Entre os processos oxidativos avançados, a fotocatálise heterogênea tem se destacado na degradação de poluentes recalcitrantes aos tratamentos convencionais. Neste processo, a geração de espécies radicalares ocorre a partir de uma fotoreação catalisada por materiais semicondutores, sendo o dióxido de titânio um dos mais utilizados, principalmente, devido a sua estabilidade química e baixo custo. A estrutura do TiO2 possui grande influência no processo fotocatalítico. Neste trabalho buscou-se preparar, a partir do TiO2 comercial e do TiO2 sintetizado pelo método sol gel, diferentes nanoestruturas do dióxido de titânio e avaliar o desempenho fotocatalítico destes materiais na degradação de fenol. Utilizando o tratamento hidrotérmico em meio fortemente alcalino, foi possível obter materiais nanoestruturados com maior área superficial, de até 308 m2 g-1. O tratamento foi aplicado em três diferentes precursores, com diferentes morfologias inicias. Avaliou-se o efeito de diferentes temperaturas (120 e 200 ºC) e tempos de tratamento (12, 24 e 48 horas), a fim de avaliar a influência das condições de tratamento e da morfologia inicial nos materiais obtidos. As amostras obtidas foram empregadas como catalisadores na degradação do poluente fenol por fotocatalise heterogênea. Em dois dos precursores estudados foram obtidas estruturas nanotubulares quando empregou-se condições mais brandas de tratamento. Em temperaturas mais severas, observou-se a formação de nanobastões. As amostras nanotubulares derivadas do TiO2 comercial anatásio, quando aplicadas na degradação do fenol, permitiram porcentagens de degradação superiores ao do precursor. Quando calcinadas, as amostras apresentaram resultados ainda melhores. O material tratado por 48 horas à 120 ºC possibilitou uma degradação de cerca de 100% do poluente, após 3 horas de irradiação. Utilizando três precursores com morfologias iniciais distintos foram observados resultados diferentes quanto a formação de nanoestruturas e atividade fotocatalítica, sendo o material obtido utilizando o TiO2 comercial anatásio, o que apresentou melhores resultados na degradação do fenol. / Among the advanced oxidation processes, heterogeneous photocatalysis has attracted great attention due the degradation of pollutants recalcitrant to conventional treatments. In this process, the generation of radical species takes place from a photoreaction catalyzed by semiconductor materials. Titanium dioxide is the most used catalyst mainly because of its chemical stability and low cost. The TiO2 structure has great influence on the photocatalytic process. In this study, different nanostructures of titanium dioxide were prepared from commercial TiO2 and TiO2 synthesized by sol gel method. The performance of these materials was evaluated the on the photocatalytic degradation of phenol. Using the hydrothermal treatment in strongly alkaline media, it was possible to obtain nanostructured materials with higher surface area, up to 308 m2 g-1. The treatment was employed in three different precursors with different initial morphology. It was evaluated the effect of different temperatures (120 and 200 °C) and treatment times (12, 24 and 48 hours) to assess the influence of processing conditions and of the initial morphology. The different materials were employed as catalysts in the phenol degradation by heterogeneous photocatalysis. In two precursors studied, nanotubular structures were obtained when it was used milder conditions of treatment. In more severe temperatures, it was observed nanorods formation. Nanotubular samples were obtained from commercial TiO2 anatase. When applied to the degradation of phenol, this material allowed degradation percentages higher than the precursor. When calcined, these samples showed even better results. The material treated for 48 hours at 120 °C allowed a phenol degradation of almost 100% after 3 hours of irradiation. Using three precursors with different initial morphologies it was observed different results regarding the formation of nanostructures and photocatalytic activity. The material obtained from the commercial anatase TiO2 it was the sample which presented the best result in the degradation of phenol

O objetivo principal deste trabalho foi avaliar o óleo produzido por cianobactérias como matéria-prima lipídica para sintetisar biodiesel pela rota etílica empregando catalisadores heterogêneos. Cinco linhagens de cianobactérias não produtoras de toxinas: Microcystis aeruginosa NPCD-1, Synechococcus sp. PCC7942, Chlorogloea sp. CENA170, Leptolyngbya sp. CENA104 e Trichormus sp. CENA77 foram inicialmente cultivadas e avaliadas, tomando por base parâmetros como: produtividade de biomassa celular, teor de lipídeo e composição em ácidos graxos. Os valores mais elevados de produtividade celular e de lipídeo foram obtidos para as linhagens M. aeruginosa NPCD-1, Trichormus sp. CENA77 e Synechococcus sp. PCC7942. As matérias-primas lipídicas oriundas das linhagens selecionadas foram ainda caracterizadas quanto as propriedades reológicas (viscosidade), térmicas (termogravimetria) e químicas (espectroscopia na região de infravermelho). Na etapa seguinte, as condições de cultivo das linhagens foram estudadas e otimizadas por meio de um planejamento fatorial avaliando as variáveis intensidade luminosa (50 a 150 ?mol m-2s-1) e concentração de Na2CO3 (0,5 a 1,5 g/L), considerando como variáveis resposta a produtividade celular e o teor de lipídeo. A análise estatística indicou que a intensidade de luz influenciou positivamente os valores de produtividade celular para todas as linhagens estudadas, enquanto a concentração de Na2CO3 influenciou negativamente apenas no cultivo da linhagem M. aeruginosa NPCD-1. Com relação à variável teor de lipídeo, para a linhagem M. aeruginosa NPCD-1 nenhuma variável apresentou significância dentro da faixa estudada. No entanto, para as outras linhagens, o emprego das variáveis estudadas nos níveis mais altos implicou valores mais elevados para o teor de lipídeo. Definidas as condições ótimas de cultivo, o trabalho foi direcionado para execução da reação de interesse do projeto, empregando dois catalisadores heterogêneos de comprovada potencialidade: óxido de nióbio impregnado com sódio (químico) e Novozym 435® (bioquímico). Os resultados obtidos demonstraram que ambos os catalisadores atuaram de forma eficiente, convertendo os ácidos graxos em seus respectivos ésteres de etila. Entretanto, a qualidade da biomassa (índice de acidez e presença de pigmentos) interferiu a atuação dos catalisadores de maneira diferenciada. Enquanto o catalisador químico foi sensível à presença de níveis elevados de acidez, como constatado no óleo de Trichormus sp. CENA77, o catalisador bioquímico pode ter adsorvido os pigmentos presentes em maior quantidade nessa matéria-prima, reduzindo sua atividade catalítica. Desta forma, com exceção do biodiesel dessa matéria-prima lipídica, parâmetros, tais como número de cetano, ponto de entupimento de filtro a frio, índice de saponificação e índice de iodo, foram estimados por modelos teóricos, visando à predição da qualidade do biodiesel obtido dos diferentes óleos de acordo com as especificações estabelecidas pelas normas oficiais. Do ponto de vista geral, os resultados obtidos neste trabalho foram promissores e demonstraram a potencialidade do uso de cianobactérias como fonte de matéria-prima lipídica na síntese de biodiesel. As amostras de biodiesel das biomassas lipídicas de Microcystis aeruginosa NPCD-1 e Synechococcus sp. PCC7942 obtidas pela catálise heterogênea química atenderam as especificações estabelecidas na ANP como biocombustível. / The main goal of this study was to evaluate the lipid extracted from cyanobacteria as feedstock source for the synthesis of biodiesel using heterogeneous catalysis and ethanol as acyl acceptor. Five cyanobacterial non-microcystin producer strains: Microcystis aeruginosa NPCD-1; Synechococcus sp. PCC7942; Chlorogloea CENA170; Leptolyngbya CENA104 and Trichormus sp. CENA77 were cultivated and evaluated taking into account the biomass productivity, lipid content and fatty acid composition. Results indicated that M. aeruginosa NPCD-1, Trichormus sp. CENA77 and Synechococcus sp. PCC7942 gave the best set of parameters and were selected for further characterization using analytical techniques, including: viscosimetry, thermogravimetry and infrared spectroscopy. Following this, the cultivation conditions were studied and optimized using a factorial design, taking into consideration as independent variables light irradiance (50 to 150 ?mol m-2s-1) and concentration of Na2CO3 (0.5 to 1.5 g/L) as a carbon source. Cell productivity and lipid content were taking as response variables. For all strains, the most important factor was the light irradiance, since it presented a significant effect for all responses. Depend on the cyanobacteria strain, the concentration of Na2CO3 was found to have either positive or negative influence on the response variables. While for the M. aeruginosa NPCD-1 the presence of the Na2CO3 in the culture medium negative affected both cell productivity and lipid level, for the other strains high levels of Na2CO3 increase the lipid levels. After establishing the optimum cultivation conditions the experimental work was directed towards to perform the reaction of interest, using cyanobacterial feedstocks and two heterogeneous catalysts: chemical (niobium oxide impregnated with sodium) and biochemical (Novozym 435®). The dataset obtained demonstrated that the formation of ethyl esters from the feedstocks was feasible for the tested catalysts. Both catalysts were efficient in converting all fatty acids present in the feedstocks into the corresponding ethyl esters; however the chemical catalyst gave higher conversion than the biochemical one. The lower quality of the Trichormus sp. CENA77 feedstock strong affected the performance of the catalysts in a different way. While the chemical catalyst was sensitive to high acidity level verified in this microbial oil, the biocatalyst performance was influenced by the presence of pigments which was adsorbed on the biocatalyst matrix reducing its catalytic activity. Except for this oil, parameters such as cetane number, cold filter plugging point, saponification number and iodine value were estimated by theoretical models to predict the quality of biodiesel according to the specifications established by official standards. The results obtained in this study were promising and demonstrated the potential of using cyanobacteria as a feedstock source in the biodiesel synthesis. The lipid biomass from M. aeruginosa NPCD-1 and Synechococcus sp. PCC7942 originated biodiesel samples with appropriate characteristics to be used as fuel that are in accordance with specifications recommended by ANP.

Neste trabalho foi sintetizada e caracterizada uma série de porfirinas e FeP correspondentes contendo substituintes NO2 nas posições orto- ou grupos COOH nas posições para- dos anéis meso-fenis, e a atividade catalítica destes compostos na oxidação de hidrocarbonetos foi investigada, tanto em sistemas homogêneos quanto em sistemas suportados. As porfirinas H2(TNMCPP), H2(DNDCPP) e H2(MNTCPP) foram sintetizadas pela reação de pirrol com a mistura de 2-nitrobenzaldeído e 4-carboxibenzaldeído, em meio de ácido propiônico e nitrobenzeno, sendo em seguida isoladas e purificadas através de cromatografia preparativa em sílica gel tendo como eluente a mistura DCM : ACT : HAc (8 : 2 : 0,1). A inserção de ferro nas porfirinas bases livre foi feita pela reação com FeBr2.2H2O em meio de DMF. A caracterização das porfirinas bases livre e das correspondentes FeP envolveu diferentes técnicas como: TLC, eletroforese em gel de agarose, análise elementar, UV/Vis, IV, RMN 1H, FAB MS, susceptibilidade magnética e EPR. Utilizou-se as porfirinas H2(TNPP) e H2(TCPP) e FeP correspondentes como padrões de comparação, tornando a série completa. A purificação e caracterização destas porfirinas mostraram-se bastante complexas devido à presença de grupos ionizáveis resultando em grandes diferenças de solubilidade na série e efeitos de agregação. Estes efeitos foram mais pronunciados para as porfirinas contendo maior número de grupos COOH. O estudo da atividade catalítica da série de FeP foi desenvolvido inicialmente em meio homogêneo, utilizando diferentes substratos como: (Z)-cicloocteno, cicloexeno, cicloexano e adamantano. As FeP sintetizadas mostraram-se catalisadores eficientes e seletivos para a hidroxilação de alcanos e epoxidação de alcenos. A estabilidade da Fe(TNMCPP)Cl foi investigada em reações com múltiplas adições de oxidante. Observou-se uma alta estabilidade para este catalisador em solução, com bons rendimentos em epóxido para até sete ciclos consecutivos, e um alto número de turnover (1142). A Fe(TNMCPP)Cl foi ancorada na APS através de ligação covalente (peptídica) entre o grupo COOH da FeP e o grupo NH2 da sílica funcionalizada. Esta FeP foi selecionada por possuir apenas um grupo capaz de reagir com a sílica e, ao mesmo tempo, a proteção estérica de três grupos NO2 substituintes nas posições orto-, constituindo um sistema interessante do ponto de vista catalítico. Este sistema mostrou-se bastante eficiente na oxidação do (Z)-cicloocteno. O número máximo de turnover catalítico para esta FeP suportada foi de 595 após três adições sucessivas de oxidante. A Fe(TNMCPP)Cl foi ancorada na APS também por atração eletrostática, porém este sistema mostrou-se menos eficiente como catalisador na oxidação do (Z)-cicloocteno. / In this work, a series of porphyrins and corresponding FeP containing NO2-substituents in the ortho- or COOH-groups in the para- meso-phenyl rings were synthesized and the catalytic activities of such compounds were investigated in both homogeneous and heterogeneous systems. H2(TNMCPP), H2(DNDCPP) and H2(MNTCPP) porphyrins were synthesized through the mixed co-condensation of pyrrole and different benzaldehydes (2-nitrobenzaldehyde and 4-carboxybenzaldehyde) in propionic acid and nitrobenzene media. The porphyrins were then isolated and purified through silica gel chromatography, having a solvent mixture DCM : ACT : HAc (8 : 2 : 0,1). The characterization of the free-base porphyrins and the corresponding FeP was carried out through TLC, electrophoresis on agarose gel, elemental analysis, UV/Vis, infra red, RMN 1H, FAB MS, magnetic susceptibility and EPR. H2(TNPP) and H2(TCPP) and corresponding FeP were used for comparison, thus completing the porphyrin series. The purification and characterization of these porphyrins proved to be very complex due the presence of ionic groups. This resulted in different solubilities throughout the series, as well as aggregation effects. Such effects were more pronounced with porphyrins containing a greater number of COOH groups. The study of the catalytic activities of the FeP was initially carried out in homogeneous system, by using various substrates: (Z)-cyclooctene, cyclohexene, cyclohexane and adamantane. The synthesized FeP were efficient and selective catalysts for alkane hydroxilation and alkene epoxidation. The stability of Fe(TNMCPP)Cl was investigated by multiple oxidant addition. A high stability was observed for this catalyst in homogeneous system, since it led to good epoxide yields up to the seventh cycle and an excellent turnover number of 1142. Fe(TNMCPP)Cl was supported on APS through covalent binding of the peptidic type between COOH groups in the FeP and NH2 group on the funcionalized silica. This FeP was chosen for the study since it has only one group that is capable of reacting with the silica, at the same time that it presents sterical hindrance confered by the three NO2 groups in the ortho-position. This is a very interesting system from the catalytical point of view. Such system proved to be very efficient in the oxidation of (Z)-cyclooctene. The maximum catalytic turnover attained with this supported FeP was of 595, after three sucessive additions of oxidant. Fe(TNMCPP)Cl was also supported on APS though electrostatic binding, but this system was a less efficient catalyst for (Z)-cyclooctene oxidation.

Uma questão ambiental preocupante é a contaminação do meio ambiente por substâncias que interagem com os sistemas endócrinos de seres humanos e animais. Tais substâncias são denominadas desreguladores endócrinos e, como outros poluentes ambientais, apresentam uma variedade de fontes e grande potencial agressor à saúde humana. Neste trabalho, buscamos a aplicação de técnicas de espectroscopia vibracional e técnicas eletroquímicas ao estudo de desreguladores endócrinos, em termos de sua detecção, caracterização, estudo de sua reatividade, desenvolvimento de métodos para sua degradação fotoquímica, estudo dos mecanismos envolvidos e características dos produtos de degradação. O enfoque é voltado ao uso de técnicas espectroscópicas, com especial destaque para o desenvolvimento de metodologias de espectroscopia vibracional intensificadas, associadas ou não a sistemas eletroquímicos. Dentre os compostos considerados desreguladores endócrinos, o nosso trabalho é dedicado ao estudo fotoquímico e espectroeletroquímico das seguintes substâncias: o difenilalcano bisfenol A (BPA), os herbicidas triazínicos ametrina e atrazina, e os compostos organoclorados ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) e 2,4-diclorofenol (2,4-DCF). O estudo de processos de fotólise e degradação fotocatalítica mediada por TiO2 foram realizados para o BPA e para a ametrina. Tais processos mostram-se importantes para a remoção destes compostos do meio ambiente. Os estudos fotocatalíticos foram estendidos ainda para o uso de compósitos TiO2-Pr como catalisadores. Foi observado que a dopagem do TiO2 pelo íon terra rara praseodímio resulta em alterações nas propriedades físico-químicas do material semicondutor, sendo um método valioso para o aumento da atividade fotocatalítica do TiO2. Conclui-se ainda pela necessidade do controle da porcentagem de modificação química para a otimização do processo fotocatalítico, sendo a proporção de 1% praseodímio considerada ótima. O estudo de processos de fotólise e degradação fotocatalítica do BPA mediado por TiO2 mostra diferenças significativas entre o processo de degradação e mineralização, relacionadas à formação de intermediários orgânicos recalcitrantes. Para a ametrina observa-se que a fotólise e a fotocatálise envolvem mecanismos de degradação distintos. Estudos espectroeletroquímicos dos desreguladores endócrinos (DEC) foram conduzidos através de espectroscopia Raman intensificada (efeito SERS) visando a compreensão da natureza da interação química entre os adsorbatos e superfícies metálicas nanoestruturadas, bem como a caracterização vibracional dos produtos de processos faradáicos desses compostos sobre eletrodos. Produtos de reações químicas de oxidação e redução dos DEC foram identificados através de modificações espectrais em função de potenciais eletroquímicos anódicos e catódicos. / An environmental issue of concern is contamination of the environment by substances which interact with the endocrine systems of humans and animals. Such substances are called endocrine disruptors (ED) and, like other environmental pollutants, may produce adverse effects in human health. In this work, we explore the application of vibrational spectroscopy and electrochemical techniques in the study of ED, in terms of their detection, characterization, study of their reactivity, development of methods for their photochemical degradation, study of the involved mechanisms and characteristic of degradation products. The approach employs the use of advanced spectroscopic techniques, with special attention for the development of methodology of surface-enhanced vibrational spectroscopy, associated or not with electrochemical systems. Among the compounds thought to cause endocrine disruption, the present study is dedicated to the photochemical and electrochemical study of the following substances: the plasticizer bisphenol A (BPA), the triazinic pesticides ametrine and atrazine, and the organochlorine compounds 2,4-dichlorophenoxyacetic acid and 2,4-dichlorophenol. The study of photolytic and TiO2-mediated photocatalytic degradation was carried out for BPA and ametrine. Such processes are important for the removal of such substances from the environment. The photocatalytic studies were extended to include the use of TiO2-Pr composite as catalysts. The doping of TiO2 by the rare earth ion praseodymium results in changes in the physicochemical properties of semiconducting material, being a valuable method for enhancing the photocatalytic activity of TiO2. Our results showed the need of percentage control of the chemical modification for the optimization of the photocatalytic process, with the 1% praseodymium/titanium ration the optimal composition. The study of photolysis and TiO2-mediated photocatalytic degradation processes of BPA shows significant differences between the degradation and mineralization, suggesting the production of recalcitrant organic compounds. For ametrine, photolysis and photocatalytic degradation processes were found to occur via different mechanisms. Spectroelectrochemical studies of endocrine disruptors (ED) were carried out through surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS effect) aiming at the understanding of the nature of the chemical interaction between these molecules and nanostructured metallic surfaces, and at the vibrational characterization of the products formed by faradaic charge transfer processes. Products of oxidation and reduction chemical reactions were identified through spectral changes observed in the SERS spectra as a function of cathodic and anodic potentials.

A hidrogenação catalítica por transferência foi experimentada para redução da ligação olefínica no polibutadieno líquido hidroxilado, no polibutadieno, nos copolímeros de estireno-butadieno, randômico e em bloco e, no copolímero de acrilonitrila-butadieno, utilizando uma molécula hidroaromática como doador de hidrogênio e catalisador heterogêneo de paládio. A influência do tempo de reação; do tipo e quantidade de doador; da temperatura reacional; da quantidade do catalisador e do suporte catalítico, no grau de hidrogenação, foram estudadas. Características do aceptor, como peso molecular, presença de grupos funcionais e distribuição das unidades monoméricas nos copolímeros também foram avaliadas. Diferentes níveis de hidrogenação no polibutadieno líquido hidroxilado, no polibutadieno e nos copolímeros de estireno-butadieno, randômico e em bloco, foram obtidos quando o doador de hidrogênios foi o limoneno. Quando o cicloexeno foi usado como fonte de hidrogênio, apenas a hidrogenação do polibutadieno líquido hidroxilado foi observada. / The catalytic transfer hydrogenation has been tested on polymers (Iiquid hydroxilated polybutadiene, polybutadiene, styrene-butadiene rubber, styrene-butadiene-styrene triblock copolymer and acrilonitrile-butadiene rubber) using a hydroaromatic compound as hydrogen donor and heterogeneous catalyst. In this work, we investigated the influence of reaction time, hydrogen donor (Iimonene or cyclohexene), the donor/C=C molar ratio and different support for the Pd on the olefinic bond reduction by catalytic transfer hydrogenation of the polybutadienes. The influence of acceptor characteristics as molecular weight, presence of the functional groups and monomerics units distribution was evaluated. Different reduction degree on the liquid hydroxilated polybutadiene, polybutadiene, styrene-butadiene rubber and styrene-butadiene-styrene triblock copolymer were obtained when limonene was the hydrogen donor. When cyclohexene was the donor only liquid hydroxilated polybutadiene was reduced.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-08-10T12:27:01Z No. of bitstreams: 1 PDF - Geovânia Cordeiro de Assis.pdf: 2354639 bytes, checksum: ce1618c95a4673199ee7b5895baa2e85 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-10T12:27:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Geovânia Cordeiro de Assis.pdf: 2354639 bytes, checksum: ce1618c95a4673199ee7b5895baa2e85 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Much of the pollution potential adjunct to human activities is related to the emission of large volumes of household and industrial waste, which, even if treated by conventional methods available, have resistant and toxic chemical species that contaminate the water environment. As a result, many efforts have been devoted to the development of alternative technologies, especially the advanced oxidation processes and, in this context, for heterogeneous photocatalysis. The tin dioxide (SnO2) stands out as an excellent photocatalytic activity material. The objective was to study the photodegradation of rhodamine B mediated by UV irradiation / SnO2 and SnO2 impregnated polystyrene nanofoams in order to evaluate the use of the catalyst impregnated polystyrene nanofoams and its reuse. The nanoparticles of SnO2 were synthesized by the polymeric precursor method, based on the Pechini method, calcination temperatures investigated oxide were 700, 800 and 900 ° C. SnO2 nanoparticles were characterized by X-ray diffraction (XRD), Diffuse Reflectance Spectroscopy (DRS), surface area analysis (B.E.T) and Transmission Electron Microscopy (TEM). The nanoparticles of SnO2 were impregnated in nanofoams polystyrene by Thermally Induced Phase Separation mechanism (TIPS), forming the photocatalysts PS/SnO2-700; PS/SnO2-800 and PS/SnO2-900 ° C. The nanofoams PS/SnO2 were characterized by XRD, B.E.T and Scanning Electron Microscopy (SEM). The dye used for testing these photocatalysts is Rhodamine B. The tests showed the effectiveness of these catalysts in the degradation of rhodamine B dye, wherein the impregnation with the polystyrene matrix increased a little photocatalytic activity of all the catalysts and the photocatalyst that obtained the best results with 94% tin dioxide was calcined at 700 ° C and the nanofoams PS/SnO2-700 ° C with 98%. Reuse tests were made that catalyst calcined at 700 ° C powder and impregnated, where it was proven that besides having a photocatalytic activity nanofoams PS/SnO2 can be removed more easily, which facilitates the separation of solution and photocatalyst. / Grande parte do potencial poluente adjunto às atividades antrópicas está relacionado com a emissão de grandes volumes de resíduos domésticos e industriais, os quais, mesmo tratados pelos métodos convencionais disponíveis apresentam espécies químicas resistentes e tóxicas que contaminam o meio hídrico. Em função disso, muitos esforços têm sido dedicados ao desenvolvimento de tecnologias alternativas, com destaque para os processos de oxidação avançada e, dentro deste contexto, para a fotocatálise heterogênea. Dentre os óxidos metálicos aplicados na fotocatalise heterogênea, destaca- se o dióxido de estanho (SnO2) na forma nanoestruturada que apresenta propriedades que favorecem a atividade fotocatalítica. O objetivo do trabalho foi preparar nanoespumas de poliestireno e impregnar nanopartículas de SnO2 para degradação fotoquímica da Rodamina B. As nanopartículas de SnO2 foram sintetizadas através do método dos precursores poliméricos, baseado no método de Pechini, as temperaturas investigadas de calcinação do óxido foram 700, 800 e 900 °C. As nanopartículas de SnO2 foram caracterizadas através de Difração de Raio-X, Espectroscopia de Reflectância Difusa (DRS), Análise de área superficial (B.E.T) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM). As nanopartículas de SnO2 foram impregnadas em nanoespumas de poliestireno através do mecanismo de Separação de Fases Induzido Termicamente (TIPS), formando os fotocatalisadores PS/SnO2-700; PS/SnO2-800 e PS/SnO2-900 °C. As nanoespumas PS/SnO2 foram caracterizadas através de DRX , B.E.T e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). O corante utilizado para os testes desses fotocatalisadores foi a Rodamina B. Os ensaios mostraram a eficiência desses catalisadores na degradação do corante rodamina B, sendo que a impregnação na matriz de Poliestireno aumentou um pouco a atividade fotocatalítica de todos os catalisadores e o fotocatalisador que obteve o melhor resultado com 94 % foi o dióxido de estanho calcinado a 700 °C, bem como a nanoespuma PS/SnO2-700 °C com 98 %. Foram feitos ensaios de reuso desse catalisador, calcinado a 700 °C em pó, e impregnado, onde foi comprovado que além de ter uma atividade fotocatalítica a nanoespuma PS/SnO2 pode ser removida com mais facilidade, o que favorece a separação entre a solução e o fotocatalisador.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-05-19T17:29:27Z No. of bitstreams: 1 JonnyFerreira.pdf: 3245371 bytes, checksum: 31437c781c5f38b977832295aa4ecd66 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-19T17:29:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JonnyFerreira.pdf: 3245371 bytes, checksum: 31437c781c5f38b977832295aa4ecd66 (MD5) Previous issue date: 2017-03-16 / Fundação de Amparo à Pesquisa e ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Maranhão (FAPEMA) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPQ) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Therefore, this research proposes the glycerol transformation in a product with a larger value aggregated the glycerol carbonate. For this, catalysts were synthesized under the influence of modified alumina with calcium and magnesium, produced by methods of polymeric precursors and impregnating in a wet system. The X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared (FTIR), Scanning electron microscopy and dispersive energy spectrometry (SEM-EDS) and X-ray fluorescence spectroscopy (FRX). The glycerol reaction with the dimethyl carbonate was processed in 95º C, with 3.5 dimethyl carbonate/glycerol and 20% of the mass of the catalyst relative to glycerol. The sprectroscopic analysis in the infared region of the reactional product suggested the formation of the carbonyl group (C = O), vibrational mode in the region 1770cm-1 , what is characteristic of a glycerol carbonate Chromatograms confirmed the formation of glycerol carbonate. The conversion values of carbonation of the glycerol with the Al-Ca01 and Al-Ca02 catalysts were 96.5 and 68.6%, respectively, whereas for Al-Mg01 and Al-Mg02, 50.9 and 39.6%, respectively, noting that the conversion potential of glycerol to glycerol carbonate followed the sequence Al-Ca01 <AlCa02 <Al-Mg01 <Al-Mg02. It was observed the formation of glycidol as a minor product. It was fullfilled a 24 factorial planning to evaluate the efects of the variables, composition of the catalyst, molar ration between glycerol and dimethyl carbonate, time and temperature on the reaction of the formation of the glycerol carbonate and determine if the ideal conditions of the process for better results of conversion and selectivity. / Este trabalho propõe a transformação do glicerol em um produto de maior valor agregado, o carbonato de glicerol. Para tanto, foram sintetizados catalisadores a base de alumina modificada com cálcio e magnésio, produzidos pelos métodos de precussor polimérico e impregnação via úmida. A caracterização dos catalisadores ocorreu por meio das análises de difração de raios X (DRX), Infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), Microscopia eletrônica de varredura e espectrometria de energia dispersiva (MEV-EDS) e Espectroscopia de fluorescência de raios X (FRX). A reação do glicerol com o carbonato de dimetila se processou a 95 °C com uma razão carbonato de dimetila / glicerol de 3,5 e 20% em massa do catalisador relativo ao glicerol. A análise espectroscópica na região do infravermelho do produto reacional indicou a formação do grupo carbonila (C=O), modo vibracional na região de 1770 cm-1 , aspecto característico do carbonato de glicerol. Os cromatogramas confirmaram a formação do carbonato de glicerol. Os valores de conversão de carbonatação do glicerol com a utilização dos catalisadores Al-Ca01 e Al-Ca02 foram 96,5 e 68,6%, respectivamente enquanto que para os sistemas Al-Mg01 e Al-Mg02, 50,9 e 39,6%, respectivamente, notando que o potencial de conversão de glicerol à carbonato de glicerol seguiu a sequência Al-Ca01 < Al-Ca02 < Al-Mg01 < AlMg02. A formação do glicidol foi observado no emprego do catalisador de AlCa01 como um produto minoritário. Foi realizado um planejamento fatorial 24 para avaliar os efeitos das variáveis, composição do catalisador, razão molar entre glicerol e carbonato dimetila, tempo e temperatura na reação de formação do carbonato de glicerol e determinar se as condições ideais do processo para melhores resultados de conversão e seletividade.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-06-02T19:29:10Z No. of bitstreams: 1 NeureneCruz.pdf: 2231126 bytes, checksum: fdfdea95589976509b1928b6fd504db5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-02T19:29:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NeureneCruz.pdf: 2231126 bytes, checksum: fdfdea95589976509b1928b6fd504db5 (MD5) Previous issue date: 2016-07-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa e ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Maranhão (FAPEMA) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPQ) / In this study, a catalyst based on alumina and calcium to transesterification reaction of lipid extracts of Chlorella sp biomass in situ was synthesized. The catalyst was characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), XRay Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive Spectroscopy Analysis (EDX) and, X-ray Fluorescence Spectroscopy (XRF). The in situ lipid extraction of Chlorella sp was carried on with the following solvents: methanol, hexane mixture of methanol and hexane in the ratio 2: 1. The extraction methods were performed in soxlhet, magnetic stirring, stirring in ultrasound and stirring with heating in Parr reactor. The transesterification reactions were performed in a Parr reactor, the reactions with lipid extract came from 11g extract, 4% of catalyst in relation to the mass of the extract, ratio alcohol / extract 15: 1 volume / mass at 150 ° C temperature for 180 minutes. The reactions of biomass in situ were made and evaluated by a 24 factorial design with central points, the variables were the time of 40-180 minutes 4-10% catalyst concentration, molar ratio alcohol: biomass 3: 1- 6: 1 and temperature between 60-150 ° C. The result was the ester content. The best conditions were: 150 ° C 180 minutes reason methanol: biomass 3: 1 v / m and catalyst concentration 4%. The factors that have significant influence on the conversion of esters were molar ratio and amount of catalyst. / Neste estudo, foi sintetizado um catalisador à base de alumina e cálcio e utilizado na reação de transesterificação de extratos lipídicos e na biomassa de Chlorella sp in situ. O catalisador foi caracterizado porEspectroscopia na região do Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Difração de Raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Análise de Energia Dispersiva( EDS) e Espectrofotometria de Fluorescência de Raios X . Nas extrações lipídicas de Chlorella sp ultilizou-se os solventes: metanol, hexano e a mistura de metanol e hexano na proporção 2:1. Os métodos de extração foram através de soxlhet, agitação magnética, agitação em ultrasson e agitação com aquecimento em reator Parr. As reações de transesterificação foram feitas em um reator parr, sendo que nas reações com o extrato lipídico partiu-se de 11 g de extrato, 4% de catalisador em relação a massa do extrato, a razãoálcool/extrato 15:1volume/massana temperatura de 150ºC durante 180 minutos. As reações da biomassa in situ foram feitas e avaliadas por um planejamento fatorial 24 com pontos centrais, as variáveis foram o tempo de 40-180 minutos, concentração de catalisador de 4-10 %, razão álcool: biomassa 3:1- 6:1 e temperatura entre 60–150 ºC. A resposta foi o teor de ésteres. As melhores condições foram: 150ºC, 180 minutos, razão metanol: biomassa3:1 v/m e concentração do catalisador 4 %. Os fatores que tiveram influência significativa na conversão dos ésteres foram a razão e quantidade de catalisador.

O reconhecimento de padrões de textura em imagens tem sido uma importante ferramenta na área de visão computacional. Isso porque o atributo textura pode revelar características intrínsecas, tornando possível a classificação de um conjunto de imagens semelhantes. Embora a textura seja estudada há mais de meio século, ainda não existe um consenso sobre sua definição e nem mesmo um método de extração de características de textura que seja eficiente para todos os tipos de imagens. Além disso, os métodos da literatura analisam os padrões de textura de maneira global, considerando que uma imagem apresente um conjunto de micropadrões que formam um único padrão global ou homogêneo de textura na imagem. No entanto, alguns tipos de imagens apresentam heterogeneidade em sua composição, ou seja, o conjunto de micropadrões na imagem é responsável por formar mais de um padrão de textura dentro da mesma imagem. Esse tipo de imagens levou ao propósito de investigação deste trabalho. Independentemente do método de extração de característica utilizado, considerar a heterogeneidade do padrão de textura em uma imagem leva a uma melhor representação de suas características. Para melhorar a análise de padrões heterogêneos de textura, três abordagens são propostas: (i) lazy-patch, (ii) combinação de modelos e (iii) modelagem da textura por meio de autômatos celulares inspirados em corrosão alveolar. Os resultados ao aplicar essas abordagens em diferentes conjuntos de imagens de biologia e nanotecnologia, mostraram que a análise de padrões heterogêneos resulta em melhor representatividade de imagens que possuem padrões heterogêneos de textura em sua composição. / Pattern recognition of texture in images has been playing an important role in computer vision area. This is because the texture attribute can reveal intrinsic characteristics, making it possible to classify a set of similar images. Although the texture is studied for over half a century, there is still no consensus on its definition or even a method to extrac texture characteristics that is effective for all types of images. Moreover, literature methods globally analyze the texture patterns, whereas a picture displays a number of micropatterns which form a single homogenous global pattern of texture in the image. However, some types of image display heterogeneity in their composition, that is, the set of micropatterns in the image use to form more than one texture pattern within the same image. Such type of image led to the purpose of this research work. Regardless the feature extraction method used, considering the heterogeneity of the texture pattern in an image leads to better representation of its features. To further improve the analysis of heterogeneous texture patterns, three approaches are proposed: (i) lazy-patch, (ii) combination of models and (iii) texture modeling using cellular automata inspired by pitting corrosion. The results of applying these approaches in different sets of biology and nanotechnology images showed that the analysis of heterogeneous patterns results in better representation of images that have heterogeneous patterns of texture in your composition.

Several critical human activities depend on the weather forecasting. Some of them are transportation, health, work, safety, and agriculture. Such activities require computational solutions for weather forecasting through numerical models. These numerical models must be accurate and allow the computers to process them quickly. In this project, we aim at migrating a small part of the software of the weather forecasting model of Brazil, BRAMS Brazilian developments on the Regional Atmospheric Modelling System to a heterogeneous system composed of Xeon (Intel) processors coupled to a reprogrammable circuit (FPGA) via PCIe bus. According to the studies in the literature, the chemical equation from the mass continuity equation is the most computationally demanding part. This term calculates several linear systems Ax = b. Thus, we implemented such equations in hardware and provided a portable and highly parallel design in OpenCL language. The OpenCL framework also allowed us to couple our circuit to BRAMS legacy code in Fortran90. Although the development tools present several problems, the designed solution has shown to be viable with the exploration of parallel techniques. However, the performance was below of what we expected. / Várias atividades humanas dependem da previsão do tempo. Algumas delas são transporte, saúde, trabalho, segurança e agricultura. Tais atividades exigem solucões computacionais para previsão do tempo através de modelos numéricos. Estes modelos numéricos devem ser precisos e ágeis para serem processados no computador.Este projeto visa portar uma pequena parte do software do modelo de previsão de tempo do Brasil, o BRAMSBrazilian developments on the Regional Atmospheric Modelling Systempara uma arquitetura heterogênea composta por processadores Xeon (Intel) acoplados a um circuito reprogramável em FPGA via barramento PCIe. De acordo com os estudos, o termo da química da equação de continuidade da massa é o termo mais caro computacionalmente. Este termo calcula várias equações lineares do tipo Ax = b. Deste modo, este trabalho implementou estas equações em hardware, provendo um ´codigo portável e paralelo na linguagem OpenCL. O framework OpenCL também nos permitiu acoplar o código legado do BRAMS em Fortran90 junto com o hardware desenvolvido. Embora as ferramentas de desenvolvimento tenham apresentado vários problemas, a solução implementada mostrou-se viável com a exploração de técnicas de paralelismo. Entretando sua perfomance ficou muito aquém do desejado.