Neste trabalho, filmes planos de polipropileno (CPP) cobertos com nanopartículas de dióxido de titânio (TiO2) foram feitos a partir da metodologia spray coating, facilmente reproduzida para a imobilização das nanopartículas de titânia nos suportes de polipropileno (PP). O tratamento superficial dos filmes CPP com plasma de nitrogênio (N2) e oxigênio (O2) foi utilizado com sucesso para a produção de polipropileno revestido com TiO2 com excelente estabilidade mecânica do revestimento, assim como atividade fotocatalítica / de autolimpeza como evidenciado pelos testes com corante cristal violeta (CV). Microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia confocal à laser de varredura (MCLV) foi utilizada para observar a morfologia de superfície / das fibras e topografia. A presença do revestimento de titânia foi confirmada por espectroscopia de emissão de raios-x com detecção dispersiva de energia (EDX). Tanto o tratamento com plasma como o carregamento significativo de revestimento de titânia resultam em maior hidrofilicidade, como observado pelas medidas de ângulo de contato estático em água. Os filmes CPP revestidos foram testados quanto à sua atividade fotocatalítica contra o corante CV. Os espectros eletrônicos no UV-vis mostraram que a eficiência da atividade fotocatalítica das amostras foi afetada pela quantidade de titânia. A fotoestabilidade do PP revestido com titânia foi medida por ressonância paramagnética eletrônica (RPE), uma vez que esta técnica é capaz de detectar pequena quantidade de radicais livres formados durante a precoce etapa de oxidação do polipropileno. Observa-se a partir das medições de RPE que o polipropileno tratado com plasma gerou as mesmas espécies de radicais livres que foram produzidas durante a radiação UV do polipropileno revestido e não-revestido. Entretanto, aumentando o número de ciclos de deposição da titânia a quantidade relativa de radicais livres diminui, sem perda de atividade fotocatalítica. Portanto, a metodologia empregada se mostrou eficiente para produzir uma superfície fotoativa/autolimpante no polipropileno revestido com dióxido de titânio, levando à diferentes aplicações neste campo, como por exemplo sistemas de filtragem de ar/água, remoção de poluentes orgânicos, produtos termoplásticos com características antibacterianas para uso doméstico e hospitalar, dispositivos de autolimpeza, entre outros. / Cast polypropylene (CPP) films were coated with titanium dioxide (TiO2) nanoparticles by na easily scaled-up spray coating methodology. The O2 and N2 plasma surface treatment of polypropylene was successfully used to produce TiO2-coated polypropylene with outstanding mechanical stability of the coating, as well as photocatalytic/self-cleaning activity toward crystal violet dye. Scanning Electron Microscopy and Confocal Scanning Laser Microscopy were used to observe surface / fibers morphology and topography. The presence of titânia coating was confirmed by X-ray Emission Spectroscopy with Energy Dispersive Detection (EDX). Titania coating results on higher hydrophilicity, as observed by measurements of static water contact angle. The CPP films were tested for their photocatalytic activity against Crystal Violet dye (CV). The UV/Vis electronic spectra showed that the photocatalytic activity efficiency of TiO2-coated CPP film was affected by both the plasma treatment and the titânia amount. The photostability of the titania coated polypropylene was measured by Electron Paramagnetic Resonance (EPR) since this technique is capable to detect tiny amount of free radicals formed during the early oxidation step of the polypropylene. It was observed from EPR measurements that the plasma treated polypropylene generated the same free radicals species that were produced during UV irradiation of the uncoated and TiO2-coated polypropylene. However, by increasing the number of deposition cycles of the titania the relative amount of free radicals decreases without loss of the photocatalytic activity. Therefore, the essayed methodology has been proved efficient to produce photoactive/selfcleaning surface of titania coated polypropylene, leading to different applications in this field, as water/air filtration systems, organic pollutant removal, hospital and domestic thermoplastic goods with antibacterial features, self-cleaning devices and others.

Submitted by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-03-27T17:29:58Z No. of bitstreams: 2 Tese - Fernando Pereira de Sá - 2013.pdf: 8738868 bytes, checksum: 9f42680dbf9fa83e0629a95d1143277c (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-03-30T12:24:45Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Fernando Pereira de Sá - 2013.pdf: 8738868 bytes, checksum: 9f42680dbf9fa83e0629a95d1143277c (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-30T12:24:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Fernando Pereira de Sá - 2013.pdf: 8738868 bytes, checksum: 9f42680dbf9fa83e0629a95d1143277c (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-04-26 / Effluents that are discarded by food industry are important sources of water pollution, as they may contain high concentrations of organic matter and intense color. We used the technique of design of experiments to evaluate the influence of some variables in the study of adsorption of food colors, sunset yellow and brilliant blue. The “batch” method was used to assess the effects of variaable: contact time, pH0 and concentration of the adsorbate in the adsorption process of colors in hydroxide double layered system CaAl-LDH-NO3. The LDH was synthesized by coprecipitation at pH variable and characterized by X-ray diffraction, infrared spectroscopy, electron microscopy scanning thermogravimetric analysis, zeta potential, surface area and pore volume. adsorption assays were performed as a function of contact time, pH0, dye concentration and temperature. Results showed that the pH affects the surface charge of the adsorbent and the degree of dissociation of the anionic dyes. Among the initial pHs (4 and 10) for sunset yellow and (6 and 10) to brilliant blue, as the pH0 increases, decreases the amount of dye removed. Langmuir equation was that more adequately described the equilibrium data, obtaining a maximum adsorption of 398.41 mg/g for sunset yellow and 108.23 mg/g for brilliant blue. In the process of photodegradation by direct photolysis using ultraviolet radiation, the efficiency of decolourisation percentages reached 98 % for the yellow dye twilight and 97 % to bright blue. The absorbance spectra for two samples of colorants showed a decrease of characteristic absorption bands of these materials throughout the irradiation time. The photodegradation was also performed on solid after adsorption, the visually observable discoloration of the material and confirming the degradation process by XRD. Adsorption, and photodegradation were effective also in the treatment of synthetic effluent (mixture the dyes sunset yellow and brilliant blue), presenting virtually the same kinetics observed for removing discoloration of dyes individually. / Efluentes que são descartados pelas indústrias de alimentos são importantes fontes de poluição da água, pois podem conter grandes concentrações de matéria orgânica e coloração intensa. Foi utilizada a técnica do planejamento de experimentos para avaliar a influência de algumas variáveis no estudo de adsorção dos corantes alimentícios, amarelo crepúsculo e azul brilhante. O método de “batelada” foi utilizado para avaliar os efeitos das variáveis: tempo de contato, pH0 e concentração do adsorvato, no processo de adsorção dos corantes em hidróxido duplo lamelar do sistema HDL-CaAl-NO3. O HDL foi sintetizado por coprecipitação em pH variável e caracterizado por difração de raios X, espectroscopia no infravermelho, microscopia eletrônica de varredura, análise termogravimétrica, potencial zeta, área superficial e volume de poros. Ensaios de adsorção foram realizados em função do tempo de contato, do pH0, da concentração de corante e da temperatura. Os resultados mostraram que o pH afeta a carga superficial do adsorvente e o grau de dissociação dos corantes aniônicos. Entre os pHs iniciais (4 e 10) para amarelo crepúsculo e (6 e 10) para azul brilhante, a medida que aumenta o pH0, diminui a quantidade de corante removido. A equação de Langmuir foi a que descreveu mais adequadamente os dados de equilíbrio, obtendo uma adsorção máxima de 398,41 mg/g para amarelo crepúsculo e 108,23 mg/g para azul brilhante. No processo de fotodegradação utilizando fotólise direta por radiação ultravioleta, a eficiência de descoloração alcançou percentuais de 98 % para o corante amarelo crepúsculo e 97 % para azul brilhante. Os espectros de absorbância para as amostras dos dois corantes mostraram uma diminuição das bandas de absorção características destes materiais no decorrer do tempo de irradiação. A fotodegradação também foi realizada no sólido após adsorção, sendo observado visualmente a descoloração do material e confirmando o processo de degradação por DRX. A adsorção e a fotodegradação foram eficazes, também, no tratamento do efluente sintético (mistura dos corantes amarelo crepúsculo e azul brilhante), apresentando praticamente a mesma cinética de descoloração observada para a remoção dos corantes individualmente.

A contaminação do meio ambiente por compostos organoclorados persistentes constitui um problema da sociedade moderna. A geração de resíduos nos laboratórios de ensino e pesquisa também é preocupante. Reagentes como 2,3-dicloro-5,6-diciano-p-benzoquinona (DDQ) e 2,3,5,6-tetracloro-p-benzoquinona (p-cloranil) são bastante utilizados em síntese orgânica, principalmente na síntese de porfirinas onde são empregados em excesso. Essa é uma atividade rotineira no Laboratório de Bioinorgânica onde este trabalho foi desenvolvido, o que tornou necessário o estudo de métodos para o tratamento de resíduos que contenham estes compostos como constituintes principais. Além disso, estes compostos podem ser úteis como moléculas modelo nos estudos de degradação de organoclorados em meio aquoso. Neste trabalho foram estudados dois métodos de degradação para a DDQ e o p-cloranil em meio aquoso: (1) Processo Oxidativo Avançado que utiliza H2O2 e radiação UV e (2) Processo bioinspirado que utilizada ferro(III)tetrassulfoftalocianina (FeIIIPcS) como catalisador e H2O2 como oxidante. Nesse último, FeIIIPcS foi utilizada em meio homogêneo e suportada em sílica funcionalizada com grupos N-trimetoxissililpropil-N,N,N-trimetilamônio. No processo que utiliza H2O2/UV foi utilizado um reator em batelada que possui como fonte de radiação uma lâmpada de vapor de Hg de alta pressão sem o bulbo. Esse processo mostrou-se bastante eficiente na fotodegradação da DDQ e do p-cloranil em meio básico, possibilitando atingir baixos valores de Carbono Orgânico Total (COT). Para uma solução 100 ppm de C preparada a partir da DDQ, foram obtidos 1,6% de COT em 2 h de irradiação, quando foram utilizados 60 mmol L-1 de H2O2. Nessa mesma condição foram obtidos 4,4% de COT em 4 h de irradiação da solução 100 ppm de C preparada a partir do p-cloranil. Ácido cloranílico (solução ácida), principal produto da hidrólise básica do p-cloranil, também foi submetido à fotodegradação utilizando 60 mmol L-1 de H2O2. Partindo-se de uma solução 100 ppm de C de ácido cloranílico obteve-se 0,7% de COT em 1 h de irradiação. O sistema FeIIIPcS/H2O2 possibilitou, em pH ácido, a degradação do produto originado da hidrólise da DDQ (2-ciano-5,6-dicloro-3-hidroxi-1,4-benzoquinona) e do ácido cloranílico em meio aquoso homogêneo. No entanto, ocorreu degradação do catalisador nesse sistema. Isso não ocorreu quando foi utilizado o catalisador suportado. O ácido cloranílico mostrou-se mais resistente à degradação do que a DDQ hidrolisada. Na degradação dessa última, a melhor taxa de conversão foi obtida utilizando a razão molar catalisador:oxidante:substrato igual a 1:500:50, condição na qual a taxa de conversão de substrato foi 79% em 2 h de reação. Nessa condição observou-se, por espectrofotometria UV/Vis, uma degradação mais acentuada do anel quinônico. Este trabalho também apresenta alguns experimentos realizados com o objetivo de melhor compreender o comportamento químico da DDQ, p-cloranil e FeIIIPcS em solução aquosa. / The environmental contamination by persistent organochloride compounds is a problem of modern society. The production of chemical wastes in the teaching and research laboratories is also worrying. Reagents like 2,3-dichloro-5,6-dicyano-p-benzoquinone (DDQ) and 2,3,5,6-tetrachloro-p-benzoquinone (p-chloranil) are frequently used in organic synthesis, mainly in the synthesis of porphyrins where these reagents are employed in excess. This kind of synthesis is frequently performed in the Bioinorganic Laboratory, where this research was developed, and therefore the main objective of this work was to study possible methods to treat chemical wastes containing such compounds as main constituents. Moreover, these compounds can be useful as model molecules in the study of organochlorides degradation in aqueous media. In this work, two degradation methods for DDQ and p-cloranil in aqueous solution were studied: (1) advanced oxidation process using H2O2 and UV radiation and (2) bioinspired process using iron(III)tetrasulfophthalocyanine (FeIIIPcS) as the catalyst and H2O2 as the oxidant. FeIIIPcS was used in a homogeneous system and was supported in functionalized silica containing N-trimetoxisililpropil-N,N,N-trimethylamonium groups. A batch reactor equipped with high-pressure Hg vapor lamp with the bulb removed, as the radiation source, was used in the advanced oxidation processes. These processes revealed to be quite efficient for the photodegradation of DDQ and p-chloranil in alkaline solution, reaching low values of Total Organic Carbon (COT). For a solution containing 100 ppm of C prepared from DDQ and 60 mmol L-1 of H2O2, after 2 hours of irradiation, the COT went down to 1.6%. Under the same conditions, it was obtained 4.4% of COT after 4 hours of irradiation of the solution of 100 ppm of C prepared from p-chloranil. Chloranilic acid (acid solution), the main product obtained from alkaline hydrolysis of p-chloranil, was also submitted to photodegradation using 60 mmol L-1 of H2O2. From a solution of 100 ppm of C of chloranilic acid, 0.7% of COT was obtained after 1 hour of irradiation. The FeIIIPcS/H2O2 system, in acid pH, made possible the degradation of the resulting product of DDQ hydrolysis (2-cyano-5,6-dichloro-3-hydroxy-1,4-benzoquinone) and of chloranilic acid in a aqueous homogeneous solution. However, the degradation of the catalyst occurred in that system. That did not happen when the supported catalyst was used. Chloranilic acid revealed to be more resistant to degradation than hidrolysed DDQ. For the degradation of that one, the best conversion ratio was obtained using the molar ratio catalyst:oxidant:substratum of 1:500:50, condition under which the substratum conversion ratio was 79% after 2 hours of reaction. Under that condition was observed, for UV/Vis spectrophotometry, a more prominent degradation of the quinonic ring. This work also presents some experiments aiming to better understand the DDQ, p-chloranil and FeIIIPcS chemical behavior in aqueous solution.

O crescimento do consumo energético trouxe a necessidade do desenvolvimento de fontes alternativas de energia, uma vez que os combustíveis fósseis, além dos impactos ambientais, constituem uma fonte finita, cuja formação leva milhares de anos para ocorrer. Neste contexto, surge o biodiesel, uma fonte de energia renovável e que pode ser obtido através da reação de transesterificação dos triglicerídeos presentes em óleos vegetais e gorduras animais com álcoois de cadeia curta. Assim como os combustíveis derivados do petróleo, o biodiesel deve seguir alguns parâmetros de qualidade estabelecidos pela Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP). A estabilidade e a qualidade do biocombustível são afetadas por uma série de fatores, dentre os quais as concentrações de magnésio, cálcio, sódio, potássio, enxofre e fósforo. Visando unificar a determinação destes analitos através da espectrometria de absorção atômica e da espectrometria de absorção molecular de alta resolução e fonte contínua, foram propostos como métodos de preparo de amostra a digestão ácida e a fotodegradação para determinação de Mg, Ca, Na e K por FAAS, e análise direta para determinação de S e P por GF MAS. O preparo de amostra influenciou no limite de detecção dos elementos, visto que os melhores LOD para Na, K e Ca foram observados através da digestão ácida, especialmente na condição 2, empregando 6,0 mL de HNO3, 2,0 mL de H2O2 e 2,0 mL de HCl, enquanto que para Mg o menor LOD ocorreu para a fotodegradação por reação foto-Fenton. Os menores valores de RSD para Mg e Ca foram obtidos por fotodegradação foto-Fenton e por TiO2, respectivamente, e para Na e K por fotodegradação foto-Fenton e digestão ácida na condição 2, respectivamente. O biodiesel estava dentro das especificações exigidas pela legislação, então foram realizados testes de adição e recuperação para avaliar a exatidão dos métodos propostos. O Mg foi o analito cuja determinação apresentou as menores concentrações características, indicando maior sensibilidade, e também os menores LOD, enquanto que o cálcio apresentou a menor sensibilidade. A digestão ácida com 6,0 mL de HNO3 e 4,0 mL de H2O2 e a fotodegração foto-Fenton possibilitaram as melhores recuperações de analito considerando o conjunto dos 4 elementos, com variação de 88 % a 108 %. O padrão de enxofre a base de óleo mineral demonstrou não ser apropriado para a determinação de enxofre em biodiesel por análise direta. O uso de 2-mercaptoetanol como padrão, no entanto, possibilitou o estudo da molécula CS na amostra de biodiesel, apresentando-se mais compatível e com ganho de sensibilidade nas medidas. O emprego de Ir como modificador químico permanente e da mistura Pd/Mg permitiu boa estabilização da molécula CS, um LOD de 1,8 µg g-1 de biodiesel foi obtido, e a concentração de S na amostra não enriquecida foi de 6,2 µg g-1, abaixo do limite máximo permitido. Para o fósforo, somente foi possível obter sinal analítico em 246,40 nm, correspondente a uma transição rotacional da molécula PO, utilizando W como modificador químico. O LOD obtido foi de 2,2 µg g-1, e a concentração estimada na amostra pura pela curva de adição padrão estava entre o LOD e o LOQ calculados, abaixo do limite máximo permitido. Os métodos desenvolvidos mostraram-se apropriados para a determinação dos analitos na amostra de biodiesel via espectrometria de absorção atômica/molecular por chama e forno de grafite, atendendo a legislação vigente / The increase in the energy consumption over the last years led to the research and development of alternatives sources of energy, once the fossil fuels, besides their environmental effects, represent a finite source which takes thousands of years to be formed. In this context, biodiesel arises as a renewable source that can be produced by the transesterification reaction between triglycerides of vegetable oils or animal fat and short chain alcohols. As well as for oil-derived fuels, biodiesel must obey some quality specifications established by the National Petroleum, Natural Gas and Biofuel Agency (NPA). The stability and quality of biofuels are influenced by conditions such as the concentration of magnesium, calcium, sodium, potassium, sulfur and phosphorus. This study aims to unify the determination of these elements by atomic absorption spectrometry and high-resolution continuum source molecular absorption spectrometry techniques. The proposed methods of sample treatment are the acid digestion and the photodegradation for Mg, Ca, Na and K by FAAS, and the direct analysis for S and P by GF MAS. The limits of detection were influenced by the sample treatment. The lowest LOD values for Na, K and Ca were observed through acid digestion, especially second condition (6,0 mL of HNO3, 2,0 mL of H2O2 and 2,0 mL of HCl), while for Mg the lowest LOD was achieved by photo-Fenton photodegradation. The lowest RSD values for Mg and Ca were observed by photo-Fenton and TiO2 photodegradations, respectively, and for Na and K by photo-Fenton photodegradation and acid digestion (condition 2), respectively. The biodiesel sample was within the specifications legally required, therefore recovery tests were used to evaluate the accuracy of the proposed methods. Magnesium was the analyte whose determination showed the lowest characteristic concentrations, which indicates the best sensitivity, and also the lowest detection limits, while calcium was the least sensitive analyte. The acid digestion (6.0 mL of HNO3 and 4.0 mL of H2O2) and photodegradation by photo-Fenton reaction allowed the best recoveries, considering the set of 4 analytes, ranging from 88 % to 108 %. The oil-based standard was not appropriated for sulfur determination in biodiesel sample by direct analysis. The use of 2-mercaptoethanol as a standard led to a better sensitivity, in addition to the compatibility with the sample. Iridium as permanent chemical modifier, along with a mixture of Pd/Mg, provided good stabilization of CS molecule, a LOD of 1.8 µg g-1 was achieved, and the sulfur concentration in the biodiesel sample, obtained by standard addition method, was 6.2 µg g-1, below the limit legally established. Regarding phosphorus study for determination in biodiesel, an acceptable analytic signal was obtained at 246.40 nm, which corresponds to a rotational transition of PO molecule. The calculated LOD was 2.2 µg g-1, and the estimated concentration in the pure sample, obtained by a standard addition curve, was between the LOD and LOQ, below the limit legally established. The developed methods were appropriated for determination of the proposed analytes set in biodiesel sample by atomic/molecular absorption spectrometry, in agreement with current legislation

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2017-09-21T19:50:10Z No. of bitstreams: 1 Schirlei_D_K_Silva_2016.pdf: 1135223 bytes, checksum: aaacf072e496a4debddc6e18c8fb1258 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-21T19:50:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Schirlei_D_K_Silva_2016.pdf: 1135223 bytes, checksum: aaacf072e496a4debddc6e18c8fb1258 (MD5) Previous issue date: 2016-06-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The photodegradation of antibiotic metronidazole (MNZ) in aqueous solution using ultraviolet light, was investigated in the presence of hydrogen peroxide (H2O2) and catalysts: titanium dioxide (TiO2) and zinc oxide (ZnO). The photocatalytic tests in the presence of (H2O2) were carried out at different pH values 4, 7 and 10. In the photocatalysis heterogeneous experiments, an experimental design 23 was performed to evaluate the influence of variables: pH, hydrogen peroxide concentration and concentration of catalyst in the fotodegradation of drug wich was monitored by spectrophotometry in the UV-VIS region. The kinetic model of first order described well the behavior of degradation of drug. In photocatalysis results in the presence of hydrogen peroxide, the maximum degradation rate was 8.66% at pH 4. Statistical analysis showed that the photocatalysis experiments with heterogeneous titanium dioxide only the variable interaction of pH/H2O2 had no a significant effect. The maximum degradation rate was 72.1% to MNZ when employed in the TiO2 catalyst concentration of 100 mg L-1 and H2O2 at 1000 mg L-1 at pH 10. In heterogeneous photocatalysis with zinc oxide, the variables interactions pH/ H2O2 and H2O2 / ZnO have no significant effects. Higher rate of degradation of MNZ using ZnO as catalyzer was 59.58%, the same conditions used with TiO2 catalyst. / A fotodegradação empregando luz ultravioleta do antibiótico metronidazol (MNZ) em solução aquosa foi investigada na presença de peróxido de hidrogênio (H2O2) e dos catalisadores: dióxido de titânio (TiO2) e óxido de zinco (ZnO). Os ensaios de fotocatálise na presença de H2O2 foram realizados em diferentes valores de pH 4, 7 e 10. Nos experimentos de fotocatálise heterogênea, um planejamento experimental 23 foi realizado para avaliar a influência das variáveis pH, concentração de H2O2 e concentração dos catalisadores na fotodegradação do fármaco que foi monitorada por espectrofotometria na região do UV-VIS. O modelo cinético de pseudoprimeira ordem descreveu apropriadamente o comportamento da fotodegração do fármaco. Nos resultados de fotocatálise na presença de peróxido de hidrogênio, a maior taxa de degradação obtida foi de 8,66% em pH 4. As análises estatísticas dos resultados mostraram que nos experimentos de fotocatálise heterogênea com TiO2 apenas a interação pH/H2O2 não teve efeito significativo. A maior taxa de degradação do MNZ foi de 72,1% quando empregou-se o catalisador TiO2 na concentração de 100 mg L-1 e o H2O2 na concentração de 1000 mg L-1, em pH 10. Na fotocatálise heterogênea com ZnO as interações pH/H2O2 e H2O2/ZnO não tiveram efeitos significativos. A maior taxa de degradação do MNZ utilizando o catalisador ZnO, foi de 59,58%, nas mesmas condições utilizadas para o catalisador TiO2.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:01:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andreia Peiter.pdf: 1366062 bytes, checksum: e0b82884da5c768cb61affcb50cffecf (MD5) Previous issue date: 2015-07-27 / According on the demand for processes that minimize the environmental impact generated by waste, efficient systems that make possible the degradation of these compounds and allow its use as an alternative source for renewable energy generation are increasingly required. The increasing food production to meet the needs of the world population has encouraged the use of agrochemicals in order to ensure productivity in crops. The use of insecticides is increasing to control pests and herbicides for weed control, because there is a lack of effective control that includes new production strategies. Techniques such as crop rotation, no-till system introduction and use of green pesticides (natural insecticides) provide a more sustainable agriculture and reduce impacts to the environment. In this context, this work presents an alternative development of an integrated system for remediation of environments contaminated with simultaneous generation of electricity. The materials were prepared from reagents and accessible metals, which reduce costs and contribute to a clean process, without the addition of organic additives. Due to the high oxidizing potential of hydroxyl radicals generated by the pair electron-hole (e+ + h+) in the semiconductors, was possible to degrade the organic compounds used in the system. The results showed that the generation of current in an area of 6,9 cm2 was 193,37 uA in potassium hydrogen phthalate degradation, using Cu/CuO electrode as a photocatalyst. The Aminol® and Connect® pesticides have been degraded at a percentage of 54,46% and 21,02%, respectively, after 1 hour and 30 minutes in the system, under ultraviolet radiation. The degradation of organic contaminants and simultaneous power generation of energy in integrated system provides a self-sustaining form of wastewater treatment and energy recovery, being possible its use on a large scale. / Em função da demanda por processos que minimizem os impactos ambientais gerados por resíduos, sistemas eficientes que possibilitem a degradação desses compostos e permitam sua utilização como fonte alternativa para geração de energia renovável são cada vez mais requeridos. A crescente produção de alimentos para suprir as necessidades da população mundial tem incentivado o emprego de agroquímicos com o objetivo de assegurar a produtividade nas lavouras. Cada vez mais aumenta o uso de inseticidas para o controle de pragas e herbicidas para o controle de ervas daninhas, pois há carência de um controle efetivo que inclua novas estratégias de produção. Técnicas como rotação de cultura, introdução do sistema de plantio direto e utilização de inseticidas verdes (inseticidas naturais) propiciam uma agricultura mais sustentável e reduzem os impactos causados ao ambiente. Nesse contexto, o presente trabalho apresenta uma alternativa de desenvolvimento de um sistema integrado para remediação de ambientes contaminados com geração simultânea de energia elétrica. Os materiais foram preparados a partir de reagentes e metais acessíveis, os quais reduzem os custos e contribuem para um processo mais limpo, sem a ação de aditivos orgânicos. Devido ao alto potencial oxidante dos radicais hidroxila gerados por meio do par elétron-lacuna (e- + h+) em semicondutores, foi possível degradar os compostos orgânicos utilizados no sistema. Os resultados mostraram que a geração de corrente em uma área de 6,9 cm2 foi de 193,37 µA na degradação do padrão hidrogenoftalato de potássio, utilizando eletrodo de Cu/CuO como fotocatalisador. Os agrotóxicos Aminol 806® e Connect® foram degradados com percentual de 54,46% e 21,02%, respectivamente, após 1 hora e 30 minutos no sistema, sob radiação ultravioleta. A degradação de contaminantes orgânicos e simultânea geração de energia no sistema integrado prevê uma forma autossustentável de tratamento de efluentes e recuperação de energia, sendo possível sua utilização em grande escala.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:01:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Francielli De Bona Galvan.pdf: 2787047 bytes, checksum: dcf6ada2d9e9c708b2dadc574098b58b (MD5) Previous issue date: 2015-07-28 / Fundação Araucária / The removal of contaminants in aquatic environments must be performed by means of suitable treatment processes to ensure that water resources are not compromised because of this contamination. It is found that processes employing light have shown good results in the degradation of emergent contaminants. In this sense, this study aimed to determine the best photodegradation conditions of cephalexin antibiotic (CFX) in aqueous solution, using Advanced Oxidative Processes - AOP (UV, UV / H2O2, UV / H2O2 / TiO2 and UV / H2O2 / ZnO). In photocatalysis tests, the variables were organized in an experimental design to verify the influence of each variable in the degradation process, and the experimental results were evaluated using the statistical software Statistica®. It was observed from the analysis of the results that the best conditions for the degradations process were [H2O2] = 1000 mg L-1 and [TiO2] = 50 mg L-1 at pH 4 after two hours of irradiation. / A remoção de contaminantes nos ambientes aquáticos deve ser realizada por meio de processos de tratamento adequados, para garantir que os recursos hídricos não sejam comprometidos em virtude desta contaminação. Verifica-se que os processos que empregam luz têm apresentado bons resultados na degradação de poluentes emergentes. Neste sentido, o presente trabalho tem como objetivo determinar as melhores condições de fotodegradação do antibiótico cefalexina (CFX) em solução aquosa, empregando-se Processos Oxidativos Avançados - POA (UV, UV/H2O2, UV/H2O2/TiO2 e UV/H2O2/ZnO). Os experimentos foram acompanhados por espectrofotometria na região UV-VIS. Nos ensaios de fotocatálise, as variáveis foram organizadas em um planejamento experimental para verificar a influência de cada variável no processo de degradação, e os resultados experimentais foram avaliados empregando-se o software estatístico Statistica®. Observou-se pela análise dos resultados que as melhores condições para o processo de fotodegradação foram [H2O2] = 1000 mg L-1 e [TiO2] = 50 mg L-1 em pH 4.

A fotoestabilidade é uma propriedade das moléculas que, quando utilizada como parâmetro farmacêutico, descreve como um fármaco responde à exposição à luz (solar ou artificial). No presente trabalho, foi avaliada a fotoestabilidade dos fármacos loratadina (LORA) e acetazolamida (ACZ) e de complexos LORA-ciclodextrinas. O estudo de fotoestabilidade de LORA (Capítulo 2) indicou que o fármaco é estável quando no estado sólido, porém, ocorre surgimento de coloração intensa. Por outro lado, quando em solução, observou-se degradação do fármaco, com surgimento de vários fotoprodutos denominados F1 a F15, dentre os quais foi possível identificar cinco compostos: F4 (C13H10N), F10 (C14H10CIN), F8 (C20H18CIN2O), F9 (C19H18CIN2) e F14 (C17H14CIN). A validação do método analítico CLAE, utilizado para quantificação de LORA em especialidades farmacêuticas (comprimidos e xaropes) é descrita no Capítulo 3. Na avaliação da fotodegradação forçada de formulações líquidas contendo LORA, foram degradados até 50% do fármaco. As formulações sólidas apresentaram-se fotoestáveis, observando-se perda de menos de 5% do fármaco. Não foram encontrados produtos de fotodegradação nas formulações, quando analisadas tal qual, obtidas do mercado. Dessa forma, as embalagens primárias garantiram sua estabilidade. A complexação de LORA com ciclodextrinas (Capítulo 4) mostrou-se um recurso bastante interessante para melhorar a fotoestabilidade do fármaco, uma vez que, após 12 horas de irradiação luminosa, é possível recuperar até 99% deste, quando na forma de complexo com γ-CD na proporção 1:1. Finalmente, o Capítulo 5 traz o método CLAE desenvolvido e validado para avaliação da acetazolamida (ACZ), o qual mostrou-se adequado para a quantificação do fármaco, obtendo-se ótima linearidade, precisão, exatidão e seletividade. Segundo as condições do guia Q1B, a ACZ se manteve estável quando submetida à radiação luminosa utilizando meios aquosos e no estado sólido. No entanto, a fotoestabilidade da ACZ foi afetada na presença de metanol, sendo possível quantificar três impurezas. / Photostability is a property of molecules that, when used as a pharmaceutical parameter, can describe how a drug responds to exposure to light (either solar or artificial). In this study, the photostability of the drugs loratadine (LORA) and acetazolamide (ACZ), as well as LORA-cyclodextrin complexes, was evaluated. A study of the photostability of LORA (Chapter 2) indicated that the drug is stable in its solid form, however intense coloring does occur. On the other hand, when in solution form, degradation of the drug was observed, with the appearance of several photoproducts that we labled F1 to F15, among which it was possible to identify five compounds: F4 (C13H10N), F10 (C14H10CIN), F8 (C20H18CIN2O), F9 (C19H18CIN2) and F14 (C17H14CIN). The validation of the analytical method by HPLC, used for the quantification of LORA in pharmaceutical products (tablets and syrups) is detailed in Chapter 3. In the evaluation of forced photodegradation of liquid formulations containing LORA, up to 50% of the drug was degraded. The solid formulations proved to be photostable, with a loss of less than 5% of the drug. No photodegradation products were found in the formulations when they were analyzed \"as is\" (the way they were obtained from the commercial market). Accordingly, their primary packaging protected their stability. The complexation of LORA with cyclodextrins (Chapter 4) proved to be an effective resource for improving the photostability of the drug, since, after 12 hours of luminous radiation, it was possible to recover up to 99% of the drug, when in the complex form with γ-CD, in the proportion 1:1. Finally, Chapter 5 describes the HPLC method developed and validated for the evaluation of acetazolamide (ACZ), which proved to be adequate for the quantification of the drug, with the attainment of optimal linearity, precision, exactness and selectivity. According to the conditions of the Q1B guideline, ACZ was stable when subjected to luminous radiation using aqueous means and in its solid state. However, the photostability of ACZ was affected by the presence of methanol, and we were able to quantify three impurities.

Neste trabalho foi investigado o mecanismo de fotodegradação de polímeros e também a ação de agentes estabilizantes. Foi investigada a degradação oxidativa de polímeros solúveis em água como poli(vinilpirrolidona), PVP; poli(acrilamida), PAM e poli(etilenoglicol), PEG na presença de peróxido de hidrogênio, reagente de Fenton e sal de ferro. O PVP apresentou a menor fotoestabilidade enquanto a PAM apresentou a maior fotoestabilidade. O sal de ferro não promoveu a degradação. As soluções de PEG foram fotooxidadas com os sistemas UV/H2O2, Fenton e foto-Fenton e as amostras foram analisadas por GPC e HPLC. A análise por GPC das soluções de PEG mostrou que em todas as condições oxidativas usadas, a fotooxidação leva a uma queda acentuada da Mw, caracterizando um mecanismo de quebra de cadeia aleatório. Para os três sistemas usados, a polidispersidade aumenta após a degradação, confirmando o mecanismo de quebra aleatória de cadeia. As medidas de GPC também mostraram que a velocidade de degradação é muito maior com o sistema foto-Fenton (kd = 1,010-4 mol.g-1.min-1), seguida pelo sistema UV/H2O2 (kd = 3,610-5 mol.g-1.min-1). O uso do reagente de Fenton apresentou a menor velocidade de degradação (kd = 1,110-6 mol.g-1.min-1). Os produtos de degradação do PEG, nos três sistemas analisados, foram analisados por HPLC, sendo identificados produtos de menor peso molecular, entre eles, EG, 2EG, 3EG, 4EG, e os ácidos glicólico e fórmico. O mecanismo envolve um processo consecutivo em que os etilenoglicóis de maior peso molecular dão origem aos de menor peso molecular. Etilenoglicóis de cadeia curta foram usados com sucesso como moléculas modelo para prever o mecanismo de fotodegradação do PEG. Fenóis primários combinados com antioxidantes secundários contendo fósforo são os sistemas estabilizantes mais efetivos, amplamente usados na estabilização do processamento e na aplicação de olefinas a longo prazo. O mecanismo de reação de hidrólise dos antioxidantes fosfito, escolhidos para diferenciar na estrutura química e no conteúdo de fósforo, é investigado através da espectrometria de massas. Substituintes diferentes em torno do átomo de fósforo mostram um efeito significativo na estabilidade dos fosfitos com substituintes fenol, produzindo estruturas hidroliticamente estáveis. / The aim of this work was to investigate polymer photodegradation mechanisms and stabilizing agents. The course of photooxidative degradation of some water soluble polymers (poly(vinylpyrrolidone), PVP; poly(acrylamide), PAM and poly(ethylene glycol), PEG) in the presence of hydrogen peroxide, Fenton reagent and iron salt has been investigated. PVP showed the lowest photostability while PAM had the greatest photostability. Iron salt was not efficient promoting degradation. PEG has been photooxidized in Fenton, photo-Fenton and UV/H2O2 systems. Samples were analysed using GPC and HPLC. GPC analysis of PEG solutions showed that in all oxidizing conditions used, the photooxidation of PEG aqueous solutions leads to an abrupt decrease of Mw, which means that the degradation of PEG implies a random chain scission mechanism. Polydispersity increases after degradation in all the systems used, confirming a random chain scission mechanism. GPC analysis also showed that the rate of degradation is much higher for the photo-Fenton system (kd = 1,010-4 mol.g-1.min-1), followed by UV/H2O2 system (kd = 3,610-5 mol.g-1.min-1 ). Fenton reagent has the lowest degradation rate (kd = 1,110-6 mol.g-1.min-1). The degradation products of PEG in all oxidizing systems, were analyzed by HPLC and lower molecular weight products were detected, i.e., EG, 2EG, 3EG, 4EG, glycolic and formic acids. The mechanism involved a consecutive process, were the larger ethyleneglycols gave rise, successively, to smaller ones. This suggested that the mechanism involved successive scissions of the polymer chain. Ethyleneglycols were successfully used as model molecules to predict PEGs photodegradation mechanism. Primary hindered phenols in combination with phosphorous-based secondary antioxidants are one of the most effective stabilizing systems, widely used in the processing stabilization and long-term application of polyolefins. The hydrolysis reaction mechanism of phosphite antioxidants, chosen to differ in chemical structure and phosphorus content, is investigated by mass spectrometric means. The analytes under investigation are exposed to accelerated humid ageing conditions and their hydrolytic pathway and stability is investigated. Different substituents around the phosphorus atom are shown to have a significant effect on the stability of the phosphites with phenol substituent producing very hydrolytically stable structures.

Orientador: Inés Joekes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-19T10:48:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Richena_Marina_M.pdf: 1581549 bytes, checksum: cea715827b6e69afa186bff163d1c821 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O cabelo branco se torna amarelo com o tempo, apesar de não possuir melanina, o pigmento responsável pela coloração. Este amarelecimento gera insatisfação nas pessoas. Neste trabalho estudamos em profundidade as mudanças de cor e as propriedades mecânicas do cabelo branco após exposição ao UV, Vis e IV, e os fatores que afetam o amarelecimento, incluindo descoloração com H2O2 e a presença de umidade, e tentamos identificar os cromóforos amarelos. Usamos cabelos brancos de dois tipos: cabelo padrão (blenda de várias cabeças), mais amarelado (valor da coordenada de azul-amarelo, b* = 20), e cabelo comum (cabelo de uma cabeça), menos amarelo (b* = 10). Os resultados mostram que a coloração inicial interfere no comportamento frente à exposição ao UV - Vis: após exposição numa lâmpada de mercúrio por cerca de 200 h, o cabelo padrâo desamarela (Db* = - 6), e o cabelo comum amarela (Db* = 2). Entretanto, quando o cabelo padrâo é descolorido com H2O2 (b* = 8), amarela após poucas horas de irradiação (Db* = 3). Expondo apenas ao Vis ocorre desamarelecimento, independentemente da coloração inicial, tanto no cabelo padrão (Db* = - 9), quanto no cabelo comum (Db* = - 3). Os resultados de variação de cor do cabelo branco exposto ao sol concordam com os resultados de exposição à lâmpada de mercúrio. Já a radiação IV na temperatura de 81°C amarela tanto o cabelo branco comum (Db* = 9), quanto o cabelo branco padrão (Db* = 3). O cabelo padrão irradiado em 100% de umidade relativa não mostra variação de cor após 88 h de irradiação. Além disso, o cabelo que foi irradiado, mas lavado com solução de lauril sulfato de sódio após cada período de irradiação, manteve o valor de Db*. O cabelo não lavado continuou menos amarelo após a armazenagem; entretanto, um amarelecimento (Db* > 1,5) foi observado após 1 ano. A única alteração significativa observada nas propriedades mecânicas foi a redução da tensão máxima em 17% depois de 480 h de exposição ao Vis da lâmpada. Medidas de absorbância no UV - Vis de soluções de cabelo branco com diferentes tonalidades de amarelo mostram absorção em toda a faixa do visível, comportamento decorrente do amarelecimento. Há ainda a formação de uma banda forte em 320 nm após irradiação UV. Contrariamente ao mostrado na literatura de lã, que também é uma estrutura formada por queratina, esta banda não está relacionada com a formação dos cromóforos amarelos. Demonstramos que o amarelecimento inicial do cabelo é um fator determinante na sua variação de cor após irradiação UV e que este amarelecimento é decorrente da ação do calor. Ademais, após a irradiação são formados radicais livres responsáveis pelas reações de degradação no escuro, em que a água tem um papel importante na desativação destes radicais / Abstract: White hair turns yellow after time, but it has no melanin, the pigment responsible for hair color. This yellowing upsets people. In this work we study in depth the color changes and mechanical properties in white hair after exposure to UV, Vis and IR, and the factors that effect the yellowing, including bleaching with H2O2 and the presence of moisture, and try to identify the yellow chromophores. We use two types of white hair, blended hair (blend of several heads), initially yellowish (value of color coordinate blue-yellow, b* = 20), and single head hair (hair of one head), lesser yellow initially (b * = 10). The results show that the initial color affects the behavior by exposuring to UV - Vis: after exposure to a mercury lamp for 200 h, the blended hair turns less yellow (Db * = - 6), and the single head hair turns yellowier (Db * = 2). However, when the blended hair is bleached with H2O2 (b * = 8), turns yellowier after a few hours of irradiation (Db * = 3). By exposing only the Vis turns less yellow independently of initial color, both in blended hair (Db * = - 9) and in the single head hair (Db * = - 3). The results of color changes in white hair after sun irradiation agree with the results of exposure to mercury lamp. The IR radiation at 81°C turns hair yellowier both single head white hair (Db * = 9) and blended white hair (Db * = 3). The blended hair irradiated at 100% relative humidity shows no color variation after 88 h of irradiation. Still, the hair that has been irradiated, but washed with a sodium lauryl sulfate solution after each irradiation period, kept the Db* value. The without washings hair continued less yellow after storage, however, a yellowing (Db* > 1.5) was observed after 1 year. The only significant change in mechanical properties was observed in the reduction of maximum stress by 17% after 480 h of exposure to Vis lamp. UV - Vis absorbance measurements in the white hair solutions with different shades of yellow show absorption in the visible range, these behavior is due to the yellowing, and the formation of a strong band at 320 nm after UV irradiation. Unlike shown in the wool literature, which is also a structure formed by keratin, this band is not related to the formation of yellow chromophores. We demonstrate that the initial hair yellowing is a determining factor in their color variation after UV radiation, and this yellowing is caused by heat action. Still, after irradiations are formed free radicals responsible for the degradation reactions in the dark, in which water plays an important role in the deactivation of these radicals / Mestrado / Físico-Química / Mestre em Química