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Tratamento de efluentes da produção de tintas industriais, automotivas e de  repintura por irradiação com feixe de elétrons / Treatment of effluent from industrial automotive and refinish paints by electron beam irradiation

Nascimento, Fernando Codelo 09 September 2013 (has links)
Tinta pode ser conceituada como uma película ou camada de polímero utilizada para proteger, sinalizar e iluminar ou mesmo para embelezar o substrato sobre o qual ela é aplicada. Basicamente, esta mistura polimérica é formada por elementos, tais como: resinas, pigmentos, cargas, solventes e aditivos. Os resíduos e o efluente líquido gerados na produção de tintas devem ser tratados de modo que não causem contaminação de rios e das nascentes de água. A reutilização do efluente tratado é uma das possibilidades que deve ser considerada a fim de minimizar os impactos ambientais e reduzir o uso de recursos naturais. Processos de oxidação química são promissores para a degradação de compostos orgânicos tóxicos. O caminho mais eficiente para a oxidação é o ataque pelo radical hidroxila (OH), por meio do processo de oxidação avançada, POA. Um dos exemplos de POA é o que faz uso de aceleradores de feixe de elétrons, adotado por vários países para a remoção de compostos orgânicos. O objetivo deste estudo é aplicar o POA por radiação ionizante para o tratamento do efluente da fabricação de tintas para repintura automotiva, industrial e automotivo. A metodologia utilizada foi um estudo de caso, desenvolvido por meio do processamento com feixe de elétrons aplicados a esses efluentes de indústria de tintas. O estudo foi realizado em três fases. Na primeira, aplicou-se 10 kGy, 30 kGy e 50 kGy de dose absorvida; na segunda, 50 kGy, 80 kGy e 100 kGy, e, na última fase, foi aplicada nas amostras uma dose de 50 kGy e dopadas com 0,005%, 0,05% e 0,5% de peróxido de hidrogénio em volume. Os principais resultados demonstraram uma redução média de cerca de 10% da Demanda Química de Oxigênio, DQO e cerca de 25% da Demanda Bioquímica de Oxigênio, DBO. Os padrões de efluentes finais definidos pelos requisitos legais, em especial pelo Decreto Estadual 8468/1976. para o descarte do corpo no rio ou reutilização em aplicações industriais, foram atendidos. / Paint can be conceptualized as a film or a layer of polymer, to protect, to signal and to illuminate or even to embellish the substrate on which it is applied. Basically, this polymeric compound is formed by elements such as: resin, pigments, fillers, solvents, and additives. Waste and wastewater generated in the production of paint, have to be treated so they do not cause the contamination of rivers and springs water. The reuse of the treated effluent is one of the possibilities that should be considered in order to minimize the environmental impacts and to reduce the use of natural resources. Chemical oxidation processes are promising for degradation of toxic organic compounds. The most efficient path for the oxidation is the attack by hydroxyl radical (OH), and the Advanced Oxidation Process, AOP, using electron beam accelerators have been adopted by several countries for the removal of organic compounds. The aim of this study is to apply the AOP by ionizing radiation to treat the effluent from the manufacture of automotive, automotive refinish and industrial paints. The methodology used was a case study, developed through the electron beam processing of these effluents. The study was developed in three phases: in the first one it was applied 10 kGy, 30 kGy and 50 kGy of absorbed dose, in the second one, 50 kGy, 80 kGy and 100 kGy, and in the last one it was applied 50 kGy in samples and doped with 0.005%, 0.05% and 0.5% of hydrogen peroxide. The main results have shown an average reduction of about 10% of Chemical Oxygen Demand, COD and about 25% of Biochemical Oxygen Demand, BOD. The final effluent standards set by legal requirements for disposal of the body in the river or reuse in industrial application.
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Efeito da radiação ionizante de feixe de elétrons em propriedades de biopolímeros comestíveis a base de proteína isolada de soja e fécula de mandioca / Effect of ionizing electron beam radiation on properties of edible biopolymers based on isolated soybean protein and cassava starch

Vanessa Bernardo Uehara 24 May 2017 (has links)
Nas últimas décadas, têm aumentado substancialmente a quantidade de pesquisas focando no desenvolvimento e caracterização de materiais biodegradáveis, particularmente, filmes comestíveis. O uso de polímeros de fontes renováveis, preparados a partir de produtos vegetais, vem ganhando importância nessa abordagem. O concentrado de proteína de soja e amido de mandioca podem ser considerados uma alternativa aos polímeros petroquímicos. O processamento pela radiação ionizante pode ser empregado para a modificação de polímeros e macromoléculas, resultando em novos materiais com grandes perspectivas de utilização industrial. A indústria de alimentos, uma das indústrias tradicionalmente mais inovadoras, exige o desenvolvimento constante de novos produtos. A capacidade de proteínas e polissacarídeos de formar filmes, amplamente conhecida, é um ponto de partida para o desenvolvimento de novos materiais que atendam os variados requerimentos dessa pungente indústria. Neste trabalho elaboraram-se filmes a base de fécula de mandioca e proteína isolada de soja em duas proporções diferentes e posteriormente irradiados e analisados quanto às suas propriedades mecânicas, cor, absorção de água, permeabilidade ao vapor de agua, análise térmica TGA e DSC entre outros. Os filmes tornaram-se aparentemente mais solúveis e menos resistentes a perfuração com o aumento da dose de radiação aplicada. Com relação às propriedades térmicas observou-se que os filmes com maior proporção de proteína são mais resistentes. Os filmes apresentaram-se menos permeáveis na dose de 40 kGy, e, com relação a absorção de água, esta foi reduzida em função da dose de radiação. Filmes com boa resistência ao vapor de água e com reduzida absorção podem ser considerados adequados para embalagens de alimentos. A radiação mostrou ser uma ferramenta conveniente na modificação de materiais poliméricos principalmente para elaboração de filmes solúveis onde esta é uma nova tendência para embalagens bioativas. / In recent decades, there has been a substantial increase in the amount of research focusing on the development and characterization of biodegradable materials, particularly edible films. The use of polymers from renewable sources, prepared from plant products, has gained importance in this approach. Soy protein concentrate and cassava starch may be considered an alternative to petrochemical polymers. Processing by ionizing radiation can be used for the modification of polymers and macromolecules, resulting in new materials with great prospects of industrial use. The food industry, one of the traditionally most innovative industries, requires the constant development of new products. The widely known ability of film forming proteins and polysaccharides is a starting point for the development of new materials that meet the varying requirements of this pungent industry. In this work, films based on manioc starch and isolated soy protein were prepared in two different proportions and later irradiated and analyzed for their mechanical properties, color, water absorption, water vapor permeability, TGA and DSC thermal analysis between others. The films became apparently more soluble and less resistant to drilling with the increased radiation dose applied. Regarding the thermal properties, it was observed that the films with greater protein orientation are more resistant. Properties such as water vapor permeability and water absorption, the films were less permeable at the 40 kGy dose. With regard to water absorption, it was reduced as a function of the radiation dose. Films with good resistance to water vapor and with low absorption are considered efficient for food packaging. Radiation has proven to be a convenient tool in the modification of polymeric materials mainly for the production of soluble films where it is a new trend for bioactive packaging.
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Tratamento de efluentes da produção de tintas industriais, automotivas e de  repintura por irradiação com feixe de elétrons / Treatment of effluent from industrial automotive and refinish paints by electron beam irradiation

Fernando Codelo Nascimento 09 September 2013 (has links)
Tinta pode ser conceituada como uma película ou camada de polímero utilizada para proteger, sinalizar e iluminar ou mesmo para embelezar o substrato sobre o qual ela é aplicada. Basicamente, esta mistura polimérica é formada por elementos, tais como: resinas, pigmentos, cargas, solventes e aditivos. Os resíduos e o efluente líquido gerados na produção de tintas devem ser tratados de modo que não causem contaminação de rios e das nascentes de água. A reutilização do efluente tratado é uma das possibilidades que deve ser considerada a fim de minimizar os impactos ambientais e reduzir o uso de recursos naturais. Processos de oxidação química são promissores para a degradação de compostos orgânicos tóxicos. O caminho mais eficiente para a oxidação é o ataque pelo radical hidroxila (OH), por meio do processo de oxidação avançada, POA. Um dos exemplos de POA é o que faz uso de aceleradores de feixe de elétrons, adotado por vários países para a remoção de compostos orgânicos. O objetivo deste estudo é aplicar o POA por radiação ionizante para o tratamento do efluente da fabricação de tintas para repintura automotiva, industrial e automotivo. A metodologia utilizada foi um estudo de caso, desenvolvido por meio do processamento com feixe de elétrons aplicados a esses efluentes de indústria de tintas. O estudo foi realizado em três fases. Na primeira, aplicou-se 10 kGy, 30 kGy e 50 kGy de dose absorvida; na segunda, 50 kGy, 80 kGy e 100 kGy, e, na última fase, foi aplicada nas amostras uma dose de 50 kGy e dopadas com 0,005%, 0,05% e 0,5% de peróxido de hidrogénio em volume. Os principais resultados demonstraram uma redução média de cerca de 10% da Demanda Química de Oxigênio, DQO e cerca de 25% da Demanda Bioquímica de Oxigênio, DBO. Os padrões de efluentes finais definidos pelos requisitos legais, em especial pelo Decreto Estadual 8468/1976. para o descarte do corpo no rio ou reutilização em aplicações industriais, foram atendidos. / Paint can be conceptualized as a film or a layer of polymer, to protect, to signal and to illuminate or even to embellish the substrate on which it is applied. Basically, this polymeric compound is formed by elements such as: resin, pigments, fillers, solvents, and additives. Waste and wastewater generated in the production of paint, have to be treated so they do not cause the contamination of rivers and springs water. The reuse of the treated effluent is one of the possibilities that should be considered in order to minimize the environmental impacts and to reduce the use of natural resources. Chemical oxidation processes are promising for degradation of toxic organic compounds. The most efficient path for the oxidation is the attack by hydroxyl radical (OH), and the Advanced Oxidation Process, AOP, using electron beam accelerators have been adopted by several countries for the removal of organic compounds. The aim of this study is to apply the AOP by ionizing radiation to treat the effluent from the manufacture of automotive, automotive refinish and industrial paints. The methodology used was a case study, developed through the electron beam processing of these effluents. The study was developed in three phases: in the first one it was applied 10 kGy, 30 kGy and 50 kGy of absorbed dose, in the second one, 50 kGy, 80 kGy and 100 kGy, and in the last one it was applied 50 kGy in samples and doped with 0.005%, 0.05% and 0.5% of hydrogen peroxide. The main results have shown an average reduction of about 10% of Chemical Oxygen Demand, COD and about 25% of Biochemical Oxygen Demand, BOD. The final effluent standards set by legal requirements for disposal of the body in the river or reuse in industrial application.
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Einfluss der Verzweigung, Terminierung und Immobilisierung auf die Eigenschaften dünner Polyesterschichten / Influence of the branching, termination and immobilisation on the properties of thin polyester films

Reichelt, Senta 25 November 2008 (has links) (PDF)
Die vorliegende Arbeit liefert einen Beitrag zum Verständnis der komplexen Struktur-/Eigenschaftsbeziehungen dünner Schichten hochverzweigter Polyester. Für die umfassende Charakterisierung wurde eine Vielzahl analytischer Methoden kombiniert. Des Weiteren wurde das Anwendungspotential dieser Schichten hinsichtlich möglicher Sensoranwendung anhand der Adsorption von Modellproteinen gewichtet. Dazu war es notwendig verschieden Methoden zur Stabilisierung dieser Schichten zu entwickeln.
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Comprehensive Investigation of the Uranium-Zirconium Alloy System: Thermophysical Properties, Phase Characterization and Ion Implantation Effects

Ahn, Sangjoon 16 December 2013 (has links)
Uranium-zirconium (U-Zr) alloys comprise a class of metallic nuclear fuel that is regularly considered for application in fast nuclear energy systems. The U-10wt%Zr alloy has been demonstrated to very high burnup without cladding breach in the Experimental Breeder Reactor-II (EBR-II). This was accomplished by successfully accommodating gaseous fission products with low smear density fuel and an enlarged cladding plenum. Fission gas swelling behavior of the fuel has been experimentally revealed to be significantly affected by the temperature gradient within a fuel pin and the multiple phase morphologies that exist across the fuel pin. However, the phase effects on swelling behavior have not been yet fully accounted for in existing fuel performance models which tend to assume the fuel exists as a homogeneous single phase medium across the entire fuel pin. Phase effects on gas bubble nucleation and growth in the alloy were investigated using transmission electron microscopy (TEM). To achieve this end, a comprehensive examination of the alloy system was carried out. This included the fabrication of uranium alloys containing 0.1, 2, 5, 10, 20, 30, 40, and 50 wt% zirconium by melt-casting. These alloys were characterized using electron probe micro-analysis (EPMA), differential scanning calorimetry (DSC), and thermogravimetric analysis (TGA). Once the alloys were satisfactorily characterized, selected U-Zr alloys were irradiated with 140 keV He^(+) ions at fluences ranging from 1 × 10^(14) to 5 × 10^(16) ions/cm^(2). Metallographic and micro-chemical analysis of the alloys indicated that annealing at 600 °C equilibrates the alloys within 168 h to have stable α-U and δ-UZr_(2) phase morphologies. This was in contrast to some reported data that showed kinetically sluggish δ-UZr_(2) phase formation. Phase transformation temperatures and enthalpies were measured using DSC-TGA for each of the alloys. Measured temperatures from different time annealed alloys have shown consistent matches with most of the features in the current U-Zr phase diagram which further augmented the EPMA observed microstructural equilibrium. Nevertheless, quantitative transformation enthalpy analysis also suggests potential errors in the existing U-Zr binary phase diagram. More specifically, the (β-U, γ2) phase region does not appear to be present in Zr-rich (> 15 wt%) U-Zr alloys and so further investigation may be required. To prepare TEM specimens, characterized U-Zr alloys were mechanically thinned to a thickness of ~150 μm, and then electropolished using a 5% perchloric acid/95% methanol electrolyte. Uranium-rich phase was preferentially thinned in two phase alloys, giving saw-tooth shaped perforated boundaries; the alloy images were very clear and alloy characterization was accomplished. During in-situ heating U-10Zr and U-20Zr alloys up to 810 °C, selected area diffraction (SAD) patterns were observed as the structure evolved up to ~690 °C and the expected α-U → β-U phase transformation at 662 °C was never observed. For the temperature range of the (α-U, γ2) phase region, phase transformation driven diffusion was observed as uranium moved into Zr-rich phase matrix in U-20Zr alloy; this was noted as nonuniform bridging of adjacent phase lamellae in the alloy. From the irradiation tests, nano-scale voids were discovered to be evenly distributed over several micrometers in U-40Zr alloys. For the alloys irradiated at the fluences of 1 × 10^(16) and 5 × 10^(16) ions/cm^(2), estimated void densities were proportional to the irradiation doses, (250 ± 40) and (1460 ± 30) /μm^(2), while void sizes were fairly constant, (6.0 ± 1.5) and (5.2 ± 1.2) nm, respectively. Measured data could be foundational inputs to the further development of a semi-empirical metal fuel performance model.
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Einfluss der Verzweigung, Terminierung und Immobilisierung auf die Eigenschaften dünner Polyesterschichten

Reichelt, Senta 26 September 2008 (has links)
Die vorliegende Arbeit liefert einen Beitrag zum Verständnis der komplexen Struktur-/Eigenschaftsbeziehungen dünner Schichten hochverzweigter Polyester. Für die umfassende Charakterisierung wurde eine Vielzahl analytischer Methoden kombiniert. Des Weiteren wurde das Anwendungspotential dieser Schichten hinsichtlich möglicher Sensoranwendung anhand der Adsorption von Modellproteinen gewichtet. Dazu war es notwendig verschieden Methoden zur Stabilisierung dieser Schichten zu entwickeln.
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Influência da mercerização e irradiação por feixe de elétrons na aderência da fibra do ouriço da castanha do Brasil em matriz de polietileno de alta densidade / Influency of mercerization and electron beam irradiation on the adhesion between fibre from Brazil nut pod and a high density polyethilene matrix

Campos, Rejane Daniela de 18 September 2015 (has links)
O interesse na utilização de fibras naturais com matrizes poliméricas para a preparação de compósitos espalhou-se rapidamente ao longo dos últimos anos. No entanto, a adesão interfacial entre a fibra e a matriz tem ainda de ser aperfeiçoada. Para melhorar a adesão entre os constituintes e, consequentemente as propriedades mecânicas e térmicas dos materiais, duas abordagens foram investigadas: a irradiação por feixe de elétrons e a mercerização. Este trabalho descreve a fabricação e caracterização de biocompósitos de polietileno de alta densidade e fibra do ouriço da castanha do Brasil que foram preparadas por duas metodologias diferentes: a primeira foi irradiar o compósito com 150 kGy e a segunda foi irradiar a matriz com 15 kGy e então produzir o compósito. Para ambas as metodologias foram utilizadas fibras naturais mercerizadas e não mercerizadas. O efeito dos tratamentos estudados para melhorar a adesão entre a fibra e a matriz polimérica foi avaliado através de caracterizações mecânica, química, térmica e morfológica. Com base neste estudo, observou-se que a fibra do ouriço da castanha do Brasil é um material tecnicamente viável para uso como reforço em compósitos poliméricos. Observou-se que o processo de irradiação da matriz seguida da produção dos compósitos é um método eficaz para melhorar as propriedades térmicas e mecânicas dos compósitos biopoliméricos e que, quando comparado com o processo de mercerização, esse método pode ser considerado mais ambientalmente correto (sem produtos químicos e sem geração de resíduo), mais barato e mais simples. / The interest in the use of natural fibres with polymeric matrix for the preparation of composite spread rapidly over the last years. However, the interfacial adhesion between the fiber and the matrix has to be improved. To improve the adhesion between the constituents and consequently the mechanical and thermal properties of materials, two approaches were investigated: electron beam irradiation and mercerization. This paper describes the fabrication and characterization of biocomposites compounds with high density polyethylene and fibre from Brazil nut pod that were prepared by two different methods: the first irradiating the composite with 150 kGy and the second was radiating matrix with 15 kGy and then produce the composite. For both methodologies, natural fibers, mercerized and non-mercerized were used. The effect of the treatments to improve adhesion between the fiber and the polymer matrix was evaluated through mechanical, chemical, thermal and morphology charcterization. Based on this study, it was observed that fibre from Brazil nut pod is a technically viable material for use as reinforcement in polymer composites. It was observed that the process of matrix irradiation followed by the composite fabrication is an effective method for improving the thermal and mechanical properties of the composites, when compared with mercerization process, this method can be considered more environmentally friendly (no chemicals, and without generating waste), cheaper and simpler.
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Síntese e caracterização de eletrocatalisadores Pt/C, PtAu/C e PtAuBi/C pelo método da redução via feixe de elétrons para oxidação direta de metanol e etanol / Synthesis and caracterizational electrocatalysts Pt/C, PtAu/C and PtAuBi/C reduction by method of electron beam to direct oxidation of methanol and ethanol.

Cardoso, Elisangela Silvana 27 August 2012 (has links)
As células a combustível do tipo PEM (Próton Exchange Membrane) alimentadas diretamente por hidrogênio são consideradas as mais promissoras para a geração de energia elétrica, entretanto o uso de hidrogênio como combustível nestas células apresenta ainda alguns inconvenientes operacionais e de infra-estrutura, o que dificulta o seu uso. Assim, nos últimos anos, uma célula a combustível que utiliza um álcool diretamente como combustível (DAFC - Direct Alcohol Fuel Cell) tem despertado bastante interesse, particularmente aquelas que são alimentadas pelos combustíveis metanol ou etanol, pois apresentam várias vantagens, como por exemplo, a não necessidade de estocar hidrogênio ou gerá-lo através da reforma de hidrocarbonetos.Porém, células que utilizam diretamente metanol como combustível, apresentam correntes relativamente baixas e a oxidação completa do etanol é dificultado pela quebra da ligação CC e também há a formação de intermediários fortemente adsorvidos no eletrocatalisador de platina, como o monóxido de carbono (COads), resultando em baixos potenciais operacionais na célula.Para minimizar o efeito causado pelos venenos catalíticos faz-se necessária a adição de outros metais na composição do eletrodo de Pt. Tais metais devem atuar na reação fornecendo sítios para a adsorção de espécies que contenham oxigênio (OH ou H2O), em potenciais inferiores ao potencial de adsorção de OH na Pt.Este trabalho apresenta estudos da reação de eletro-oxidação destes álcoois, nos meios ácido e alcalino, sobre os eletrocatalisadores Pt/C, PtAu/C e PtAuBi/C, utilizando o método da redução via feixe de elétrons. Os eletrocatalisadores PtAuBi/C foram preparados com diferentes composições atômicas a fim de se avaliar o efeito da adição de bismuto. Os experimentos foram caracterizados por voltametria cíclica e cronoamperometria, utilizando a técnica do eletrodo de camada fina porosa, obtendo informações em relação às atividades dos catalisadores, perfis eletroquímicos e suas estabilidades em relação ao tempo de operação. Os eletrodepósitos foram examinados usando análise de energia dispersiva de raios-X (EDX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) a fim de determinar a composição de fases, o tamanho e a distribuição das nanopartículas metálicas no suporte. Os resultados eletroquímicos mostraram para oxidação eletroquímica de metanol, no meio alcalino, que o catalisador de PtAu/C apresentou melhor atividade eletrocatalítica e, no meio ácido, o catalisador Pt/C foi mais efetivo com relação às demais formulações preparadas e os eletrocatalisadores PtAuBi/C apresentaram-se pouco efetivos. No caso da oxidação do etanol, os dados eletroquímicos mostraram que, no meio ácido os catalisadores PtAu e Pt/C possuem comportamentos similares e os catalisadores PtAuBi/C demonstram baixa atividade. No meio alcalino, o sistema PtAuBi/C obteve melhor desempenho em relação aos demais catalisadores, obtendo maiores valores de correntes à baixos potenciais. / Proton Exchange Membrane (PEM) fuel cell powered directly by hydrogen are considered the most promising for the generation of electricity, however the use of hydrogen as fuel in these cells also presents some drawbacks and operational infrastructure, which hinders its use. Thus, in recent years, a fuel cell which uses an alcohol directly as a fuel (DAFC - Direct Alcohol Fuel Cell) has attracted considerable interest, particularly those that are powered by fuels methanol or ethanol, they present several advantages, such as not need to store hydrogen or generate it through reform of hydrocarbons. However, cells that use methanol directly as fuel, have relatively low current and complete oxidation of ethanol is hampered by the cleavage of C-C and there is also the formation of intermediate strongly adsorbed on the platinum electrocatalyst, such as carbon monoxide (COads), resulting in low operational potential in cell. To reduce the effect caused by the \"poisons\" catalyst is needed the addition of other metals in the composition of Pt electrode. Such, metals should act on the reaction providing sites for adsorption of species containing oxygen (OH or H2O) in potential below for adsorption of OH in Pt.In this work studies the reaction of electro-oxidation of this alcohols in acid medium and alkaline on the electrocatalysts Pt / C, PtAu / C and PtAuBi / C, using the method of reduction electron beam. The electrocatalysts PtAuBi / C were prepared with different compositions to evaluate the effect of addition of bismuth. The materials were characterized by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM) and cyclic voltammetry (CV). The electro-oxidation of methanol and ethanol were studied by cyclic voltammetry and chronoamperometry at room temperature. The results showed for electrochemical oxidation of methanol in alkaline medium, the catalyst PtAu / C showed better electrocatalytic activity and, in the acidic medium, the catalyst Pt / C was more effective in relation to other formulations prepared and electrocatalysts PtAuBi / C were ineffective. In ethanol oxidation, the results showed that, in acidic medium, catalysts PtAu and Pt / C have similar behaviors and catalysts PtAuBi / C show low activity. In alkaline medium, the system PtAuBi / C performed better than the other catalysts, obtaining higher values of current at low potentials.
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Síntese e caracterização de eletrocatalisadores Pt/C, PtAu/C e PtAuBi/C pelo método da redução via feixe de elétrons para oxidação direta de metanol e etanol / Synthesis and caracterizational electrocatalysts Pt/C, PtAu/C and PtAuBi/C reduction by method of electron beam to direct oxidation of methanol and ethanol.

Elisangela Silvana Cardoso 27 August 2012 (has links)
As células a combustível do tipo PEM (Próton Exchange Membrane) alimentadas diretamente por hidrogênio são consideradas as mais promissoras para a geração de energia elétrica, entretanto o uso de hidrogênio como combustível nestas células apresenta ainda alguns inconvenientes operacionais e de infra-estrutura, o que dificulta o seu uso. Assim, nos últimos anos, uma célula a combustível que utiliza um álcool diretamente como combustível (DAFC - Direct Alcohol Fuel Cell) tem despertado bastante interesse, particularmente aquelas que são alimentadas pelos combustíveis metanol ou etanol, pois apresentam várias vantagens, como por exemplo, a não necessidade de estocar hidrogênio ou gerá-lo através da reforma de hidrocarbonetos.Porém, células que utilizam diretamente metanol como combustível, apresentam correntes relativamente baixas e a oxidação completa do etanol é dificultado pela quebra da ligação CC e também há a formação de intermediários fortemente adsorvidos no eletrocatalisador de platina, como o monóxido de carbono (COads), resultando em baixos potenciais operacionais na célula.Para minimizar o efeito causado pelos venenos catalíticos faz-se necessária a adição de outros metais na composição do eletrodo de Pt. Tais metais devem atuar na reação fornecendo sítios para a adsorção de espécies que contenham oxigênio (OH ou H2O), em potenciais inferiores ao potencial de adsorção de OH na Pt.Este trabalho apresenta estudos da reação de eletro-oxidação destes álcoois, nos meios ácido e alcalino, sobre os eletrocatalisadores Pt/C, PtAu/C e PtAuBi/C, utilizando o método da redução via feixe de elétrons. Os eletrocatalisadores PtAuBi/C foram preparados com diferentes composições atômicas a fim de se avaliar o efeito da adição de bismuto. Os experimentos foram caracterizados por voltametria cíclica e cronoamperometria, utilizando a técnica do eletrodo de camada fina porosa, obtendo informações em relação às atividades dos catalisadores, perfis eletroquímicos e suas estabilidades em relação ao tempo de operação. Os eletrodepósitos foram examinados usando análise de energia dispersiva de raios-X (EDX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) a fim de determinar a composição de fases, o tamanho e a distribuição das nanopartículas metálicas no suporte. Os resultados eletroquímicos mostraram para oxidação eletroquímica de metanol, no meio alcalino, que o catalisador de PtAu/C apresentou melhor atividade eletrocatalítica e, no meio ácido, o catalisador Pt/C foi mais efetivo com relação às demais formulações preparadas e os eletrocatalisadores PtAuBi/C apresentaram-se pouco efetivos. No caso da oxidação do etanol, os dados eletroquímicos mostraram que, no meio ácido os catalisadores PtAu e Pt/C possuem comportamentos similares e os catalisadores PtAuBi/C demonstram baixa atividade. No meio alcalino, o sistema PtAuBi/C obteve melhor desempenho em relação aos demais catalisadores, obtendo maiores valores de correntes à baixos potenciais. / Proton Exchange Membrane (PEM) fuel cell powered directly by hydrogen are considered the most promising for the generation of electricity, however the use of hydrogen as fuel in these cells also presents some drawbacks and operational infrastructure, which hinders its use. Thus, in recent years, a fuel cell which uses an alcohol directly as a fuel (DAFC - Direct Alcohol Fuel Cell) has attracted considerable interest, particularly those that are powered by fuels methanol or ethanol, they present several advantages, such as not need to store hydrogen or generate it through reform of hydrocarbons. However, cells that use methanol directly as fuel, have relatively low current and complete oxidation of ethanol is hampered by the cleavage of C-C and there is also the formation of intermediate strongly adsorbed on the platinum electrocatalyst, such as carbon monoxide (COads), resulting in low operational potential in cell. To reduce the effect caused by the \"poisons\" catalyst is needed the addition of other metals in the composition of Pt electrode. Such, metals should act on the reaction providing sites for adsorption of species containing oxygen (OH or H2O) in potential below for adsorption of OH in Pt.In this work studies the reaction of electro-oxidation of this alcohols in acid medium and alkaline on the electrocatalysts Pt / C, PtAu / C and PtAuBi / C, using the method of reduction electron beam. The electrocatalysts PtAuBi / C were prepared with different compositions to evaluate the effect of addition of bismuth. The materials were characterized by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM) and cyclic voltammetry (CV). The electro-oxidation of methanol and ethanol were studied by cyclic voltammetry and chronoamperometry at room temperature. The results showed for electrochemical oxidation of methanol in alkaline medium, the catalyst PtAu / C showed better electrocatalytic activity and, in the acidic medium, the catalyst Pt / C was more effective in relation to other formulations prepared and electrocatalysts PtAuBi / C were ineffective. In ethanol oxidation, the results showed that, in acidic medium, catalysts PtAu and Pt / C have similar behaviors and catalysts PtAuBi / C show low activity. In alkaline medium, the system PtAuBi / C performed better than the other catalysts, obtaining higher values of current at low potentials.
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THE EFFECTS OF ELECTRON BEAM IRRADIATION AND SANITIZERS IN THE REDUCTION OF PATHOGENS AND ATTACHMENT PREVENTION ON SPINACH

Neal, Jack A. 2009 May 1900 (has links)
The effects of electron beam (e-beam) irradiation and sanitizers in the reduction of Escherichia coli O157:H7 and Salmonella counts and attachment prevention on spinach was studied. Survival of these pathogens in spinach was observed at multiple times and temperatures. Inoculated spinach was examined by confocal microscopy to determine attachment sites and internalization of these pathogens. To determine the effectiveness of sanitizers in reducing pathogen numbers, inoculated spinach was treated with L-lactic acid, peroxyacetic acid, calcium hypochlorite, ozone, and chlorine dioxide. Inoculated spinach was exposed to e-beam irradiation and tested for counts of both pathogens immediately after irradiation treatment to determine bacterial reduction, and at 2 day intervals over 8 days to determine effects of ionizing irradiation on pathogen survival. Respiration rates were measured on spinach exposed to e-beam. The effectiveness of e-beam irradiation on the microbiological and sensory characteristics of spinach was studied. For spinach samples stored at 4�C and 10�C for 8 days, E. coli O157:H7 survived and grew significantly in samples stored at 21�C for 24 h. Confocal microscopy images provided valuable information on the attachment sites and internalization of the pathogens on spinach. The greatest reduction by a chemical sanitizer was 55�C L-lactic acid with a 2.7 log CFU/g reduction for E. coli O157:H7 and 2.3 log CFU/g reduction for Salmonella. Each dose of e-beam irradiation significantly reduced populations of both pathogens. Respiration rates of spinach increased as irradiation treatment doses increased. Total aerobic plate counts were reduced by 2.6 and 3.2 log CFU/g at 0.7 and 1.4 kGy, respectively. Lactic acid bacteria were reduced at both doses but grew slowly over the 35 day period. Yeasts and molds were not reduced in samples exposed to 0.7 kGy whereas 1.4 kGy had significantly reduced counts. Gas compositions for samples receiving 0.7 and 1.4 kGy were significantly different than controls. Irradiation did not affect the objective color or basic taste, aromatic or mouthfeel attributes of spinach. These results suggest that low dose e-beam irradiation may be a viable tool for reducing microbial populations or eliminating E. coli O157:H7 and Salmonella from spinach with minimal product damage.

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