Dentre os insumos utilizados na construção civil, o concreto é um dos mais empregados. O concreto pode ser confeccionado para fins estruturais (pontes, edifícios e demais estruturas de concreto armado ou pré-moldado) ou para fins não estruturais (calçadas, pavimentos, postes, dormentes, blocos para calçamentos, entre outros). Na confecção de concretos são utilizados o cimento (o Cimento Portland é o mais empregado), a água e os agregados, estes últimos divididos em graúdo e miúdo. Com a utilização de diversas matérias-primas a geração de resíduos é inevitável, tanto na construção civil, quanto em outros setores, tais como, as indústrias produtoras de materiais cerâmicos. Dentre os tipos de resíduos provenientes de tais indústrias, têm aqueles provenientes da produção de louças sanitárias (denominado nesta pesquisa como scrap cerâmico). De acordo com o exposto, o objetivo desta pesquisa foi estudar a adição de scrap cerâmico em substituição ao agregado graúdo em diferentes formulações de concreto. Para isso foi selecionado o resíduo de uma indústria instalada no sul do estado de Minas Gerais, e preparados concretos para determinação de propriedades físicas (slump teste, segregação e porosidade) e mecânica (resistência à compressão). Foram fabricadas cinco formulações, uma de referência (CR) e quatro com scrap cerâmico em substituição ao agregado graúdo (brita 1) nas proporções de 25% (CSC-I), 50% (CSC-II), 75% (CSC-III) e 100% (CSC-IV). No estado fresco, duas formulações não apresentaram segregação (CSC-III e CSC-IV) e duas um pequeno escorrimento de água (CSC-I e CSC-II), porém, sem comprometer a trabalhabilidade do concreto, sendo classificado, de acordo com a consistência para utilização em elementos estruturais esbeltos ou com alta densidade de armaduras. Em relação à resistência à compressão, os valores médios apresentados foram muito bons, inclusive a formulação com 100% de scrap cerâmico (fcm = 47,78 MPa). As formulações de concreto com resíduos foram classificadas como C35 e C40, de acordo com os valores de fck, sendo possível serem utilizados em estruturas. Um aspecto importante observado nos modos de ruptura dos corpos de prova; foi a pequena aderência entre o scrap cerâmico e a argamassa, devido ao esmalte no contorno do resíduo. Quanto à porosidade dos concretos, aqueles com 25%, 75% e 100% de scrap cerâmico na sua composição, apresentaram valores médios inferiores ao concreto de referência. / Among the inputs used in civil construction, concrete is one of the most used. Concrete can be made for structural purposes (bridges, buildings and other structures of reinforced or precast concrete) or for non-structural purposes (sidewalks, pavements, posts, dormant, blocks for shoes, among others). In concrete manufacture, cement (Portland cement is the most used), water and aggregates (classified into coarse and fine). With the use of several raw materials the generation of waste is inevitable, both in construction and in other sectors, such as the industries producing ceramic materials. Among the types of residues coming from such industries, there are those from the production of sanitary ware (called in this research as ceramic scrap). The aim of this research was to study the addition of ceramic scrap in substitution to the coarse aggregate in different concrete formulations. For this purpose, scrap ceramic was selected in an industrial plant in the southern state of Minas Gerais, and different mixes of concrete were prepared to determine physical properties (slump test, adhesiveness and porosity) and mechanical property (compressive strength). Five formulations, one reference (CR) and four with ceramic scrap were prepared in proportions of 25% (CSC-I), 50% (CSC-II), 75% (CSC-III) and 100% (CSC-IV) in substitution of the coarse aggregate. In the fresh state, two formulations did not show adhesiveness (CSC-III and CSC-IV) and two a small water runoff (CSC-I and CSC-II), However, without compromising the workability of the concrete, being classified, according to the consistency class for use in slender structural elements or with high density of reinforcements. Regarding the compressive strength, the average values ​​presented for all formulations were very good, including the formulation with 100% of ceramic scrap (fcm = 47.78 MPa). Concrete formulations with scrap ceramic are classified as C35 and C40, according to the values ​​of fck, being possible to be used in structures. An important aspect observed in the rupture modes of the specimens was the small adhesion between the ceramic scrap and the mortar due to the enamel in the contour of the residue. As for the porosity of the concretes, those with 25%, 75% and 100% of ceramic scrap in their composition presented lower values ​​than the reference concrete.

O cimento é um dos materiais mais utilizados no mundo, sendo amplamente empregado no setor de construção civil. Dentre os tipos de cimento Portland existentes, há o tipo pozolânico, em que um material pozolânico é adicionado ao cimento, cuja principal característica é reagir com o hidróxido de cálcio gerado nas reações de hidratação e formar compostos com propriedades aglomerantes, semelhantes aos compostos gerados na hidratação. A turfa é um composto orgânico formado pela decomposição de matéria vegetal e é amplamente utilizada na agricultura, na indústria metalúrgica e como combustível, e possui uma composição química semelhante às pozolanas usuais, podendo assim, apresentar potencial para ser utilizada como pozolana. O presente trabalho tem como objetivo avaliar o potencial pozolânico da turfa quando adicionada ao cimento, nas proporções de 5, 10, 15 e 20% em peso, e correlacionar as propriedades finais com as características apresentadas pelos materiais puros, utilizando três cimentos de fabricantes e composições diferentes. Ensaios de fluorescência e difração de raios X foram realizados para a caracterização dos três cimentos em estudo e da turfa isoladamente e além dos ensaios de finura, água na pasta de consistência normal, início e fim de pega, permeabilidade ao ar, massa específica, expansibilidade e resistência à compressão. Já para as composições, foram feitos os ensaios de porosidade e fluorescência de raios X foram realizados a partir das composições envolvendo cimento e turfa para a idade de 28 dias. Foram feitos também ensaio de resistência à compressão e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram que a combinação das propriedades químicas e físicas de cada um dos cimentos estudados corroboram seu comportamento mecânico e as propriedades finais adquiridas ao longo do processo de cura; os três cimentos, sem adição, apresentam propriedades superiores aos valores estabelecidos por norma. Para o ensaio de resistência à compressão das composições, notou-se que para todos os teores analisados há, independentemente do cimento usado e da idade de rompimento, uma redução de cerca de 70% no valor da resistência mecânica (ao comparar os teores de 5 e 20%), resultando em valores inferiores aos apresentados pelos cimentos puros. Tendo em vista que os valores de porosidade permanecem constantes (em torno de 17%) para todas as composições, pode-se considerar que a turfa, mesmo tendo algumas características químicas semelhantes às pozolanas usuais e apresentando granulometria de acordo com a norma, age como um material inerte, não possuindo atividade pozolânica. Tal fato pode ser explicado pelo teor de sílica presente na turfa (inferior a 30%) que está, parcialmente, em seu estado cristalino, como mostra o DRX, afetando de forma negativa a reação pozolânica. A microscopia eletrônica de varredura confirma os resultados de resistência mecânica obtidos: para o teor de 5% de turfa adicionado ao cimento é possível identificar os produtos da hidratação a partir da microestrutura e da composição química apresentada e quando a adição de turfa é de 20%, há uma mudança drástica na microestrutura para os três cimentos, apresentando áreas que não passaram pelo processo de hidratação. / Cement is one of the most used materials in the world, being widely used in the civil construction sector. Among the existing types of Portland cement there is the pozzolanic type, in which a pozzolanic material is added to the cement, whose main characteristics is to react with calcium hydroxide generated in the hydration reactions and to form compounds with binder properties, similar to the compounds generated in the hydration. Peat is an organic compound formed by the decomposition of plant material and is widely used in the agriculture, metallurgical industry and as fuel. The peat chemical composition is similar to usuals pozzolans, which may present potential to be used as pozzolana. The present work aims to evaluate the pozzolanic potential of peat when it is added to the cement, in the content of 5, 10, 15 and 20% by weight and to correlate the final properties with the characteristics present by the pure materials, using three differents cements. X-ray fluorescence and diffraction tests were performed for the characterization of the cements and peat separately, and also fineness tests, water in the paste of normal consistency, start and finish of the handle, air permeability, specific mass, expandability and mechanical resistance for the three cements. On the other hand, X-ray fluorescence and compressive strength tests were performed from the cement and peat compositions for the age of 28 days. In addition, tests of porosity and scanning electron microscopy were made. The results showed that the combination of chemical and physical properties of each studied cement corroborates its mechanical behavior and the final properties acquired during the cure process, all the cements present properties superior to the values established by standart. For the compressive strength of compositions, for every content studied, regardless of age or cement used, there is a reduction of 70% in the mechanical resistance (analyzing contents of 5 and 20%), resulting in values lower than those presented by pure cements. Considering that the porosity values remain constant, around 17%, for all compositions, it can be considered that peat, although having some chemical characteristics similar to usuals pozzolans and presenting granulometry according to the standart, acts as an inert material, having no pozzolanic activity. That can be explain by the silica content in the peat (less than 30%) that is partially in the crystalline state, as shown by the XRD, negatively affecting the pozzolanic reaction. Scanning electron microscopy confirms the results of mechanical resistance obtained: for the content of 5% of peat added to the cement it is possible to identify the hydration products, by the microstructure and chemical composition presented and when the addition of peat is 20%, the microstructure changes drastically for the three cements, presenting areas that did not go through the hydration process. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

O acúmulo de gás carbônico (CO2) na atmosfera tem intensificado os problemas ambientais. Processos fotocatalíticos podem ser empregados para converter o CO2 em outros compostos com valores agregados. Para tanto, utilizam-se semicondutores como fotocatalisadores e um dos mais empregados é o óxido de zinco (ZnO). Geralmente a dopagem melhora a atividade fotocatalítica do semicondutor, logo, o presente estudo analisa metodologias de síntese de ZnO dopado com N (ZnO:N), utilizando a ureia como fonte de N. Foram analisadas quatro metodologias de dopagem pela adição de ureia em partículas de: (1) ZnO amorfo e (2) ZnO cristalino; e na solução de Zn (3) posteriormente ao agente polimerizante (AP) e (4) anteriormente ao AP. Os materiais obtidos foram submetidos a tratamento térmico (TT) em nove condições distintas (400 ºC, 450 ºC e 500 ºC por 2 h, 12 h e 24 h) e caracterizados por TGA/DTG, DRX, Raman, FTIR, XPS, DRS, BET e MEV-FEG. Por TGA/DTG, constatou-se que a temperatura de 400 ºC não foi adequada para a obtenção das partículas. Por DRX, observou-se que as amostras possuem a fase wurtzita do ZnO, os cristalitos se encontram em escala nanométrica e aumentam de tamanho conforme se aumenta a temperatura e o tempo do TT. Por Raman e por FTIR, verificou-se que maiores tempos de TT e/ou a metodologia 4 (M4) fornecem amostras com maior simetria e menos contaminantes adsorvidos na superfície. Por XPS, averiguou-se a dopagem de N na rede cristalina de algumas amostras previamente selecionadas. Por DRS, observou-se que o ZnO puro possui band gap inferior ao relatado na literatura, sendo esse fato relacionado ao método de síntese utilizado. Percebeu-se, pois, que as partículas sintetizadas em maiores tempos de TT e/ou pela M4 possuem maior definição de cristalinidade e menor quantidade de resíduos de síntese. Outras caracterizações foram feitas para ZnO puro (ZP) e para as amostras de ZnO:N obtidas pela M4, observando-se por BET e MEV-FEG uma tendência na diminuição de área superficial com o aumento da temperatura de TT, fato esse decorrente da formação de aglomerados em maiores temperaturas de TT. Por fim, empregaram-se ZP e as amostras sintetizadas pela M4 como fotocatalisadores na reação de fotorredução do CO2. Monitorou-se o avanço da reação pela produção de CH4, identificando-se que menores tempos de TT fornecem materiais com melhores atividades fotocatalíticas, já que maiores quantidades de CH4 foram identificadas para as amostras obtidas pela M4 e submetidas a tratamento térmico de 450 ºC por 2 h e 500 ºC por 2 h. / The environmental problems have been intensified by accumulation of carbon dioxide (CO2) in the atmosphere. Photocatalytic processes can be used to convert CO2 into other value-added compounds. For this purpose, semiconductors are used as photocatalysts and one of the most utilized is ZnO. The photocatalytic activity is usually improved by doping, thus, in this work, methods of synthesis of ZnO doped with N (ZnO:N) using urea as N source are analyzed. Four doping methods were evaluated by adding urea in the particles of: (1) amorphous ZnO and (2) crystalline ZnO; and in the solution of Zn (3) after polymerizing agent (PA) and (4) before PA. The materials were heat-treated (HT) in nine different conditions (400 °C, 450 °C and 500 °C for 2 h, 12 h and 24 h) and characterized by TGA/DTG, XRD, Raman, FTIR, XPS, DRS, BET and SEM-FEG. By TGA/DTG it was noticed that the temperature of 400 oC was not appropriate for synthesis of the particles. By XRD, it was observed that the samples are in the wurtzite phase of ZnO, the crystallites are in nanometer scale and they increase their size with the increment in the temperature and time of HT. By Raman and FTIR, it was verified that higher times of HT and/or the methodology 4 (M4) provide samples with higher symmetry and less contaminants adsorbed in the surface. By XPS, it was identified the doping of N in the crystalline structure of some previously select samples. By DRS, it was found that pure ZnO has lower band gap than the reported in the literature, fact that is related to the synthesis method. Then, it was identified that particles synthesized in higher times of HT and/or by the M4 have greater definition of crystallinity and lower quantity of residues of synthesis. Other characterizations were done for pure ZnO (ZP) and the samples of ZnO:N synthesized by M4. By BET and SEM-FEG, it was observed a tendency in the decrease of surface area with the increase in the temperature of HT due to the formation of clusters in higher temperatures of HT. Therefore, it was used ZP and the samples synthesized by M4 as photocatalysts in the reaction of photoreduction of CO2. The progress in the reaction was monitored by CH4 production. It was noticed that lower times of HT provide materials with better photocatalytic activity since the higher quantities of CH4 were identified for the samples synthesized by M4 e submitted to heat treatment at 450 ºC for 2 h and 500 ºC for 2 h. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

O objetivo desse trabalho foi desenvolver compósitos com micropartículas de cobre na forma esférica (MPCu-esf) e na forma de flake (MPCu-flake), com nanopartículas de cobre (NPCu) e com nanopartículas de prata + sílica (NPAg-Si), com diferentes concentrações, em matriz de poli(tereftalato de etileno)- PET. A partir dos compósitos, foram produzidos filamentos, cuja atividade antimicrobiana in vitro foi avaliada e comparada entre os compósitos. Foi utilizada a metodologia conforme norma AATCC-100 para avaliação do efeito bactericida das micro e nanopartículas metálicas nas bactérias S.aureus e Klebsiella pneumoniae para um tempo de incubação de 24 horas. As propriedades mecânicas como tenacidade e alongamento, as propriedades térmicas e ópticas também foram avaliadas com a finalidade de garantir que essas propriedades não foram afetadas de forma impedir a produção das fibras em escala industrial. Os resultados permitiram confirmar as características antimicrobianas de forma satisfatória para os nanocompósitos produzidos a partir das MPCu-esférica e das NPCu, ambos na concentração mínima de 0,022% m/m e para as NPAg+Si na concentração mínima de 0,045% m/m. Com relação às propriedades mecânicas, constatou-se pequena queda na tenacidade e aumento do alongamento para todos os compósitos. Nas propriedades térmicas, constatou-se leve redução das temperaturas de cristalização e de fusão cristalina dos compósitos com o aumento da concentração das partículas metálicas. Quanto às propriedades ópticas, observou-se que a cor a* (verde - vermelha) aumentou na direção da cor vermelha e a cor b* (azul – amarela) aumentou na direção da cor amarela com o aumento da concentração das partículas e a cor L* (opacidade) foi reduzida com o aumento da concentração das partículas. As informações obtidas a partir desse estudo serão relevantes para produção de tecidos e não tecidos para utilização médica, hospitalar, higiênicos e em vestuários. Além dessas aplicações, como o PET é utilizado também para a fabricação de embalagem de alimentos na forma de garrafas e filmes, os compósitos poderão ser explorados para obtenção de maior tempo de conservação dos alimentos. / The aim of this study was to develop composites with copper microparticles in spherical form (MPCu-esf) and flake form (MPCu-flake), with copper nanoparticles (NPCu) and silver nanoparticles (NPAg+Si) in different concentrations in the poly(ethylene terephthalate)–PET matrix. Filaments were produced from these composites, whose the antimicrobial activity in vitro was characterized and compared between the composites. The standard method was according to AATCC-100 for assessment of the bactericidal effect metallic particles in bacteria S. aureus and Klebsiella pneumoniae. A time of 24 hours for incubation was used. The mechanical properties such as tenacity and elongation, thermal and optical properties were also evaluated for the purpose of ensuring that these properties for fiber production, were not affected so as to prevent fiber production on an industrial scale. The results confirm the satisfactory antimicrobial characteristics to the nanocomposites produced from the MPCu-spherical and NPCu, both the minimum concentration of 0.022% m/m and the NPAg-Si at minimum concentration of 0.045% m/m. Regarding to mechanical properties, there was little decrease in tenacity and elongation increase for all nanocomposites. Regarding to mechanical properties, there was little decrease in tenacity and elongation increase for all composites. With respect to thermal properties, there was reduction in the crystallization and crystalline melting temperature for the composites with increasing concentration of the metal particles. For to optical properties, it was observed that the color a * (green - red) increased toward the red color and the b * color (blue - yellow) increased toward yellow color with increasing concentration of the particles and the color L* (brightness), reduced with increasing particle concentration. Information obtained from this study will be relevant for the production of fabrics and nonwovens for medical application, hospital, hygiene and clothing. In addition to these applications, as PET is also used for manufacturing food packaging in the form of bottles and films, the composites can be exploited for greater shelf-life of food.

Atualmente é de grande interesse a fabricação de novos materiais para o recobrimento de feridas de pele. A quitosana (QUIT) é um material funcional por suas características de biodegradabilidade, biocompatibilidade e não toxicidade. Além disso, pode acelerar a cicatrização de feridas e se mostra hemostática e bactericida. A policaprolactona (PCL) é um poliéster com propriedades compatíveis e biodegradabilidade, encontrado em várias aplicações biomédicas, como liberação controlada de fármacos. O copolímero de metoxi polietileno glicol (mPEG) e PCL, o mPEG-PCL, é um copolímero anfifílico biodegradável, tornando possível a interação da PCL (hidrofóbica) com a QUI, que é hidrofílica. A gentamicina (GE), também hidrofílica, é um dos antibióticos mais utilizados devido ao seu baixo custo e boa estabilidade. Nesta pesquisa foram preparadas membranas de QUIT com mPEG-PCL e GE, as quais foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), colorimetria, analise na região do infravermelho (FTIR), termogravimetria (TG), calorimetria diferencial exploratória (DSC), umidade e porcentagem de intumescimento. Ainda, foram realizados ensaios de liberação de GE in vitro e da atividade antimicrobiana, utilizando Escherichia coli e Staphylococcus aureus. A distribuição uniforme do copolímero mPEG-PCL na matriz de QUIT e a presença de GE na superfície das mesmas foram observadas nas micrografias de MEV e comprovadas por FTIR. Além disso, não houve alteração significativa na cor L das membranas, que se mostraram translucidas, propriedade importante para recobrimentos de ferida. Por DSC, obteve-se temperaturas de fusão intermediarias, comparando-se com as da QUIT e do mPEG-PCL, porém superiores à temperatura corpórea (37⁰C). A TG mostrou perda de massa das membranas em temperaturas superiores a 37⁰C. As membranas foram capazes de absorver tampão, simulando os fluidos exsudados da ferida e apresentaram cerca de 15% de umidade. Nos testes de atividade antimicrobiana, foi possível observar halo de inibição ao redor das membranas carregadas com GE, que teve uma liberação inicial menor na membrana com maior concentração de mPEG-PCL no ensaio de liberação in vitro. / It is currently of great interest to the manufacture of new materials for covering skin wounds. Chitosan (QUIT) is a functional material for its biodegradability characteristics, biocompatibility and non-toxicity. Furthermore, it can accelerate wound healing and hemostatic and bactericidal shown. Polycaprolactone (PCL) is a polyester with consistent properties and biodegradability, found in various biomedical applications such as controlled drug release. Methoxy polyethylene glycol copolymer (mPEG) and PCL, mPEG-PCL, is a biodegradable amphiphilic copolymer, making possible the interaction of PCL (hydrophobic) with QUIT which is hydrophilic. Gentamicin (GE) also hydrophilic, is one of the most widely used antibiotics due to its low cost and good stability. In this research were prepared QUIT membranes with mPEG-PCL and GE, which were characterized by scanning electron microscopy (SEM), colorimetry, look in the infrared (FTIR), thermogravimetry (TG), differential scanning calorimetry (DSC) humidity and percentage of swelling. Furthermore, GE release assays and in vitro antimicrobial activity were conducted using Escherichia coli and Staphylococcus aureus. The uniform distribution of the mPEG-PCL copolymer QUIT matrix and the presence of GE on their surface were observed in the SEM micrographs and tested by FTIR. Moreover, there was no significant change in color L membrane, which showed translucent, important property for wound coverings. DSC was obtained intermediate melting temperatures, comparing with the QUIT and mPEG-PCL, but higher than body temperature (37⁰C). The TG showed weight loss of membranes at temperatures above 37⁰C. The membranes were capable of absorbing buffer simulating the exuded fluids from the wound and had about 15% moisture. In the antimicrobial activity test, we observed inhibition halo around the charged membranes with GE, which had a lower initial release in the membrane with the highest concentration of mPEG-PCL in vitro release test.

Orientador: Gustavo Rocha de Castro / Banca: Clovis Augusto Ribeiro / Banca: Mirian Cristina dos Santos / Banca: Luciana Camargo do Oliveira / Banca: Margarida Juri Saeki / Resumo: Este trabalho relata o desenvolvido de métodos analíticos que visa à determinação de algumas espécies tóxicas e potencialmente tóxicas de metais e metalóides em níveis ultra-traço em amostra de água naturais, utilizando uma técnica analítica menos sensível, como a espectrometria de absorção atômica em chama (FAAS). Essa técnica foi escolhida por ser relativamente simples e possuir baixo custo operacional. A técnica de extração em fase sólida (EFS), utilizando um novo material sorvente, foi utilizada para separar e pré-concentrar os analitos. Este estudo demonstra o procedimento de uma nova rota sintética via co-condensação visando à produção de uma sílica mesoporosa organofuncionalizada com o ligante 4-amino-3-hidrazino-5-mercapto-1,2,4-triazole e, sua utilização como sorvente para pré-concentração/análise de especiação de íons metálicos em amostras de água. O material produzido foi caracterizado por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), BET, ressonância magnética nuclear (RMN) de 29Si e 13C, dentre outras. As características adsortivas desse material foram estabelecidas em estudos de batelada, onde se estudou o efeito do pH, cinética de adsorção e capacidade máxima de adsorção. A otimização multivariada foi utilizada para obtenção das melhores condições químicas e de fluxo no sistema de pré-concentração, permitindo avaliar as interações principais e secundárias entre os fatores. Por meio da análise dos espectros obtidos por FTIR foi possível observar bandas de es... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This paper reports on the development of analytical methods for the determination of some toxic and potentially toxic species in ultra-trace levels in natural water samples using a less sensitive analytical technique such as flame atomic absorption spectrometry (FAAS). This technique was chosen because it is relatively simple and has a low operating cost. The solid phase extraction technique (SPE) using a new sorbent material was used to separate and preconcentrate the analyte. This study demonstrates the procedure of a new synthetic route using the technique of the co-condensation for the production of a mesoporous organofunctionalised silica with the 4-amino-3-hydrazino-5-mercapto-1,2,4-triazole ligant and its use as a sorbent for preconcentration/analysis of metal ions speciation in water samples. The material produced was characterized by infra-red spectroscopy (FTIR), BET, 29Si and 13C nuclear magnetic resonance (NMR), among others. The adsorptive characteristics of this material were established in batch studies, where the effect of pH, adsorption kinetics and maximum adsorption capacity were studied. Multivariate optimization was used to obtain the best chemical and flow conditions in the preconcentration system, allowing the evaluation of the main and secondary interactions among the factors. By means of the analysis of the spectra obtained by FTIR, it was possible to observe C-H, C-Cl and (NH2) stretch bands from the organic fraction of the material. The surface area was 369.84 m2 g -1 with average pore diameter at 7.1 nm related to mesoporous materials. The results obtained by 29Si NMR prove the formation of the hybrid material, synthesized by co-condensation, and the 13C NMR confirms the anchoring of the ligant in the matrix. The pH 5.0 it was favors the adsorption of the ions Cu (II), the pH 3.0 it was favors the adsorption of the Cd (II) and As (V)... (Full abstract, click on electronic access below) / Doutor

Orientador: Sidney José Lima Ribeiro / Banca: Marie-Joelle Menu / Banca: Lucas Alonso Rocha / Banca: Lauro June Queiroz Maia / Banca: Michel Wong Chi Man / Banca: Marc Verelst / Banca: Isabelle Gautier-Luneau / Resumo: The design of heterobimetallic luminescent complexes has gained growing interest in recent years due to their unique photophysical properties. More specifically, the development of heterobimetallic complexes using d-block chromophores to sensitize the near-infrared (NIR) emission of lanthanide complexes (such as Nd(III) and Yb(III)) has received significant attention taking into account their longer emission wavelengths and the interest of the NIR emission which penetrates human tissue more effectively than UV light. These properties give them potential applications in medical diagnostics or biomedical assays. Transitions to excited state levels of transition metal complexes occurring in the visible and characterized by large absorption coefficients, could efficiently sensitize f-f levels of Ln(III) ions. In this work new d-f heterobimetallic complexes containing silylated ligands were prepared supported on silica materials. [Ru(bpy)2(bpmd)]Cl2 (labeled Ru), [Ru(bpy)(bpy-Si)(bpmd)]Cl2 (labeled RuL) and [Ln(TTA-Si)3] (labeled LnL3) and d-f heterobimetallic complexes, Ru-LnL3 and Ln-RuL (Ln = Nd3+, Yb3+) were prepared. Structural characterization was carried out by Raman Scattering, 1H and 13C NMR spectroscopies. Results obtained from 1H-13C HMBC and HSQC correlation NMR spectra confirm the formation of proposed complexes. Photophysical properties studies highlight the efficiency of Ru-Ln energy transfer processes in NIR-emitting lanthanide complexes mediated by conjugated brid... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: ABSTRACT The design of heterobimetallic luminescent complexes has gained growing interest in recent years due to their unique photophysical properties. More specifically, the development of heterobimetallic complexes using d - block chromophores to sensitize the near - infrared (NIR) emission of lanthanide complexes (such as Nd(III) and Yb(III)) has received significant attention taking into account their longer emission wavelengths and the interest of the NIR emission which pene trates human tissue more effectively than UV light. These properties give them potential applications in medical diagnostics or biomedical assays. Transitions to excited state levels of transition metal complexes occurring in the visible and characterized by large absorption coefficients, could efficiently sensitize f - f levels of Ln(III) ions. I n this work new d - f heterobimetallic complexes containing silylated ligands were prepared supported on silica materials. [Ru(bpy) 2 (bpmd)]Cl 2 (labeled Ru ), [Ru(bpy)(bpy - Si)(bpmd)]Cl 2 (labeled RuL ) and [Ln(TTA - Si) 3 ] (labeled LnL3 ) and d - f heterobimetallic complexes, Ru - LnL3 and Ln - RuL (Ln = Nd 3+, Yb 3+ ) were prepared. Structural characterization was carried out by Raman Scattering, 1 H and 13 C NMR spectroscopies . Results obtained from 1 H - 13 C HMBC and HSQC correlation NMR spectra confirm the formation of proposed complexes. Photophysical properties studies highlight the efficiency of Ru - Ln energy transfer processes in NIR - emitting lanthanide complexes mediated by conjugated bridging ligand (2,2' - bipyrimidine). Lifetime measurements were carried out and values of quantum yield for energy transfer (  ET ) between 30 and 84 % could be evaluated.  ET of 7 3 .4 % obtained for the Yb - RuL complex is the largest value reported for Ru(II) - Yb(III) heterobimetallic complexes so far. Grafting on different silica matrix was also demonstrated... / Doutor

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química. / Made available in DSpace on 2012-10-18T05:22:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A presença dos resíduos de aminoácidos histidina e tirosina em uma variedade de metaloidrolases tem levado os químicos bioinorgânicos a projetar e sintetizar novos complexos modelo para esses sistemas contendo grupos que mimetizam tais resíduos. Nesse trabalho foram sintetizados ligantes inéditos contendo resíduos imidazólicos, fenólicos, amínicos e piridinicos. A partir desses ligantes foram sintetizados complexos inéditos, sendo: um complexo binuclear Fe2III (Complexo 1), dois complexos binucleares de Cu2II (Complexos 3 e 5) e cinco complexos mononucleares (Complexos 2, 4, 6, 7 e 8). Estes foram caracterizados por várias técnicas incluindo análise elementar, condutivimetria, eletroquímica, espectroscopias de RPE, infravermelho e eletrônica, titulação potenciométrica e medidas magnéticas. Os complexos 1, 2, 4, 6, 7, 8 e 9 foram caracterizados estruturalmente por difração de raios X. As propriedades estruturais, magnéticas e espectroscópicas do Complexo 1 sugerem que este pode ser considerado um modelo estrutural para o sítio ativo da forma Fe2III (oxidada) das fosfatases ácidas púrpuras. A caracterização dos complexos 2, 4, 6, 7 e 8 conduziram aos testes de reatividade desses complexos frente a hidrólise do 2,4-BDNPP. Os estudos de hidrólise do 2,4-BDNPP promovidos pelos complexos 2, 4 e 6 elegeram esses complexos como modelos funcionais para as fosfatases alcalinas. Testes preliminares de clivagem de DNA na presença dos complexos 2, 4, 6, 7 e 8 levaram a considerá-los como novas nucleases químicas. Testes de mutagenicidade e citotoxicidade realizados para o Complexo 2 com a bacteria Salmonella typhimurium (teste de Ames) e com células de tumor pequeno de pulmão revelaram um possível agente quimioterápico. A presença dos resíduos de aminoácidos histidina e tirosina em uma variedade de metaloidrolases tem levado os químicos bioinorgânicos a projetar e sintetizar novos complexos modelo para esses sistemas contendo grupos que mimetizam tais resíduos. Nesse trabalho foram sintetizados ligantes inéditos contendo resíduos imidazólicos, fenólicos, amínicos e piridinicos. A partir desses ligantes foram sintetizados complexos inéditos, sendo: um complexo binuclear Fe2III (Complexo 1), dois complexos binucleares de Cu2II (Complexos 3 e 5) e cinco complexos mononucleares (Complexos 2, 4, 6, 7 e 8). Estes foram caracterizados por várias técnicas incluindo análise elementar, condutivimetria, eletroquímica, espectroscopias de RPE, infravermelho e eletrônica, titulação potenciométrica e medidas magnéticas. Os complexos 1, 2, 4, 6, 7, 8 e 9 foram caracterizados estruturalmente por difração de raios X. As propriedades estruturais, magnéticas e espectroscópicas do Complexo 1 sugerem que este pode ser considerado um modelo estrutural para o sítio ativo da forma Fe2III (oxidada) das fosfatases ácidas púrpuras. A caracterização dos complexos 2, 4, 6, 7 e 8 conduziram aos testes de reatividade desses complexos frente a hidrólise do 2,4-BDNPP. Os estudos de hidrólise do 2,4-BDNPP promovidos pelos complexos 2, 4 e 6 elegeram esses complexos como modelos funcionais para as fosfatases alcalinas. Testes preliminares de clivagem de DNA na presença dos complexos 2, 4, 6, 7 e 8 levaram a considerá-los como novas nucleases químicas. Testes de mutagenicidade e citotoxicidade realizados para o Complexo 2 com a bacteria Salmonella typhimurium (teste de Ames) e com células de tumor pequeno de pulmão revelaram um possível agente quimioterápico.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-17T09:02:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T00:55:27Z : No. of bitstreams: 1 148946.pdf: 9150792 bytes, checksum: 0eeac3b6ea44d19a71e1eb577192e809 (MD5) / As matérias-primas cerâmicas alumina ativada e titanato de alumínio (ba-AI2TiO5) foram preparados pelo método sol-gel. A alumina ativada na forma de microesferas foi produzida por geleificação externa utilizando nitrato de alumínio como precursor. Obteve-se microesferas não densas de pseudoboemita, com poros de até 50 mm de diâmetro, que apresentaram área superficial específica de aproximadamente 250 m2/ g. Quando estas microesferas foram calvinadas a 500°C a área superficial específica aumentou para 300 m2/ g. Os testes de calcinação desse material mostrou a g-alumina já formada a 350 °C e a a-alumina bem cristalizada a 1100 °C. Para produzir pó de titanato de alumínio utilizou-se alcóxidos de alumínio e de titânio como precursores com adição de ácido clorídrico. O gel mais translúcido preparado promoveu sob tratamento térmico uma evolução estrutural atípica: a cristalização direta da fase titanato de alumínio a 900 °C. Nesta temperatura a fase titanato de alumínio foi detectado após 3 horas de tratamento. Com 5 horas de tratamento a 900 °C a fase apresentou-se bem cristalizada e permaneceu assim com 10 horas de tratamento. A 1400 °C ocorreu a formação de titanato de alumínio em todas as amostras preparadas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-24T20:37:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 266734.pdf: 3768760 bytes, checksum: 51f9a9ae6e4054eec36334abeecd7073 (MD5) / O agente de desinfecção mais comumente utilizado tanto na produção de água potável como em plantas de tratamento de efluentes é o cloro e seus compostos relacionados, como hipoclorito de sódio e de cálcio. Devido à formação dos subprodutos da desinfecção, têm-se buscado novas alternativas de processos com esta finalidade. Nos recentes anos, os processos de oxidação avançada têm merecido destaque entre os processos de degradação de contaminantes orgânicos e desinfecção de águas e efluentes líquidos. Dentre os processos de oxidação avançada, os processos catalíticos em fase homogênea ou heterogênea são aqueles que combinam um oxidante forte, como ozônio ou peróxido de hidrogênio, e um catalisador metálico ou de óxido metálico, para a geração de radicais livres oxidantes, capazes de decompor não seletivamente inúmeros compostos dissolvidos. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a aplicação de filtração granular adsortiva e peroxidação catalítica para obtenção de água potável, utilizando catalisadores heterogêneos à base de óxidos metálicos. Ensaios pilotos de filtração granular adsortiva foram realizados e dois tipos de carvões e um tipo de zeólita natural foram avaliados. Um dos carvões, que possui aderido a sua superfície óxidos e hidróxidos de ferro, e a zeólita natural foram avaliados como catalisadores na peroxidação catalítica em leito fixo. Neste processo, foi avaliada a influência do tempo de residência, do diâmetro de partícula do catalisador e da dosagem de peróxido de hidrogênio. Foi avaliado o comportamento do sistema na ampliação de escala para o carvão testado e os custos envolvidos na aplicação de ambos os sólidos. Foi avaliada a capacidade adsortiva e a cinética de adsorção da bactéria E.coli sobre os sólidos, bem como a cinética de desinfecção da bactéria em reatores descontínuos utilizando uma solução sintética de E.coli ATCC 25922 livre de interferentes. Na aplicação na filtração granular adsortiva o sólido que apresentou melhores resultados foi a zeólita, seguida dos carvões. Na aplicação de oxidação catalítica utilizando o carvão que possui óxidos de ferro impregnados a sua superfície, a vazão de água aplicada foi o fator mais significante para o processo, a melhor condição experimental foi no tempo de residência de 2 minutos e dosagem de peróxido de hidrogênio de 60mg/L. O diâmetro de partícula do carvão não influenciou na eficiência de remoção de coliformes totais e fecais. O sistema apresentou estabilidade em 24 horas de operação e os resultados foram reproduzidos na ampliação de escala. Na aplicação da zeólita em leito fixo combinada com peróxido de hidrogênio, a melhor condição operacional foi no tempo de residência de 2 minutos e dosagem de peróxido de hidrogênio de 50mg/L. A zeólita apresentou capacidade adsortiva para a bactéria E.coli, sendo o equilíbrio de adsorção descrito pelo modelo de Freundlich. No estudo cinético de adsorção, os dados experimentais ajustaram-se ao modelo de adsorção de pseudo-segunda ordem. Quando utilizada a mesma instalação, os custos envolvidos na aplicação de zeólita e um dos carvões em leito fixo combinados com peroxidação para obtenção de água potável, foram de R$ 1,70 e R$ 0,29 por metro cúbico tratado, respectivamente. Esta diferença é resultado das características operacionais dos sistemas, quando aplicados os diferentes sólidos. Os resultados obtidos indicaram que ambos os sólidos podem ser utilizados no processo de obtenção de água potável, que nas condições experimentais otimizadas atenderam aos parâmetros de potabilidade estipulados na Portaria n° 518/2004 do Ministério da Saúde. The disinfecting agent must commonly used both in the production of potable water as well as in effluent treatment plants is chlorine and its related compounds, such as sodium hypochlorite and calcium hypochlorite. Due to the formation of subproducts of disinfection, new alternatives of processes with this purpose have been sought for. In recent years, the processes of advanced oxidation have merited highlighting among the processes of degradation of organic contaminants and water and wastewater disinfection. Within the processes of advanced oxidation, the catalytic processes in a homogeneous or heterogeneous phase are those that combine a strong oxidant, such as ozone or hydrogen peroxide, and a metallic or metallic oxide catalyzer for the generation of free radical oxidants, capable of non-selective decomposition of innumerable dissolved compounds. The objective of the present study was evaluate the application of adsorptive granular filtration and catalytic peroxidation for obtaining potable water, using heterogeneous catalyzers with a metallic oxide base. Pilot trials of adsorptive granular filtration were undertaken and two types of carbon media and one type of natural zeolite were evaluated. One of the carbon media, which has oxides and iron hydroxides bound to its surface, and a natural zeolite were evaluated as catalyzers in the catalytic peroxidation in a fixed bed. In this process, the influence of residence time, the particle diameter of the catalyzer and the dosage of hydrogen peroxide were analyzed. The behavior in the scale amplification of the system for the carbon media tested and the costs involved in the application of both solids were evaluated. The adsorptive capacity and the kinetics of adsorption of the bacteria E.coli on the solids was evaluated, as well the kinetics of disinfection of bacteria in discontinuous reactors using a synthetic solution of E.coli ATCC 25922 free of interferents. In application in adsorptive granular filtration, the solid that presented the best results was zeolite, followed by the carbon media. In the application of catalytic oxidation using the carbon media, which has iron oxides impregnated on its surface, the inlet flow of water applied was the most significant factor for the process; the best experimental condition was in time of residence of 2 minutes and dosage of hydrogen peroxide of 60mg/L. The particle diameter of the carbon media did not have an influence on the efficiency of removal of total and fecal coliforms. The system presented stability in 24 hours of operation and the results were reproduced in amplification of scale. In application of the zeolite in a fixed bed combined with hydrogen peroxide, the best operational condition was in the time of residence of 2 minutes and a dosage of hydrogen peroxide of 50mg/L. The zeolite presented adsorptive capacity for the E.coli bacteria, with the adsorption equilibrium being described by the Freundlich model. In the kinetic study of adsorption, the experimental data were adjusted to the model of adsorption of pseudo- second order. When the same installation was used, the costs involved in the application of zeolite and one of the carbon media in a fixed bed combined with peroxidation for obtaining potable water were of R$ 1.70 and R$ 0.29 per cubic meter treated respectively. This difference is a result of the operational characteristics of the systems, when the different solids are applied. The results obtained indicated that both solids may be used in the process of obtaining potable water, which in the optimized experimental conditions met the potability parameters stipulated in Government Directive no. 518/2004 from the Ministry of Health.