema de Comércio de Emissões da União Europeia. A pesquisa examina os preços no mercado secundário, de 2009 até 2016, compreendendo a segunda e terceira fases do programa, através do método dos mínimos quadrados ordinários. As variáveis ​​independentes no âmbito deste projeto não são apenas baseadas na energia, mas também spreads estruturados, aproximações do crescimento económico e índices de dispersão de temperatura. Inicialmente, é analisado todo o período de forma a apresentar uma imagem global dos principais determinantes sobre as mudanças de preços de carbono e, em seguida, a amostra é dividida de acordo com medidas institucionais para evitar a alocação e instabilidade de preços. Os resultados sugerem o impacto das variáveis ​​energéticas, como o preço indicativo dos contractos futuros de Brent, carvão e de energia na Alemanha e no Reino Unido, sobre o preço dos subsídios da União Europeia, especialmente durante a 3ª fase do regime. Posteriormente, as flutuações nos coeficientes e nas variáveis ​​explicativas aparentam estar altamente relacionadas com as mudanças institucionais no programa europeu.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-05-03T11:53:36Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3539099 bytes, checksum: 0fcf9ff02df3259fa39dc00224b3382a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-03T11:53:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3539099 bytes, checksum: 0fcf9ff02df3259fa39dc00224b3382a (MD5) Previous issue date: 2017-02-22 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / As pastagens naturais são importantes para os ciclos de água e carbono no planeta, contribuindo para o armazenamento de matéria orgânica no solo, alimentação animal e para a diversificação da fauna e flora. Dessa forma, o objetivo do trabalho foi particionar o fluxo de carbono e quantificar a eficiência do uso de água em pastagem natural por meio da técnica de covariância de vórtices turbulentos. O sítio experimental está localizado em uma área de pastagem natural com aproximadamente 3.487 hectares, na Universidade do Estado do Kansas, em Manhattan, Kansas, Estados Unidos. Foram analisados dados de fluxos obtidos durante o período de maio a outubro de 2016. As medições dos fluxos de CO 2 e fluxo de calor latente foram realizadas por meio da técnica da covariância de vórtices turbulentos. As medidas de velocidade do vento, concentração de CO 2 , calor sensível e vapor d’água ocorreram a uma frequência de 20 Hz utilizando-se um sistema de aquisição de dados. Os dados brutos foram processados pelo software EddyPro 6.0. Foi realizada a estimativa da respiração durante o dia, a partir da relação não linear entre a troca líquida do ecossistema durante a noite e a temperatura e umidade do solo noturna, a cada dois meses (maio-junho, julho- agosto, setembro-outubro), em que foi obtida melhor relação apenas com a temperatura do solo. Em seguida, foi feita a separação do fluxo de CO 2 em fotossíntese (GPP) e respiração do ecossistema (Reco) e análise da eficiência do uso de água durante a estação de crescimento. Observou-se variação de NEE na pastagem entre -30 μmol CO 2 m -2 s -1 e 15 μmol CO 2 m -2 s -1 . Ao realizar a partição do fluxo de CO 2 do ecossistema, verificou-se maior intervalo de incerteza nos meses de julho e agosto, em decorrência do baixo R 2 encontrado, porém foram obtidas maiores taxas de fotossíntese em relação à respiração do ecossistema em todos os meses analisados. O valor médio de eficiência do uso de água do ano de 2016 foi de 3,1 gC/kg H 2 O. Durante o experimento, o ecossistema atuou como sumidouro de carbono, o que refletiu em aumento de biomassa. Além disso, as atividades metabólicas e balanço de água são afetados diretamente pela temperatura do ar. / Grasslands play an important role for water and carbon global cycles. Grasslands contribute to the storage of organic matter in the soil, animal feed and for biodiversity. The objective this study was to partition of the CO 2 net ecossystem exchange (NEE) and to quantify the use water use efficiency in grassland using the eddy covariance technique. The experimental site is located in a grassland ecossystem with and area of approximately 3,487 hectares at the Kansas State University in Manhattan, Kansas, United States. The flux data obtained were analyzed during the period from May to October 2016. The measurements of CO 2 and latent heat fluxes were measured using the eddy covariance technique. Measurements of wind velocity orthogonal components, CO 2 and water vapor concentration were taken at a frequency of 20 Hz using a datalogger. The raw files were processed using the EddyPro 6.0 software. Estimates of daytime respiration were performed using the nonlinear relationship between nighttime net ecosystem exchange and soil temperature for bi-monthly periods (May-June, July-August, September-October). Then, the net ecosystem exchange was separate in gross primary productivity (GPP) and ecosystem respiration (Reco). The water use efficiency was calculated for the growing season. The values of NEE in the grassland varied from -30 μmol CO 2 m -2 s - to 15 μmol CO 2 m -2 s -1 . The flux partitioning uncertainties were larger for the months of July and August, due to the low R 2 found. The average value of water use efficiency was 3,1 gC/kg H 2 O. Thus, that ecosystem acted as a carbon sink, which reflected an increase in biomass. In addition, metabolic activities and water balance are directly affected by air temperature.

Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-06-23T19:17:42Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 311735 bytes, checksum: cd20513b54f54094b49d82610166d412 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-23T19:17:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 311735 bytes, checksum: cd20513b54f54094b49d82610166d412 (MD5) Previous issue date: 2004-02-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Este estudo teve por objetivo avaliar as mudanças nas formas de carbono e nitrogênio em agregados e compartimentos orgânicos de um Latossolo Vermelho de textura média, submetido a diferentes usos e manejos em Capinópolis - MG. Amostras de solo foram coletadas em diferentes camadas (0-5, 5-10 e 10-20 cm). Os tratamentos avaliados foram os seguintes: PDs - plantio direto (PD) por 4 anos com sucessão milho (silagem)/soja; PDg - PD por 4 anos com a sucessão milho/milho/milho/soja; PDtf - PD com 3 anos seguidos com tifton (feno) e soja no último ano; SC - cerca de 30 anos com sistema de cultivo convencional (milho/soja), sendo apenas soja nos últimos 4 anos; e MN - mata nativa. Foram selecionadas três classes de agregados por via úmida (4,00-2,00; 2,00-0,25 e 0,25-0,105 mm de diâmetro ø ) nas quais foram extraídas frações húmicas (ácidos fúlvicos; ácidos húmicos e huminas), com posterior determinação dos teores de carbono (C) e nitrogênio (N). Nas amostras de solo seco ao ar (< 2,00 mm de ø ) realizou-se fracionamento físico da matéria orgânica do solo (MOS) em fração leve livre (FL-livre), fração leve oclusa (FL-oclusa) e fração pesada (areia, silte e argila) (FP). A identificação dos grupos funcionais das FL-livre e FL-olcusa foi realizada por meio da técnica de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (IV-TF). Os resultados indicaram tendência de os maiores teores de substâncias húmicas (ácidos fúlvicos, ácidos húmicos e huminas) estarem associados aos agregados maiores (4,00-2,00 mm de Ø ). O cultivo do solo reduziu os teores de C e N para todas frações húmicas. O teores de C e N da fração leve (FL) nas áreas sob sistema plantio direto (PD) não superaram aqueles da área com revolvimento do solo. A gramínea tifton foi eficiente em aumentar os teores de C da fração leve em profundidade. A FP contribui com 75-98% do C total (FP + FL) e 94-99% do N total (FP + FL), sinalizando que a maior parte do C e N do solo está associada à fração mineral, sendo essa fundamental para a manutenção dos estoques dos mesmos. A FL mostrou-se sensível ao cultivo do solo, podendo ser considerada indicadora da degradação do mesmo. Não foram observadas alterações na estrutura química da fração leve livre sob os diferentes usos e manejos do solo. A fração leve oclusa apresentou-se mais recalcitrante e condensada que a fração leve livre. / This study aimed to evaluate the changes in the forms of carbon and nitrogen in aggregates and organic compartments of an Oxisol with loam texture, submitted to different uses and managements in Capinópolis - MG. Soil samples were collected from different layers (0-5, 5-10 e 10-20 cm). The evaluated treatments were the following: PDs - no tillage by four years with the succession corn(ensilage)/soybean; PDg - no tillage by four years under the succession corn/corn/corn/soybean; PDtf - no tillage with three years followed by tifton (hay) and soybean in the last year; SC - about of 30 years with convectional crop system (corn/soybean), being soybean in the last four years; and MN - native forest. Three aggregate classes were selected through wet way (4,00-2,00; 2,00-0,25 e 0,25-0,105 mm of diameter) in which humic fractions were extracted (fulvic acids, humic acids and humins). The component of levels carbon and nitrogen (N) were measured. In air-dried soils samples (< 2,00 mm) it was made physical fractionation of the soil organic matter (MOS) in light free fraction (FL-free), light closed fraction (FL-ocluse) and heavy fraction (sand, silt and clay)(FP). Infra xred spectroscopy was used to measure the functional group of FL-free and FL-ocluse. The results indicated that highest levels of humic substances (fulvic acids, humic acids and huminas) were associated to the largest aggregates (4,00-2,00 mm). The soil cultivation reduced the C and N content of the all humic fractions. The C and N content of the light fraction in areas under no till (PD) didn-t overcome those from the area under conventional soil management. The grass tifton was effective in increasing the C content of the light fraction with the depht. The FP contributed to 75-98% of the total C (FP+FL) and 94-99% of the total N (FP+FL), showing that the soil largest part of the C and N is associated to the mineral fraction, which is important to maintenance of stocks. The FL was shown to be sensitive to the soil cultivation changes, and it can be considered indicatory of the soil degradation. Change in the chemical structure of the light free fraction under different uses and management weren't observed. The light ocluse fraction was shown to be more recalcitrant and more condensed than the light free fraction

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-01-11T15:30:48Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1084786 bytes, checksum: 2c4714d016e08d5611a939484edc3ab3 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-11T15:30:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1084786 bytes, checksum: 2c4714d016e08d5611a939484edc3ab3 (MD5) Previous issue date: 2017-07-27 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A agricultura possui um grande potencial de mitigação das mudanças climáticas por meio da adoção de práticas de manejo capazes de estocar carbono no solo. Para compreender melhor a influência das práticas de uso do solo na dinâmica de carbono no solo, este trabalho teve como objetivo analisar a influência dos sistemas de manejo agrícolas nos estoques de carbono do solo no Brasil utilizando uma meta-análise. De 92 artigos considerados, 26 foram selecionados para análise estatística do estoque de carbono na profundidade de 0-20 cm, sob quatro sistemas de manejo: adubação química (ADU), adubação verde (ADUV), integração lavoura-pastagem (ILP1) e sistema de plantio direto (SPD). A análise estatística foi separada em duas, conforme as especificações do grupo controle nos artigos analisados: a área em que foi utilizada o sistema/prática agrícola vs. área não manejada (NM) e área em que foi utilizada o sistema/prática agrícola vs. vegetação nativa (VN). Os resultados estatísticos mostraram que solos sob as práticas de ADU possuem taxa de mudança de C no solo positiva, de 0,32 MgC/ha/ano, porém sob o efeito priming, esta taxa pode se apresentar negativa, enquanto o SPD apresentou 0,45 MgC/ha/ano. Ambos os tratamentos foram estatisticamente significativos (α = 10%). ADUV apresentou estoque de C no solo negativo, comparada a pastagens e ILP1 mostrou ser definida pelo tempo de implantação, textura do solo e grupo controle comparativo, obtendo, também, taxa de C negativa. Entretanto, nenhum dos dois foram estatisticamente significativos. Em relação à VN, apenas a combinação de pastagem com sistema de plantio direto possui potencial da taxa de acúmulo de C no solo ser positiva. / Agriculture has a great potential for mitigation of climate change through the adoption of management practices capable of storing carbon in the soil. To better understand the influence of soil management practices on soil carbon dynamics, this study aimed to analyze the influence of agricultural management systems on soil carbon stocks in Brazil using a meta-analysis. From 92 articles considered, 26 were selected for statistical analysis of the carbon stock in the depth of 0-20 cm, containing 4 management systems: chemical fertilization (ADU), green manuring (ADUV), crop-pasture integration (ILP1) and no-tillage system (SPD). Two statistical tests were carried out, according to the control group specifications in the analyzed articles: managed vs. unmanaged area (NM) and managed vs. native vegetation (VN). The statistical results showed that soils under ADU practices have a positive soil C accumulation rate, 0.32 MgC/ha/year, but under the priming effect, this rate may be negative, while SPD presented 0.45 MgC/ha/year in the soil. Both treatments were statistically significant. ADUV showed negative soil C stock, compared to pastures, and ILP1 showed to be defined by the implantation time, soil texture and comparative control group, also obtaining a negative C rate. However, neither were statistically significant. When comparing the management systems with Natural Vegetation as Control (VN), only the combination of pasture with no-tillage system, showed in ILP1, has the potential to accumulate soil C.

VIEIRA, B. G. de M. Deformações estruturais dependentes da energia de Fermi em nanotubos de paredes simples. 2014. 93 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências, Fortaleza, 2014. / Submitted by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2016-10-04T19:48:17Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_bgdmvieira.pdf: 7572335 bytes, checksum: 18c1bd7f63fe3ae01898487b25a33d5f (MD5) / Approved for entry into archive by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2016-10-04T19:48:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_bgdmvieira.pdf: 7572335 bytes, checksum: 18c1bd7f63fe3ae01898487b25a33d5f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-04T19:48:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_bgdmvieira.pdf: 7572335 bytes, checksum: 18c1bd7f63fe3ae01898487b25a33d5f (MD5) Previous issue date: 2014 / The carbon nanotubes belong to a group of nanometric materials that are of great interest both for the academic community and for the companies in the technology sector. Due to its unique structure, the carbon nanotubes are among the strongest and hardest materials ever discovered. Furthermore, one of its most interesting features is that many of their mechanical properties are related to their electronic properties, which, in turn, are closely linked to the structural characteristics of the material. For these reasons, these materials have been considered promising for applications as nanoactuators. Therefore, in this work, we investigate the electromechanical actuation of the single-wall carbon nanotubes (SWNTs) through the extended Tight-Binding method (ETB), following the procedure of Verçosa et al. [1]. The energy of the nanotubes is calculated assuming the electron population to follow the Fermi-Dirac distribution for a given Fermi-Energy, which is the parameter we used to simulate this electromechanical actuation. It was verified that the relaxation of the electronic stress generated by the nanotubes Fermi-Energy variation causes high alterations for both the torsional strain and the axial and radial strains for all types of chiral SWNTs, specially for the semiconduting ones. These induced strains directly affects the electronic band structure of the nanotubes, in such a way that great variations in the optical transition energies were observed. Furthermore, it was shown that all these three kinds of strain are of equal importance to the relaxation process, so that all of them are equally responsible for the changes in the optical transition energies. As a result, torsional strains of up to 1% were obtained for the (8,7) nanotube when its Fermi energy is about 1 eV, causing changes of 0,4 eV, approximately, to its optical transition energies. / Os nanotubos de carbono fazem parte de um conjunto de materiais nanométricos que geram grande interesse tanto na comunidade acadêmica quanto nas empresas do setor de tecnologia. Devido a sua estrutura única, os nanotubos de carbono estão entre os materiais mais duros e fortes já descobertos. Além disso, uma de suas características mais interessantes é o fato de muitas das suas propriedades mecânicas estarem relacionadas com suas propriedades eletrônicas, que, por sua vez, estão intimamente atreladas às características estruturais do material. Por esses motivos, tais materiais têm sido considerados promissores em aplicações como nanoatuadores. Neste trabalho, então, investigamos a atuação eletromecânica dos nanotubos de carbono de parede simples (SWNTs) por meio do método Tight-Binding estendido (ETB), seguindo o procedimento utilizado por Verçosa et al. [1]. A energia dos nanotubos é calculada assumindo que os elétrons populam as bandas de energia de acordo com a distribuição de Fermi-Dirac para uma dada energia de Fermi, que é o parâmetro que utilizamos para simular essa atuação eletromecânica. Foi verificado que a relaxação do estresse eletrônico gerado pela variação da energia de Fermi do nanotubo causa grandes alterações tanto na deformação torcional quanto nas deformações axial e radial para todos os tipos de SWNTs quirais, especialmente para os semicondutores. Essas deformações induzidas afetam diretamente a estrutura de bandas dos nanotubos, de modo que grandes variações nas energias de transição ótica foram observadas. Além disso, foi mostrado que todas as três deformações são de igual importância no processo de relaxação, tal que todas são igualmente responsáveis pelas mudanças nas energias de transição ótica. Assim, obteve-se deformações torcionais de até 1% para o nanotubo (8, 7), quando sua energia de Fermi é de aproximadamente 1eV, causando mudanças de aproximadamente 0, 4eV em suas energias de transição ótica.

COELHO, Juliana Amorim. Avaliação da estabilidade e adsorção de CO2 em estruturas metalorgânicas. 2016. 166 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-01-17T11:39:52Z No. of bitstreams: 1 2016_tese_jacoelho.pdf: 10002768 bytes, checksum: a6e4a342df3d41c0ddc3baf3a5e9a00f (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-05-04T14:25:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_tese_jacoelho.pdf: 10002768 bytes, checksum: a6e4a342df3d41c0ddc3baf3a5e9a00f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-04T14:25:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_tese_jacoelho.pdf: 10002768 bytes, checksum: a6e4a342df3d41c0ddc3baf3a5e9a00f (MD5) Previous issue date: 2016-03-31 / For the development of any adsorption process, it is important that the adsorbent presents a good adsorption capacity and high selectivity for the target adsorbate. Metal-organic frameworks (MOFs) are formed by metals or metal oxides and organic linkers that bond together to generate crystalline networks. The wide variety of metals, organic linkers and synthesis methodologies allows for the design of materials with different structures and properties. For CO2 separation processes, thermal stability and moisture stability are critical properties that must be taken into account. MOFs CuBTC and MOF-74(Mg), for example, have the highest reported CO2 uptakes, but both suffer from surface area reduction and/or loss of crystallinity when exposed to water. In this work, a study of the stability on three commercial MOFs (Basolite® F300, C300 and A520) was performed. The thermal stability of the materials was assessed by thermogravimetric analysis (TGA), temperature programmed X-ray diffraction (TXRD) and adsorption equilibrium isotherms of CO2 and CH4 after degassing at different temperatures. The water stability was evaluated by adsorption equilibrium isotherms of water measured in this work and from literature. Basolite® A520, a recently synthetized aluminium fumarate MOF, showed a high stability to water and it was the adsorbent chosen for further experimental and theoretical study in processes involving CO2 adsorption, purification of natural gas and biogas (separation CO2/CH4) and flue gas (separation CO2/N2), on presence and absence of water. The experimental studies were developed using gravimetric and dynamic methods. The adsorption capacity of CO2, CH4 and N2 at 303 K and 1.0 bar was 2.1, 0.77 and 0.21 mmol/g, respectively, and the CO2 adsorption capacity remained constant after exposure to humidity and regeneration. The isosteric heats of adsorption were 21, 15, 14 and 44 kJ/mol for CO2, CH4, N2 and H2O, respectively. Fixed bed experiments were performed at 303 K to determine breakthrough curves of CO2, water vapor and CO2/water vapor mixture. Binary breakthrough (CO2/H2O) indicated a reduction of only 17% in CO2 adsorption capacity for a stream with 14% RH. Binary experiments with mixtures CO2/CH4 and CO2/N2 indicated CO2 selectivity for both separation processes. Molecular simulation studies were performed in this MOF to evaluate CO2 and N2 adsorption capacity individually and in the presence of water. A molecular model was developed to obtain fundamental adsorption data. The model was validated by experimental data reproducing previous breakthrough experiments of CO2/H2O adsorption mixture. We found that H2O has fixed adsorption sites whereas CO2 and N2 are distributed more evenly through the pores of the MOF. As the amount of water increases, clustering occurs next to the Al-O-Al-O centers of the MOF framework. Consideration of sitting and segregation of the molecules inside the pores helps explain changes in CO2 selectivity in the presence of water. The results indicate that the presence of water increases the selectivity of CO2 over N2, however, does not interfere in selectivity of CO2 over methane. / Para o desenvolvimento de qualquer processo de adsorção, é de fundamental importância que o adsorvente apresente alta capacidade de adsorção e seletividade para o adsorbatos de interesse. Estruturas metalorgânicas (MOFs) são formadas por metais, ou óxidos metálicos, e ligantes orgânicos ligados para gerar estruturas cristalinas. A grande variedade de metais, ligantes orgânicos e metodologias de síntese permitem o desenvolvimento de materiais com diferentes estruturas e propriedades. Para processos de separação de CO2, estabilidade térmica e à umidade são propriedades que devem ser consideradas. MOF CuBTC e MOF-74(Mg), por exemplo, apresentam a maior capacidade de adsorção de CO2 até então reportada, entretanto, ambas sofrem redução na área superficial e/ou perda da cristalinidade quando expostas a água. Neste trabalho, foi realizado um estudo de estabilidade de três MOFs comerciais (Basolite® F300, C300 e A520). A estabilidade térmica destes materiais foi analisada através de análises termogravimétricas (TGA), difração de raios-X termoprogramada (TDRX) e isotermas de equilíbrio de adsorção de CO2 e CH4 após regeneração a diferentes temperaturas. A estabilidade à umidade foi avaliada através de isotermas de equilíbrio de adsorção de água medidas neste trabalho e reportadas na literatura. A Basolite® A520, uma MOF alumínio fumarato recentemente sintetizada, mostrou uma elevada estabilidade à água e foi o material escolhido para os demais estudos experimentais e teóricos deste trabalho. Foram avaliados processos de adsorção de CO2 pré e pós combustão, na ausência e presença de água, ou seja, remoção de CO2 de gases de queima (separação CO2/N2) e purificação de gás natural e biogás (separação CO2/CH4). Os estudos experimentais foram desenvolvidos através de métodos gravimétricos e dinâmicos. A capacidade de adsorção de CO2, CH4 e N2 a 303 K e 1,0 bar foi de 2,1, 0,77 e 0,21 mmol/g, respectivamente. Os calores de adsorção foram 21, 15, 14 and 44 kJ/mol for CO2, CH4, N2 e H2O, respectivamente. Experimentos em leito fixo foram realizados a 303 K para obter curvas de breakthrough de CO2, vapor de água e mistura CO2/vapor de água. A breakthrough binária (CO2/H2O) indicaram uma redução de apenas 17% na adsorção de CO2 para uma umidade de 14% HR. Experimentos com as misturas CO2/CH4 e CO2/N2 indicaram seletividade pelo CO2 em ambos os processos de separação. Estudos de simulação molecular foram realizados nesta MOF para avaliar o comportamento de adsorção destas misturas na presença de água. Para isso um campo de força baseado no TraPPE e modelos moleculares foram definidos para prever os resultados experimentais de adsorção monocomponente. Após os modelos serem validados, foi observado que a H2O é adsorvida em sítios específicos, indicando a presença de clusters de moléculas de água, enquanto os demais gases são preferencialmente adsorvidos na região central dos poros. Os resultados obtidos indicam que a presença de água aumenta a seletividade do CO2 sobre o N2, entretanto, praticamente não interfere na seletividade do CO2 pelo metano.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-01-08T07:47:44Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2210473 bytes, checksum: 3a5cc1e121e0944c6187d99e753d3863 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-08T07:47:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2210473 bytes, checksum: 3a5cc1e121e0944c6187d99e753d3863 (MD5) Previous issue date: 2015-06-09 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / O avanço das fronteiras agrícolas, caracterizado pela substituição de ecossistemas naturais por áreas cultivadas, vem tomando força nas últimas décadas, levando a alterações na qualidade do solo e na dinâmica da matéria orgânica do solo e dos ecossistemas aquáticos. Sabe-se que o solo é um importante reservatório de carbono (C) e nitrogênio (N) e, em função do manejo, parte desse reservatório pode ser liberado (perdido) para a atmosfera e/ou hidrosfera, contribuindo para o aumento das concentrações de gases do efeito estufa (GEE). Assim, o efeito de práticas de manejo de solo sobre esses componentes necessita de melhor entendimento, visando a identificação de um sistema com potencial de reter C atmosférico no solo e contribuir para a mitigação do aquecimento global. Dessa forma, a primeira etapa deste trabalho foi quantificar os estoques de carbono (EC), os estoques de nitrogênio (EN), bem como a relação carbono e nitrogênio (C/N) e correlaciona-las com fundamentais atributos físicos e químicos do solo. As amostras de solo foram coletadas em duas profundidades (0-20 cm e 20-40 cm), no período de agosto a novembro de 2013, em cinco municípios ao longo da bacia do Rio Paraopeba (MG): Jeceaba, Brumadinho, Fortuna de Minas, Florestal e Três Marias, os quais correspondem ao alto, médio e baixo Paraopeba. Os valores de EC, EN e a relação C/N tiveram seus maiores resultados nas camadas subsuperficiais. Dentre as regiões avaliadas a de Fortuna de Minas foi que concentrou os maiores EC (411,5 Mg ha-1), acumulando cerca de 27% mais C que as demais localidades em estudo. Para EN, a região de Florestal foi a que apresentou o maior valor (30,6 Mg ha-1), alocando cerca de 26% mais N em relação ás demais regiões. As razões C/N entre os teores e os estoques desses elementos (C/N e C/Ne) teveram seus maiores valores encontrados na região de Florestal e Fortuna de Minas, respectivamente. Os menores valores foram observados em Três Marias. Os EC e EN correlacionaram positivamente com a fertilidade do solo. Com relação ao uso (mata, pastagem e capoeira), o sistema mata foi o mais eficiente no acúmulo de C e N, e também o que obteve maior razão C/N, indicando ser o ecossistema de estoque de C mais estável. O sistema menos eficiente para estocar C foi à pastagem. A segunda etapa desse trabalho consistiu na avaliação dos teores de C e N incorporados aos sedimentos e a água no entorno da bacia do Rio Paraopeba, em cada região de amostragem, sob diferentes usos do solo. Também foi estimada a relação C/N nos sedimentos localizados nas margens do rio. A amostragem foi realizada nos cinco municípios supracitados; durante o mesmo período (agosto a novembro de 2013). Verificou-se que os teores de C variaram de 4,75 a 5,97 g kg-1 tendo a região de Fortuna de Minas apresentado o maior valor e a de Três Marias o menor. Os teores de N variaram de 0,73 a 1,08 g kg-1 tendo a região de Florestal apresentando o maior teor e a de Três Marias o menor. Já para a relação C/N os valores variaram de 5,15 a 21,25, com a região de Brumadinho apresentando o maior valor e a de Florestal o menor. As análises de correlação mostraram que os atributos químicos da água e dos sedimentos correlacionaram-se de forma significativa com atributos químicos e físicos do solo. Assim, os estoques e as estabilidades de carbono e nitrogênio em solos, sedimentos e água foram indicadores sensíveis para a avaliação de manejo e conservação de ecossistemas ao longo da Bacia do Rio Paraopeba. / The advance of the agricultural frontier, characterized by the replacement of natural ecosystems by cultivated areas, has gained strength in recent decades, leading to changes in soil quality and dynamics of soil organic matter and aquatic ecosystems. It is known that the soil is an important carbon sink (C) and nitrogen (N) and, depending on the management, part of this reservoir can be released (lost) into the atmosphere and / or hydrosphere, contributing to increased concentrations of greenhouse gases (GHG). Thus, the effect of soil management practices on these components requires better understanding, aimed at identifying a system with potential to sequester atmospheric C in the soil and contribute to the mitigation of global warming. Thus, the first stage of this study was to quantify carbon stocks (CE), nitrogen stocks (NE), as well as carbon and nitrogen ratio (C/N) and correlates them with fundamental physical and chemical soil properties. Soil samples were collected from two depths (0-20 cm and 20-40 cm) in the period from August to November 2013 in five counties along the basin of the river Paraopeba (MG): Jeceaba, Brumadinho, Fortuna de Minas, Florestal and Três Marias, which correspond to high, medium and low Paraopeba. The CE, NE and C/N ratio had their greatest results in subsurface layers. Among the areas evaluated: Fortuna de Minas was that concentrated the largest EC (411.5 Mg ha-1), totaling about 27% more C than other locations under study. For NE, the Florestal region was the one with the highest value (30.6 Mg ha-1), allocating about 26% more N than the other regions. The ratio C/N between levels and inventories of these elements (C/N and C/Ne) had its highest values found in the area of Florestal and Fortuna de Minas respectively. The lowest values were observed in Três Marias. The CE and NE positively correlated with soil fertility. Regarding the use, the system forest was the most efficient in the accumulation of C and N, and also got higher C/N ratio, indicating that the stock of ecosystem C more stable. The less efficient system to store C was to pasture. The second stage of this work was to evaluate the C and N contents incorporated into sediments and water in the vicinity of the Paraopeba basin river in each sampling area under different land uses. It was also estimated C/N ratio in sediments located on the river banks. Sampling was conducted in the five aforementioned municipalities; during the same period (August-November 2013). It was found that the C content ranged from 4.75 to 5.97 g kg-1. The N content varied from 0.73 to 1.08 g kg-1 with the Forest region having the highest content and the Três Marias the lower. The C/N values ranged from 5.15 to 21.25 with Brumadinho region having the largest value and Florestal the smallest. Correlation analysis showed that the chemical properties of water and sediments correlated significantly with chemical and physical soil properties. Thus, stocks and carbon and nitrogen stability in soils, sediments and water were sensitive indicators to evaluate management and conservation of ecosystems along the Paraopeba Basin river.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-02-17T15:27:35Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1190985 bytes, checksum: 33b3ec9621e048129058b435303c3f71 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-17T15:27:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1190985 bytes, checksum: 33b3ec9621e048129058b435303c3f71 (MD5) Previous issue date: 2015-07-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho teve como objetivo estudar a influência do CO 2 aplicado via água de irrigação na produtividade de minicepas, enraizamento de miniestacas, trocas gasosas e variáveis ecofisiológicas em minicepas de híbridos de Eucalyptus globulus e Eucalyptus grandis. Para tanto, experimentos foram conduzidos no Viveiro de Pesquisa do Departamento de Engenharia Florestal da Universidade Federal de Viçosa, Minas Gerais. O delineamento experimental utilizado foi em blocos ao acaso, com parcelas subdivididas, avaliando-se cinco clones, sendo: dois clones de Eucalyptus urophylla x E. globulus (C1 e C2); dois clones de Eucalyptus grandis x E. globulus (C3 e C4) e um clone de Eucalyptus urophylla x E. grandis (C5) e cinco doses de CO 2 aplicadas via água de irrigação (0, 3, 6, 12 e 18 L m -2 dia -1 ) com três repetições. No primeiro capítulo, foi avaliada a produtividade de minicepas e a biomassa de miniestacas dos clones C1, C2, C3, C4 e C5; porcentagem de sobrevivência e enraizamento das miniestacas e qualidade das mudas aos 30 dias de enraizamento provenientes de minicepas dos clones C1, C3 e C5, sob a aplicação do CO 2, via água de irrigação no período do verão-E1 e período do outono-E2. Os clones C1, C2, C3, C4 e C5 responderam de maneira semelhante ao tratamento com CO 2, aplicado via água de irrigação, quanto à produtividade de miniestacas/minicepa/semana e biomassa de miniestacas e os clones C1, C3 e C5 em relação à porcentagem de sobrevivência e enraizamento das miniestacas na saída da casa de vegetação nos dois períodos de avaliação do verão e outono. No período do outono, a aplicação do CO 2, via água de irrigação, influenciou positivamente na qualidade das mudas do clone C1 e nos clones C3 e C5 e houve redução da qualidade das mudas a partir da dose de 6 L m -2 dia -1. No segundo capítulo, foi estudada fotossíntese líquida (A), condutância estomática (gs), taxa de transpiração (E), razão entre concentração interna e externa de CO 2 (Ci/Ca) e eficiência do uso da água de minicepas de um clone de Eucalyptus urophylla x E. globulus (C1); um clone de Eucalyptus grandis x E. globulus (C3) e um clone de Eucalyptus urophylla x E. grandis (C5) e eficiência quântica (α) de um clone híbrido de Eucalyptus: Eucalyptus viiiurophylla x E. globulus (C1) em três experimentos, E1, E2 e E3, respectivamente, período do verão, outono e inverno de 2014. As trocas gasosas das minicepas foram mensuradas com o auxilio de um analisador de gás por infravermelho (IRGA). Os clones C1, C3 e C5 responderam de maneira semelhante ao tratamento com CO 2 aplicado via água de irrigação quanto à fotossíntese, condutância estomática, transpiração, razão entre concentração interna e externa de CO 2 (Ci/Ca) e eficiência do uso da água nos períodos do verão, outono e inverno. A maior dose de CO 2, aplicada via água de irrigação, proporcionou o melhor desempenho do C1 na eficiência quântica no E1, período com temperatura média diária de 18,6oC. No E2, período com temperatura média diária de 22,6oC, o C1 atingiu melhor desempenho na eficiência quântica com as doses de 3 L m -2 dia -1 e 12 L m -2 dia -1. / This work aimed to study the influence of CO 2 applied through irrigation water in mini-stumps productivity, rooting of mini-cuttings, gas exchange and ecophysiological variables in mini-stumps hybrid of Eucalyptus grandis and Eucalyptus globulus. For this, experiments were conducted at the Research Nursery of the Department of Forestry of the Federal University of Viçosa, Minas Gerais. The experimental design was a randomized blocks with split plots evaluating five clones, as follows: two clones of Eucalyptus urophylla x E. globulus (C1 and C2); Two clones of Eucalyptus grandis x E. globulus (C3 and C4) and a clone E. urophylla x E. grandis (C5) and five doses of CO 2 applied through irrigation water (0, 3, 6, 12 and 18 L m -2 day -1 ) with three replications. In the first chapter, mini-stumps productivity was evaluated and mini-cuttings biomass of clones C1, C2, C3, C4 and C5; percentage of survival and rooting of the mini-cuttings and quality of seedlings at 30 days of rooting from mini-stumps of clones clones C1, C3 and C5 in the application of CO 2 through irrigation water in E1-summer period and autumn-E2 period. The clones C1, C2, C3, C4 and C5 respond similarly to treatment with CO 2 applied through irrigation water for productivity mini-cuttings/mini-stump/week and biomass mini-cuttings and the clones C1, C3 and C5 in relation to the percentage of survival and rooting of mini-cuttings in the greenhouse output in both evaluation periods summer and autumn. In the autumn term application of CO 2 through irrigation water positively influence the quality seedlings of clone C1 and C3 and C5 clones there was reduction of quality seedlings starting dose of 6 L m -2 day -1 . In the second chapter, was studied net photosynthesis (A), stomatal conductance (gs), transpiration rate (E), the ratio between internal and external CO 2 concentration (Ci/Ca) and water use efficiency a clone of the mini-stumps Eucalyptus urophylla x E. globulus (C1); one clone of Eucalyptus grandis x E. globulus (C3) and a clone Eucalyptus urophylla x E. grandis (C5) and quantum efficiency (α), a hybrid clone Eucalyptus: Eucalyptus globulus x E. urophylla (C1) into three experiments, E1, E2 and E3, respectively, summer period, autumn and winter 2014. The gas exchange of xmini-stumps were measured with the aid of an infrared gas analyzer (IRGA). The clones C1, C3 and C5 responded similarly to treatment with CO 2 applied through irrigation water on the photosynthesis, stomatal conductance, transpiration, the ratio between internal and external CO 2 concentration (Ci/Ca) and water use efficiency in periods summer, autumn and winter. The highest dose of CO 2 applied through irrigation water provided the best performance of C1 in quantum efficiency in E1, period average daily temperature of 18,6oC. In E2, period average daily temperature of 22,6oC, the C1 reached the best performance in quantum efficiency with doses of 3 L m -2 day -1 and 12 L m -2 day -1 .