L'aérosol atmosphérique a des effets sur le changement climatique global et un impact sanitaire non-négligeables. Dans l'aérosol atmosphérique terrestre, les composés organiques représentent une fraction importante. Du fait de l'extrême complexité de cette fraction organique et des processus dynamiques qui l'animent, une fraction non négligeable de celle-ci n'est pas clairement identifiée à ce jour malgré des techniques d'analyses toujours plus nombreuses. Dans cette thèse, nous avons voulu explorer la richesse d'information fournie par une technique innovante : la spectrométrie de masse à haute résolution (HRMS). La haute résolution du LTQ-Orbitrap fournit une extrême précision sur la masse des molécules analysées et permet d'en identifier les formules brutes. Tout d'abord, nous avons utilisé cette nouvelle méthode de caractérisation afin d'élucider en laboratoire des mécanismes de production de l'aérosol se déroulant en phase aqueuse. Associée à une caractérisation par RMN, la HRMS nous permet d'identifier des voies de fabrication de composés de faible poids moléculaires (acides carboxyliques, aldéhydes, cétone) ainsi que des composés à haut poids moléculaire : les oligomères formés se transforment en HULIS au cours de leur vieillissement. Le fait que la méthacroléine (MACR) et la méthyl-vinyl-cétone (MVK), les deux principaux produits d'oxydation de l'isoprène, forment des AOS en phase aqueuse avait été précédemment montré. Ce travail montre que les précurseurs des AOS sont différents selon l'isomère et que les séries d'oligomères formées atteignent 1400 Da.. L'étude HRMS des produits permet de proposer un mécanisme radicalaire d'oligomérisation de la MVK. L'analyse HRMS des produits de la MACR montre qu'en plus du mécanisme valable pour la MVK, la réactivité de la MACR engendre co-polymérisation et production d'Hulis. Une signature HRMS des Hulis a été mise en évidence. Ensuite, nous avons utilisé les méthodes de traitement de données HRMS pour tenter de les appliquer à l'identification d'aérosol ambiant. Les composés organiques représentent la fraction majeure des particules de l'aérosol atmosphérique ; une grande partie reste mal identifiée. Une compréhension détaillée des sources et des procédés de transformations est nécessaire. L'investigation de la composition chimique des particules de matière fine et ultrafine peut être apporter par HRMS. L'ESI-Orbitrap apporte une description moléculaire qui détermine les propriétés chimiques et physiques de l'aérosol organique. Les particules ont été échantillonnées selon leur taille respective. Les prélèvements ont été fait à Grenoble en été et en hiver. Une comparaison saisonnière permet d'identifier des signatures chimiques différentes. Enfin, une intercomparaison est établie avec des échantillons d'une troisième campagne prélevées en proximité routière: MOCOPO. / Atmospheric aerosol has an important impact on the radiative balance of Earth. Organics compounds represent the major fraction of atmospheric aerosol particles; a large part is still not well characterized. A detailed understanding of the sources, transformations processes and fates of organics aerosols is needed. This work investigates the ability of the ESI-Orbitrap to characterize organics molecules of aerosol. Firstly, experimental and analytical methods were developed to unveil mechanistic ambiguities that were previously shown. Methacrolein (MACR) and methyl vinyl ketone (MVK) (the two main gas phase atmospheric oxidation products of isoprene) were known to form oligomers and secondary organic aerosol (SOA) upon aqueous phase OHoxidation and subsequent water evaporation. For the two precursors, ESI-MS analysis of the reacting solutions brought clear evidence for the formation of oligomer systems having a mass range of up to 1400 Da.. Taking advantage of the regularities observed in the oligomer systems, the ESI-HRMS data were used to propose stoichiometries for more than 75% of the observed signal. Moreover, we show here that MACR oligomers aging give rise to HULIS production. In addition, global estimates of secondary organic aerosol (SOA) formation flux show that current descriptions miss a large fraction of the sources. This gaping underestimation has been linked to a poor understanding of aerosol functionalization in the atmosphere and lead to the formation of a new conceptual framework for the description of the aerosol, based on volatility versus polarity plots. This new framework is almost exclusively based on High Resolution Time of Flight Aerosol Mass Spectrometer(HR-Tof-AMS) data, as this instrument gives access to average H:C, N:C and O:C ratios for the bulk aerosol. The AMS estimates for O:C and H:C ratios are thus based on heavy fragmentation of organics followed by stoichiometry attribution on those fragments. Given the resolution of the HR-ToF-AMS, such an attribution is not feasible above a certain mass, making fragmentation a necessary aspect of the measurement. Conversely, Orbitrap-HRMS provide a resolution of 100,000 at m/z 400, with a mass range 50 – 2000 amu, enabling stoichiometry retrieval up to higher masses than the AMS. Coupled to a “soft” electrospray ionization method, Orbitrap-HRMS gives O:C and H:C ratios on entire molecules in the analysed mixture. We used samples from three contrasted field campaigns: the two first at an urban kerbside site in summer and in winter, the third one in the roadway vicinity (Grenoble, France). Accelerated Solvent Extraction provides a clear overview of the chemical composition of organic extracts from aerosol particles collected at different season at an urban site. The elemental composition was obtained within 2-5 ppm, on the range 150-300 m/z. However, this study shows that both ionization polarity were needed to get a complete picture of the chemical composition of the samples. We showed that Esi-Orbitrap-HRMS allows to compute a statistical distribution of the elementary ratios that is different from a simple average value. Keywords: HRMS, SOA.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:29:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3411.pdf: 2299382 bytes, checksum: 44ff227a0e9cd4657b1aca56caa5179c (MD5) Previous issue date: 2010-12-20 / Universidade Federal de Sao Carlos / The plants release primary and secondary metabolites in the environment that may influence the development of adjacent vegetation, this interference phenomenon is called allelopathy. It is recognized as an important ecological process because it interferes with the structure, distribution, composition and dynamics of plant communities. Studies on allelopathic interactions may be useful in the search for natural phytotoxins are produced by plants or microorganisms to be used as natural herbicides, more specific and less harmful to the environment. According to floristic survey conducted by IBGE, Myrtaceae family is one of the major in the cerrado ecosystem. This study attempted to clarify the following issues: species of Myrtaceae family present in the cerrado (Brazilian savanna) exhibit allelopathic potential? There is a similar allelopathic response within genera? Among the active species, which is most promising for starting a bioprospecting? Some of these species has potential as a herbicide for use in agroforestry or organic production of food? To answer these questions were conducted experiments of seed germination and seedling growth of target species cultivated and weedy, and chemical extraction of active compounds in leaves of Myrcia tomentosa. The leaves of Blepharocalyx salicifolius, Campomanesia pubescens, Eugenia bimarginata, Eugenia klotzschiana, Eugenia myrcianthes, Eugenia punicifolia, Myrcia bella, Myrcia lingua, Myrcia multiflora, Myrcia splendens, Myrcia tomentosa, Psidium australe, Psidium cinereum, Psidium laruotteanum and Psidium rufum were collected , cleaned, crushed and stored in plastic bags until use. In the first stage, were carried out the germination and growth bioassays using aqueous extracts of leaf in a concentration of 10% (w / v). We selected three target species, Lactuca sativa and Solanum lycopersicum, both eudicotyledonous and a monocotyledonous Allium cepa. The extracts were applied to all Myrtaceae species compared with the control (distilled water). In the second phase, bioassays were carried out using aqueous extracts of leaves at concentrations of 5 and 10% (w / v). We selected as target species three weeds Euphorbia heterophylla, Echinochloa crus-galli and Ipomoea grandifolia. The leaf extracts of B. salicifolius, M. multiflora, M. splendens and M. tomentosa were compared to negative control (distilled water) and positive (herbicide Oxyfluorfen). In the third stage were carried out biotests germination, growth, and coleoptile of wheat (Triticum aestivum) to direct chemical extraction of active compounds of M. tomentosa. The extractions were carried out using dried leaves powdered and organic solvents of different polarity, the extracts were fractionated using chromatographic column and purified by HPLC. The isolated and purified compounds were identified in RMN13C and RMN1H, by comparison of spectra. The results showed that aqueous extracts of twelve out of fifteen donor species evaluated showed allelopathic activity and each species showed a distinct behavior regarding the allelopathic activity, no grouping by taxonomic proximity. Evaluating the four species most active on weeds species, was detected the potential and efficiency of the extracts, since these were more toxic to weeds species than the herbicide. The leaf extracts of M. tomentosa stood out for demonstrating high activity even at low concentrations, so was chemical extraction from powdered of leaves of M. tomentosa were isolated two compounds from the ethyl acetate extract: juglanin and avicularin, the difference between ix both is the presence of one hydroxyl attached to carbon 3' in avicularin molecule, this difference has an phytotoxic effect more pronounced in the juglanin. This paper is the first report of the presence of the flavonoids kaempferol (juglanin) and quercetin (avicularin) in species of Myrtaceae of cerrado (Brazilian savanna) and gave foundation for future studies on bioprospecting of the M. tomentosa, which did not find any reports of allelopathic studies, fractionation and identification of chemical compounds. / Os vegetais liberam metabolitos primarios e secundarios no ambiente que podem influenciar no desenvolvimento da vegetacao adjacente, este fenomeno de interferencia e denominado alelopatia. E reconhecida como um processo ecologico importante, pois interfere na estrutura, distribuicao, composicao e dinamica de comunidades vegetais. Estudos sobre interacoes alelopaticas podem ser uteis na busca por fitotoxinas naturais, produzidas por plantas ou microrganismos a serem empregados como herbicidas naturais, mais especificos e menos prejudiciais ao ambiente. De acordo com inventario floristico realizado pelo IBGE a familia Myrtaceae e uma das principais em riqueza e diversidade no ecossistema de cerrado. Assim, este trabalho tentou esclarecer as seguintes questoes: especies da familia Myrtaceae presentes no cerrado apresentam potencial alelopatico? Existe semelhanca na resposta alelopatica dentro dos generos? Dentre as especies ativas, qual a mais promissora para se iniciar uma bioprospeccao? Alguma dessas especies apresenta potencial para utilizacao como herbicida em sistemas agroflorestais ou de producao organica de alimentos? Para responder essas perguntas foram realizados bioensaios de germinacao de diasporos e crescimento de plantulas, de especies alvo cultivadas e infestantes de cultura, e extracao quimica de compostos ativos em folhas de Myrcia tomentosa. As folhas maduras de Blepharocalyx salicifolius, Campomanesia pubescens, Eugenia bimarginata, Eugenia klotzschiana, Eugenia myrcianthes, Eugenia punicifolia, Myrcia bella, Myrcia lingua, Myrcia multiflora, Myrcia splendens, Myrcia tomentosa, Psidium australe, Psidium cinereum, Psidium laruotteanum e Psidium rufum foram coletadas, higienizadas, trituradas e armazenadas em embalagens plasticas ate a utilizacao. Na primeira etapa, os bioensaios de germinacao e crescimento, foram efetuados utilizando-se extratos aquosos de po de folhas em concentracao de 10% (p/v). Como especies receptoras foram selecionadas duas eudicotiledoneas Lactuca sativa e Solanum lycopersicum e, uma monocotiledonea Allium cepa, nas quais foram aplicados os extratos de todas as especies de Myrtaceae comparadas ao controle (agua destilada). Na segunda etapa, os bioensaios foram efetuados utilizando-se extratos aquosos de po de folhas em concentracao de 5 e 10% (p/v). Como especies receptoras foram selecionadas as infestantes de cultura Euphorbia heterophylla, Echinochloa crus-galli e Ipomoea grandifolia, nas quais foram aplicados os extratos de folhas de B. salicifolius, M. multiflora, M. splendens e M. tomentosa, comparadas ao controle negativo (agua destilada) e ao positivo (herbicida Oxifluorfem). Na terceira etapa, foram efetuados biotestes de germinacao, crescimento e de coleoptilo de trigo para direcionar a extracao quimica de compostos ativos de M. tomentosa. Para tanto as extracoes foram feitas empregando-se o po de folhas e os solventes organicos de diferentes polaridades. Os extratos foram fracionados em coluna cromatografica e purificados em CLAE. Os compostos isolados e purificados foram identificados em RMN13C e RMN1H, por comparacao de espectros. Os resultados mostraram que extratos aquosos de doze das quinze especies doadoras avaliadas apresentaram atividade alelopatica e cada especie demonstrou comportamento distinto em relacao a atividade alelopatica, nao houve agrupamento por proximidade taxonomica. Avaliando as quatro especies mais ativas sobre especies invasoras, constatou-se o potencial e a eficiencia dos extratos, uma vez que estes foram mais fitotoxicos as especies invasoras que o herbicida. O extrato foliar de M. tomentosa destacou-se por demonstrar elevada atividade mesmo em baixa concentracao, assim foi realizada a extracao quimica do po folhas desta especie. Foram isolados dois compostos do extrato acetato de etila: juglanina e avicularina, o que as diferencia e a hidroxila ligada ao carbono 3 na molecula de avicularina, esta diferenca produziu efeito fitotoxico mais acentuado da molecula de vii juglanina. O presente trabalho relatou pela primeira vez a presenca dos flavonoides kaempferol (juglanina) e quercetina (avicularina) em uma especie de Myrtaceae do cerrado e deu embasamento para futuros estudos relativos a bioprospeccao da especie Myrcia tomentosa, da qual nao se encontrou nenhum relato de estudos alelopaticos, fracionamento e identificacao de compostos quimicos.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This work involved the preparation and characterization of an inclusion complex of Trimethoprim (TMP) a drug used in the treatment of infections and hydroxypropylgamma- cyclodextrin (HP-γ-CD). Owing to the low aqueous solubility of this drug, high dosages are required to provide a satisfactory therapeutic effect, although this also brings severe side effects to some patients. Thus here we aimed to increase the TMP aqueous solubility in order to potentially reduce the side effects by complexation in a CD derivative. Prior to the inclusion study, some relevant physiochemical parameters of the drug such as pKa, solubility in several pH values as well as absorption coefficient were determined. The inclusion complex has been prepared by the suspension method and collected by lyophilization. Primary evidence of the inclusion of TMP in HP-γ-CD was provided by the increase of the solubility in presence of HP -γ - CD, from the phase-solubility diagram obtained at different temperatures and pH values. The apparent stability constants K 1:1 for the complex formed at different temperatures and pH values were found strongly depend on the conditions, being higher at low pH. A 1:1 stoichiometry was suggested for the complex both from the phase-solubility diagram and from the continuous variation method Additional evidences of the inclusion were provided by thermal analysis (DSC), which suggested that TMP is not present in the sample as an isolated crystalline solid. The XRD analysis evidenced the loss of the TMP crystalline character in the complex, which is commonly observed for CD complexes but may be also a consequence of the lyophilization process. The presence of bands characteristic of both species was observed in the infrared spectrum of the complex. Although differences observed in the relative intensities cannot directly evidence complex formation, they don t exclude this possibility. Direct evidence of TMP inclusion in the CD cavities were given from 1H-1H bidimensional ROESY spectrum, which also showed that the inclusion mode involves penetration of the trimethoxyphenyl group in HP-γ-CD. / Este trabalho envolveu a preparação e caracterização de complexo de inclusão entre Trimetoprim (TMP), substância utilizada no tratamento de infecções, em hidroxipropil- γ-ciclodextrina (HP-γ-CD), objetivando o aumento da solubilidade aquosa do convidado. A baixa solubilidade do TMP torna necessário o uso de altas dosagens, causando diversos efeitos colaterais, que em testes futuros poderão ser reduzidos pelo aumento da solubilidade do mesmo. Determinaram-se, inicialmente, alguns parâmetros físico-químicos do fármaco e, posteriormente, preparou-se o complexo do mesmo em HP-γ-CD pelo método da suspensão. A ocorrência de inclusão foi evidenciada através do aumento da solubilidade do convidado em presença de HP-γ-CD, nos estudos do diagrama de solubilidade de fases em diferentes temperaturas e pH. Obteve-se, ainda a partir destes estudos, valores de 220,7 M-1 a 20oC e 144,7M-1 a 25oC e 55410 M-1 para pH 4,0; 2188 M-1 para pH 7,0 e 123 M-1 para pH 9,0 para a constante de associação do complexo, demonstrando interações relativamente fortes. A estequiometria 1:1 para o complexo foi sugerida tanto a partir do diagrama de solubilidades quanto pelo método das variações contínuas. Evidências adicionais da inclusão foram propiciadas por calorimetria diferencial de varredura (DSC), que sugeriu que o TMP não se encontra como um sólido isolado. As análises dos difratogramas obtidos mostraram perda do padrão de ordenamento cristalino do TMP quando comparado ao difratograma do complexo, o que pode também ter resultado do processo de liofilização. A partir da análise por espectroscopia infravermelho, observou-se a presença de bandas de ambas as espécies (hospedeiro e convidado) no espectro da amostra HP-γ-CD/TMP coletada por liofilização. Contudo, diferenças observadas quanto a intensidades relativas e mascaramento de bandas não evidenciam diretamente a formação do complexo, porém não excluem tal possibilidade. De acordo com os resultados de espectroscopia de RMN 1H-1H bidimensional (ROESY), ficou evidenciada a inclusão do TMP na cavidade da HP-γ-CD, mostrando adicionalmente que a entrada na cavidade se dá através do grupo trimetoxifenila.

Materiais nanoestruturados têm recebido destaque na comunidade científica, destacando-se, dentre eles, os nanocompósitos à base de polímeros e argila. Quando esses materiais são obtidos no estado líquido, ressalta-se também o uso de água em substituição a solventes orgânicos, devido a questões ambientais. Neste trabalho foram sintetizadas dispersões aquosas à base de poliuretanos (WPUs) e argila hidrofílica do tipo montimorilonita (MMT) de natureza sódica, com o objetivo de avaliar as propriedades de barreira a gases conferidas pela presença de argila e pela variação nas proporções entre os segmentos flexíveis poli(glicol propilênico) (PPG) e o copolímero em bloco à base de poli(glicol etilênico) e poli(glicol propilênico) (EG-b-PG). Os monômeros empregados na síntese foram: poli(glicol propilênico) (PPG); copolímero em bloco à base de poli(glicol etilênico) e poli(glicol propilênico) (EG-b-PG), com teor de 7% de EG; ácido dimetilolpropiônico (DMPA), diisocianato de isoforona (IPDI) e etilenodiamina (EDA), como extensor de cadeia. Foram sintetizadas dispersões aquosas com e sem a presença de argila, fixando-se a razão entre o número de equivalentes-grama de grupos diisocianato e hidroxila (razão NCO/OH) em 1,5. Nas formulações foi variado também o teor de argila em relação à massa de prepolímero em 0,5% e 1%. Foi adicionada uma etapa de agitação adicional com dispersor Turrax em algumas formulações. A argila foi previamente deslaminada em água deionizada e incorporada à formulação na etapa da dispersão do prepolímero. As dispersões foram avaliadas, quanto ao teor de sólidos totais, tamanho médio de partícula e viscosidade aparente. Os filmes vazados a partir das dispersões foram caracterizados por espectrometria na região do infravermelho (FTIR) e permeabilidade ao CO2. A resistência térmica dos filmes foi determinada por termogravimetria (TG). Foram observadas modificações nas propriedades dos filmes obtidos com a inserção da argila e com a variação no teor de segmentos à base de poli(glicol etilênico). A inserção da argila promoveu uma melhoria na resistência térmica das membranas bem como uma redução na permeabilidade das mesmas. Foi observado um aumento na permeabilidade das membranas obtidas a partir das formulações com maior percentual de copolímero (EG-b-PG), com e sem argila. / Nanostructured materials have been receiving increasing attention of scientific community, especially systems of nanocomposites based on polymer and clay. These materials can be obtained in aqueous state and the use of water, replacing organic solvents, is an important line of research due to environmental issues. In this work, dispersions based on waterbone polyurethanes and sodic hydrophilic clay montmorillonite (MMT) were synthesized, in order to evaluate the possible formation of nanocomposites (NWPUs). The monomers employed in the synthesis were: poly (propylene glycol) (PPG), block copolymer based on poly (ethylene glycol) and poly (propylene glycol) (EG-b-PG), containing 7% ethylene glycol; dimethylolpropionic acid (DMPA); isophorone diisocyanate (IPDI); and ethylenediamine (EDA) as chain extender. Aqueous dispersions with and without clay were synthesized by fixing the ratio between the equivalent-grams of diisocyanate and hydroxyl groups (NCO/OH ratio) in 1.5. The clay content also varied from 0.5% to 1% related to prepolymer initial mass. An additional stirring step with Turrax disperser was made in some formulations. The clay was previously delaminated in deionized water and incorporated at prepolymer dispersion in water-addition step. The dispersions were then evaluated in terms of solids content, particle size and apparent viscosity. The films cast from dispersions were characterized by infrared spectrometry (FTIR), thermogravimetry (TG) and permeability to CO2. Cast films were obtained and the gas barrier properties imparted by the clay were analyzed as well as the influence of poly (ethylene glycol) segments content. The insertion of clay imparted an improvement in thermal resistance properties and a decrease in membrane permeability. It was also observed an increase in permeability to CO2 of membranes obtained from formulations containing the higher amount of copolymer (EG-b-PG), independent of clay content.

Foram produzidas dispersões aquosas não-poluentes e inovadoras de poli(uretano-uréia) à base de poli(glicol propilênico) (PPG) e de copolímeros em bloco, poli(glicol etilênicob-glicol propilênico), (EG-b-PG) com teor de 7% de unidades de glicol etilênico. Os poli(uretano-uréia)s foram preparados, em duas etapas, pelo método do prepolímero. Na primeira etapa, foram obtidos anionômeros, sintetizados em massa, à base do copolímero EG-bPG, PPG, ácido dimetilol propiônico (DMPA) (gerador dos sítios aniônicos) e diisocianato de isoforona (IPDI). Ainda na primeira etapa, os grupos carboxílicos do DMPA foram submetidos à neutralização com trietilamina (TEA). Na segunda etapa, foi realizada a dispersão do prepolímero anionômero e, em seguida, foi conduzida a reação de extensão de cadeia com a hidrazina (HYD). Nas diferentes formulações, foram variadas a razão NCO/OH e as proporções de PPG e do copolímero em bloco EG-b-PG. Além disso, foram obtidas dispersões aquosas programadas para teores de sólidos de 40 e 50%. As dispersões foram avaliadas quanto ao teor de sólidos totais, tamanho médio de partícula e viscosidade. Os filmes, obtidos por vazamento das dispersões, foram avaliados quanto à absorção de água, termogravimetria (TG) e propriedades mecânicas (ensaio de tração). Os filmes vazados e os monômeros foram caracterizados por espectrometria na região de infravermelho (FTIR) As dispersões obtidas se mostraram adequadas para serem aplicadas como revestimento para madeira, metais e vidro / Non-polluting and poly(urethane-urea) aqueous dispersions based on poly(propylene glycol) (PPG) and block copolymers of poly(ethylene glycol-b-propylene glycol) (EG-b-PG) containing 7% of ethylene glycol repeating units, were produced in an innovative way. The poly(urethane-urea)s were prepared, in two steps, by the prepolymer method. In the first step, anionomers, synthesized in bulk, based on EG-b-PG, PPG, dimethylolpropionic acid (DMPA) (anionomer sites generator) and isophorone diisocyanate (IPDI) were obtained. Still in the first step, the DMPA carboxylic groups were neutralized with triethylamine (TEA), generating the anionomer groups. In the second step, the anionomer prepolymer was dispersed in water under vigorous stirring and afterwards was chain extended with hydrazine. Different formulations were obtained by varying the NCO/OH ratio, and the proportions of PPG and EG-b-PG. Besides, poly(urethane-urea) aqueous dispersions with 40% and 50% of solid contents were obtained. The dispersions were evaluated in terms of their solid-contents, particle size and viscosity. The cast films, obtained from the dispersions concernig of water absorption, thermogravimetry (TG) and mechanical properties (stress and elongation at break). The films and monomers were characterized by infrared spectrometry (FTIR). The obtained dispersions were suitable when applied as for wood, metals and glass surfaces

L'étude a porté sur la conversion en presence de catalyseurs bimétaliques supportes de trois molécules modèles de polyols (érythritol, xylitol et sorbitol) en phase aqueuse à 150-240 ° C sous 30-120 bar de H2 pour obtenir sélectivement des produits linéaires C4, C5 et C6 désoxygénés qui sont des précurseurs de polymèrs. L'activité catalytique dépend fortement de la nature du support utilisé (TiO2 vs ZrO2) et la plus grande sélectivité pour les produits désoxygénés linéaires voulus C4, C5 et C6 à une conversion de 80% est de 71, 66 et 54%, respectivement, en présence de catalyseur mixte à base de rhodium et du rhenium à 200 ° C sous 80-120 bar. Les caractérisations des catalyseurs par chimisorption de CO, MET-EDX, TGA-MS et XPS suggèrent une distribution et une réductibilité différentes des espèces de Re sur les nanoparticules Rh supportées en fonction du support permettant d'expliquer ces différences / The aim of our research project reports a study of heterogeneously catalyzed conversion of three polyol model molecules (erythritol, xylitol, and sorbitol) in aqueous phase at 150-240 °C under 30-120 bar of H2 to obtain selectively linear deoxygenated C4, C5, and C6 products used as precursors for polymer applications. The activity was strongly dependent on the nature of the support (TiO2 vs ZrO2) and the highest selectivity to the desired linear deoxygenated C4, C5, and C6 products at 80% conversion reached 71, 66, and 54%, respectively, in the presence of Rh–ReOx bimetallic catalysts at 200°C under 80-120 bar. The characterizations of the catalysts by CO chemisorption, TEM-EDX, TGA-MS, and XPS suggest a different distribution and reducibility of Re species over the supported Rh nanoparticles depending on the support that can explain these differences

Motor a álcool teve grande aplicação no Brasil com a implantação do Proálcool, programa lançada na década de 1970, vislumbrando reduzir a dependência externa do petróleo. Ressalta-se que avanços na tecnologia do referido motor, bem como na produção de álcool, tornaram-no técnica e economicamente viável como substituto da gasolina em algumas regiões. O presente trabalho teve por objetivo avaliar o desempenho e a emissão de um motor ciclo Otto funcionando com dois tipos de álcool, 92,8 e 75 INPM, sendo o último considerado de baixo teor alcoólico, possibilitando variar a taxa de compressão. O ensaio foi realizado em bancada dinamométrica, no laboratório de motores da EESC/USP, campus de São Carlos. Para tanto, utilizou-se de motor de 1.000 \'CM POT.3\', oito válvulas e quatro cilindros. Os resultados evidenciaram que o combustível de baixo teor alcoólico aceitou aumento na taxa de compressão de 13,5:1 para 16,2:1, ressaltando-se que, nessa condição, houve aumento de torque e da potência máxima, redução de emissão de NOx e aumentos de consumo e de emissão de hidrocarboneto. / Ethanol engines had a great application in Brazil with the implantation of Proalcool, a program launched in 1970 decade, guessing the reduction in exterior oil dependence. Progress in technology in the cited engine, as well as in ethanol production have turned this combustible into a technically and economically viable option, as an oil substitute in some regions. The present work had the aim of evaluating the performance and emission of an Otto cycle engine working with two types of ethanol, 92.8 and 75 INPM, the latter considered as a low grade alcohol, enabling a variation in the compression rate. The experiment was performed at the dynamometer testing bench in the engine laboratory of EESC/USP, campus at São Carlos. With this intent a 1,000 \'CM POT.3\' engine, eight valves and four cylinders were utilized. The results have shown that the low grade alcoholic combustible accepted an enhancement in the compression rate from 13.5 to 16.2:1, emphasizing that in this condition there was increase maximum torque and maximum power, a reduction in NOx emission and a rise in the consumption and hydrocarbon emission.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This work involved the preparation and characterization of an inclusion complex of Trimethoprim (TMP) a drug used in the treatment of infections and hydroxypropylgamma- cyclodextrin (HP-γ-CD). Owing to the low aqueous solubility of this drug, high dosages are required to provide a satisfactory therapeutic effect, although this also brings severe side effects to some patients. Thus here we aimed to increase the TMP aqueous solubility in order to potentially reduce the side effects by complexation in a CD derivative. Prior to the inclusion study, some relevant physiochemical parameters of the drug such as pKa, solubility in several pH values as well as absorption coefficient were determined. The inclusion complex has been prepared by the suspension method and collected by lyophilization. Primary evidence of the inclusion of TMP in HP-γ-CD was provided by the increase of the solubility in presence of HP -γ - CD, from the phase-solubility diagram obtained at different temperatures and pH values. The apparent stability constants K 1:1 for the complex formed at different temperatures and pH values were found strongly depend on the conditions, being higher at low pH. A 1:1 stoichiometry was suggested for the complex both from the phase-solubility diagram and from the continuous variation method Additional evidences of the inclusion were provided by thermal analysis (DSC), which suggested that TMP is not present in the sample as an isolated crystalline solid. The XRD analysis evidenced the loss of the TMP crystalline character in the complex, which is commonly observed for CD complexes but may be also a consequence of the lyophilization process. The presence of bands characteristic of both species was observed in the infrared spectrum of the complex. Although differences observed in the relative intensities cannot directly evidence complex formation, they don t exclude this possibility. Direct evidence of TMP inclusion in the CD cavities were given from 1H-1H bidimensional ROESY spectrum, which also showed that the inclusion mode involves penetration of the trimethoxyphenyl group in HP-γ-CD. / Este trabalho envolveu a preparação e caracterização de complexo de inclusão entre Trimetoprim (TMP), substância utilizada no tratamento de infecções, em hidroxipropil- γ-ciclodextrina (HP-γ-CD), objetivando o aumento da solubilidade aquosa do convidado. A baixa solubilidade do TMP torna necessário o uso de altas dosagens, causando diversos efeitos colaterais, que em testes futuros poderão ser reduzidos pelo aumento da solubilidade do mesmo. Determinaram-se, inicialmente, alguns parâmetros físico-químicos do fármaco e, posteriormente, preparou-se o complexo do mesmo em HP-γ-CD pelo método da suspensão. A ocorrência de inclusão foi evidenciada através do aumento da solubilidade do convidado em presença de HP-γ-CD, nos estudos do diagrama de solubilidade de fases em diferentes temperaturas e pH. Obteve-se, ainda a partir destes estudos, valores de 220,7 M-1 a 20oC e 144,7M-1 a 25oC e 55410 M-1 para pH 4,0; 2188 M-1 para pH 7,0 e 123 M-1 para pH 9,0 para a constante de associação do complexo, demonstrando interações relativamente fortes. A estequiometria 1:1 para o complexo foi sugerida tanto a partir do diagrama de solubilidades quanto pelo método das variações contínuas. Evidências adicionais da inclusão foram propiciadas por calorimetria diferencial de varredura (DSC), que sugeriu que o TMP não se encontra como um sólido isolado. As análises dos difratogramas obtidos mostraram perda do padrão de ordenamento cristalino do TMP quando comparado ao difratograma do complexo, o que pode também ter resultado do processo de liofilização. A partir da análise por espectroscopia infravermelho, observou-se a presença de bandas de ambas as espécies (hospedeiro e convidado) no espectro da amostra HP-γ-CD/TMP coletada por liofilização. Contudo, diferenças observadas quanto a intensidades relativas e mascaramento de bandas não evidenciam diretamente a formação do complexo, porém não excluem tal possibilidade. De acordo com os resultados de espectroscopia de RMN 1H-1H bidimensional (ROESY), ficou evidenciada a inclusão do TMP na cavidade da HP-γ-CD, mostrando adicionalmente que a entrada na cavidade se dá através do grupo trimetoxifenila.

In this work, semiconductor nanocrystal alloys (NCs), ZnCdTe and MgCdTe were obtained by the bottom-up approach in aqueous synthesis assisted by conventional and microwave-assisted hydrothermal route. Different synthesis variables such as pH, capping agent (mercaptopropionic acid and glutathione), Zn/Cd ratio and time were used for ZnCdTe nanocrystal synthesis. For MgCdTe synthesis, pH was kept constant while time, Mg/Cd ratio and capping agent were evaluated. UV-Vis absorption and emission spectra (PL) showed composition dependence (Zn / Cd and Mg / Cd) which was altered depending on the synthesis parameter. These results were corroborated by transmission electron microscopy (TEM) as well as for chemical analysis by atomic absorption spectrometry. Cyclic voltammetry was used as a complementary technique to optical characterizations in the determination of semiconductor NCs band gap, obtaining approximate results. Novel nanocomposites of graphene derivatives (from citric acid and graphite) modified with NCs of MgCdTe were satisfactorily prepared by in situ hydrothermal synthesis and characterized by PL and TEM. Homemade modified carbon paste electrodes were built to evaluate the electrochemical behavior of the new composites, being used for the first time to the study of epinephrine and lidocaine eletrooxidation and their mixtures. The differential pulse voltammetry, proved to be a sensitive technique in both determination of electroactive species with detection limits that reached 9.2x10-8 mol.L-1, for epinephrine and 9.5x10-7 mol.L - 1 for lidocaine. / Neste trabalho, as ligas de nanocristais semicondutores (NCs), ZnCdTe e MgCdTe foram obtidas via abordagem Bottom-up, em síntese aquosa assistida por rota hidrotermal convencional e rota hidrotermal assistida por micro-ondas. Para a síntese de NCs de ZnCdTe foram utilizados diferentes variáveis da síntese como, pH, estabilizantes (ácido mercaptopropiônico e glutationa), proporção Zn/Cd e tempo. Os diferentes parâmetros de síntese (tempo, composição e estabilizantes como, glutationa e glutationa/citrato de sódio) também foram investigados na obtenção de um sistema inédito de NCs semicondutores de MgCdTe. Os espectros de absorção UV-Vis e emissão (PL) mostraram dependência da composição (Zn/Cd e Mg/Cd) que foi alterada dependendo do parâmetro de síntese. Esses resultados foram corroborados pela microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e para os NCs de MgCdTe, sendo que a composição foi estudada quantitativamente pela espectrometria de absorção atômica (AAS). A voltametria cíclica foi utilizada como uma técnica complementar as caracterizações ópticas na determinação do band gap dos NCs semicondutores, obtendo resultados aproximados. Novos compósitos de derivados de grafeno (a partir de ácido cítrico e grafite) modificados com NCs de MgCdTe foram preparados satisfatoriamente por síntese hidrotermal in situ e caracterizados por PL e TEM. Para avaliar o comportamento eletroquímico dos novos compósitos foram fabricados eletrodos de pasta de carbono home-made e modificados com os compósitos, que foram usados pela primeira vez, no estudo da eletrooxidação de Epinefrina e Lidocaína e suas misturas. A voltametria de pulso diferencial (DPV), demonstrou ser uma técnica sensível na determinação de ambas as espécies eletroativas com limites de detecção que chegaram a 9,2x10-8 mol.L-1 para Epinefrina e 9,5x10-7 mol.L-1 para a Lidocaína.

Orientador: Rodnei Bertazzoli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-05T06:46:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Spitzer_Marcos_D.pdf: 1019872 bytes, checksum: 57974ac02038eb53169c99987a119811 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: O método de oxidação eletroquímica foi aplicado a soluções aquosas contendo cloranfenicol (CAP) e outros compostos orgânicos. Para isso, utilizou-se um anodo de óxido condutor, comercial, tipo DSA®, de composição 70TiO2-30RuO2 e um anodo de diamante dopado com boro (DDB) tipo comercial. Cada anodo foi instalado em um reator tipo filtro-presa, em escala de bancada, para processamento de 2 a 3 L de solução em modo de batelo-reciclo. Inicialmente, nos reatores construídos foram realizados estudos voltamétricos, em modo hidrodinâmico. Sobre um catodo de aço inoxidável, antes da evolução de H2, observou-se a redução do grupo NO2 do CAP a HO-NH- a pH=5, e em potenciais anódicos, sobre o DSA®, observou-se o início reação de evolução de O2 a partir de 1 V vs. ECS e que a presença de CAP reduz as correntes de evolução de O2. Sobre o DDB, o CAP é oxidado a partir de 0,6 V resultado na passivação do anodo. A partir de 2,2 V observa-se o início da evolução de O2 sobre o DDB, resultando na eliminação do filme passivador. Em seguida, eletrólises exaustivas foram realizadas, em modo galvanostático, com ambos os anodos, dentro da região de evolução de O2. Cinéticas de pseudo-primeira ordem foram observadas dos decaimentos ds CAP sobre o DSA®, na faixa de 50 a 180 mA cm-2, e sobre o DDB, na faixa de 10 a 30 mA cm-2. Os decaimentos da demanda química de O2 (DQO) e do carbono orgânico total (COT) também apresentaram essa cinética quando as reações de oxidação sobre o DDB tornavam-se controladas pelos processos de transporte de massa. A partir de eletrólises de soluções de K2SO4 com o DDB observou-se a geração de H2O2. Os números adimensionais Sherwood (Se), Reynolds (Re) e Schmidt (Sc) foram determinados a partir de dados de transporte de massa obtidos a partir de cinéticas da degradação do CAP em função da vazão. No reator composto de DSA® observou-se um regime de fluxo laminar a baixo de Re = 2000 e um regime de fluxo turbulento acima desse valor, como esperado para um reator de placas paralelas. No reator de DDB, devido o aumento da área da secção transversal do compartimento entre eletrodos, há uma elevação de turbulência da face do anodo, impedindo a formação de um regime de fluxo laminar bem definido. Utilizando um efluente real contendo fenóis e derivados, foram aplicadas valores apropriados de densidade de corrente (Jap) para aumento dos valores de eficiência de corrente e diminuição dos índices de consumo energético. Aplicando-se um perfil exponencial de Jap (t) obteve-se um rendimento de corrente médio de 95 % e um consumo de 23,5 kWh por kg de O2. Com isso foi possível propor um método de operação de reatores de DDB para elevação dos índices de eficiência. De modo geral, os anodos de Ti/70TiO2-30RuO2 e de DDB ótimos desempenhos para a eletroxidação de cloranfenicol (CAP) e outros compostos orgânicos e para redução da DQO e do COT / Abstract: Electrochemical oxidation was used as a method for organic pollutant degradation in aqueous media. In the technique was used in solutions containing chloramphenicol (CAP) and phenolic compounds. A commercial DSA® type anode, of composition 70TiO2-30RuO2, and a boron-doped diamond anode (BDD) were used. Each anode was mounted in a filter-press type reactor connected to a recirculating flow system with 3 L of capacity. Initially, voltammetric studies were carried out with electrochemical reactors operating in hydrodynamic mode. On the DSA® type anode O2 evolution reaction was observed after 1 V vs. SCE and the current densities for O2 evolution decreased when chloramphenicol was present in solution. On stainless steel cathode, before H2 evolution, reduction of NO2 group to HO-NH- group was observed for CAP molecule, at pH = 5. On DDB, the anode was passived with an organic film at potentials from 0.6 V. Current responses on DDB anode were restored after anodic treatments within O2 evolution range of potentials. On BDD, O2 evolution took place after 2.2 V vs SCE. Galvanostatic experiments were carried out within the range of potentials for O2 evolution. Pseudo-first order kinetics were observed for CAP concentration decay on the DSA® anode, when current densities (Jap) were ranged from 50 to 180 mA cm-2, and from 10 to 30 mA cm-2 on DDB anode. Chemical oxygen demand (COD) and total organic carbon (TOC) showed linear concentration decays when the oxidation reactions were controlled by charge transfer process and it showed exponential decays when these reactions were controlled by mass transfer process. H2O2 production on DDB anode was investigated as function of Jap. Dimensionless numbers and their mass transfer figures of merit were studied from mass transport data of CAP decays as function of several flow rates. In the reactor composed by DSA® anode, a laminar flow was observed below Reynolds (Re) equal 2000 and a turbulent flow was observed above this value. In the BDD reactor, the transition between laminar and turbulent flow was not observed. Using a real effluent composed by phenols and derivates, appropriate values of Jap was applied on DDB reactor to increase the anodic efficiency and to reduce the energy consumption per kg of O2. Applying an exponential profile of Jap in galvanostatic experiments, an anodic efficiency of 95% was reached, corresponding to an energy consumption of 23,5 kWh per kg of O2. From these results an operation method of BDD reactors arose in order to increase the performance of this electrochemical device. Good performances were observed when DSA® and BDD anodes were used in electrochemical oxidation of chloramphenicol and other organic pollutants, especially in BDD case / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica