Made available in DSpace on 2015-04-09T12:28:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-09-26Bitstream added on 2015-04-09T12:47:26Z : No. of bitstreams: 1 000809807.pdf: 611694 bytes, checksum: b97d96e83cb14ad8c75670d479df2122 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O estudo deste trabalho está concentrado no conceito de área de poliedros utilizando planificações. Inicialmente damos o embasamento teórico, depois apresentamos uma sequência de atividades que familiariza os alunos com poliedros, apresentando exemplos do seu cotidiano, induzindo-os a identificar suas características, ensinando-os a classificá-los, a relacionar as superfícies poliedricas às suas representações no plano e trabalhar o conceito de área de poliedros através desta relação. Para finalizar apresentamos situações problemas do cotidiano, como aplicação deste conceito / The study of this work is concentrated on the concept of area of polyhedra using planning. Initially we give the theoretical basis, then we present a sequence of activities that familiarize students with polyhedra, presenting examples of their daily lives, inducing them to identify theirs characteristics, teaching them to classify them, to relate the polyhedral surfaces to representations in the plan and to work the area concept of polyhedra through this relationship. To conclude we present problems situations in the daily lives, as application of this concept

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:16:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JahamunnaAAB_DISSERT.pdf: 3202307 bytes, checksum: 3dba8e8a699fb43853402bc73b61686f (MD5) Previous issue date: 2012-02-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / O metotrexato (MTX) ? um f?rmaco amplamente utilizado no tratamento da psor?ase, mas o seu uso sist?mico ocasiona efeitos adversos. A administra??o cut?nea do f?rmaco proporciona o aumento de sua biodisponibilidade na regi?o da pele lesada. Para isso, ? fundamental que o f?rmaco apresente boa solubilidade na forma n?o ionizada para garantir a permea??o cut?nea. O presente estudo teve como objetivo a obten??o de complexos de inclus?o do MTX com a betaciclodextrina (-CD) e a associa??o com compostos hidrof?licos como a trietanolamina (TEA) e os pol?meros polietilenoglic?is (PEG 1500, 4000 e 10000; Polaxamer 407,hidroxipropilmetilcelulose (HPMC), polivinilpirrolidona (PVP) e ?lcool polivin?lico (PVA) para a obten??o de complexos tern?rios. Os estudos de solubilidade foram realizados utilizando os diagramas de solubilidade de fases. A associa??o da B-CD levou a forma??o de complexos do tipo linear com estequiometria 1:1M, com uma constante de associa??o de Kc= 1179,8 M-1 e o aumento na solubilidade aquosa foi de cerca de 15 vezes. Dentre os complexos multicomponentes, os melhores resultados foram obtidos com o uso da TEA e PVP. Os complexos em fase s?lida foram obtidos por liofiliza??o. A caracteriza??o f?sico qu?mica inclui a microscopia eletr?nica de varredura (MEV), difra??o de raios-X (DRX), infravermelho (IV), calorimetria explorat?ria diferencial (DSC), Termogavimetria (TG) an?lise quantitativa do f?rmaco e os ensaios de dissolu??o. Os resultados experimentais sugeriram a forma??o de complexos de inclus?o nos quais o f?rmaco est? disperso na forma amorfa. Os ensaios de dissolu??o comprovaram que tanto o complexo bin?rio -CD:MTX quantos os complexos tern?rios contendo os pol?meros hidrof?licos e a TEA levaram ao consider?vel aumento da velocidade de dissolu??o

Orientador: Lauro Tatsuo Kubota / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T14:04:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moreira_AltairBenedito_D.pdf: 839003 bytes, checksum: df3c721cb44a6846a7d2abd555ad8847 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Neste trabalho são descritos o desenvolvimento dos métodos analíticos para a determinação de ácido acetilsalicílico (AAS), paracetamol (PA) e cafeína (CF) em fase sólida por espectroscopia de fluorescência. A fluorescência nativa do PA no estado sólido foi demonstrada pela primeira vez. Todos os estudos realizados neste trabalho foram desenvolvidos visando principalmente a aplicação no controle de qualidade em indústrias químicas e farmacêuticas. Os estudos foram direcionados ao desenvolvimento de métodos analíticos para a determinação de AAS e PA, individualmente. Também foram desenvolvidos métodos para a determinação simultânea das misturas (CF e AAS) e (CF e PA) usando como ferramenta estatística a calibração multivariada para a construção dos modelos, empregando o algoritmo de regressão por mínimos quadrados parciais (PLSR-1). Foram otimizadas a quantidade de amostra colocada no porta amostra e a distância desta da fibra óptica para todos os métodos analíticos desenvolvidos neste trabalho, e as melhores condições foram de 25 mg e 0,9 cm, respectivamente. Os métodos desenvolvidos para a determinação individual de AAS e PA em amostras sólidas apresentaram boa precisão, exatidão e alta freqüência analítica, podendo chegar a 300 determinações por hora. A exatidão foi checada comparando os valores obtidos pelo método desenvolvido com os procedimentos adotados pela farmacopéia britânica e os resultados foram estatisticamente o mesmo a nível de 95% de confiança. Para a determinação simultânea das misturas, os modelos construídos apresentaram excelente desempenho de previsão. Os resíduos foram inferiores a 10% para a maior parte das amostras usadas nos conjuntos de validação externa. A qualidade dos modelos foi avaliada através do coeficiente de variabilidade (CV), o qual variou entre 4 e 7% para todos os modelos. Desta maneira, os métodos desenvolvidos neste trabalho são uma boa alternativa aos métodos tradicionais descritos na literatura, devido suas características favoráveis como elevada freqüência analítica, possibilidade de monitoramento on line em linha de produção e principalmente por serem não destrutivos, não gerarem resíduos e serem de baixo custo. / Abstract: In this work are described the development of analytical method for acetylsalicylic acid (AAS), paracetamol (PA) and caffeine (CF) determinations in solid phase by fluorescence spectroscopy. The native fluorescence of PA was demonstrated in the solid state for the first time. All studies performed here were developed seeking mainly the application in the quality control in chemical and pharmaceutical industries. The studies were addressed to the development of analytical methods for the AAS and PA determination, individually. Methods for the simultaneous determination (CF and AAS) and (CF and PA) using as statistical tool the multivariate calibration for the models construction, employing the partial least squares regression (PLSR-1) algorithm were also developed. The amount of sample placed in the sample compartment and the distance between the fiber optic and sample were optimized for all analytical methods developed in this work and the better conditions were 25 mg and 0.9 cm, respectively. The developed methods for single determination of AAS and PA in samples gave good performance. A high analytical frequency, being able to reach 300 determinations per hour. The accuracy checked comparing the obtained values by the developed methods with the procedures adopted by the British Pharmacopoeia and the results were statistically the same at 95% confidence level. For the simultaneous determination of the mixtures, the built models presented excellent performance of prediction. The residuals were lower than 10% for most used samples in the external validation set. The quality of the models was evaluated through the coefficient of variability (CV), which changed between 4 and 7% for the models. Looking for innovative methods that generate no residue, quick, non-destructive, on line monitoration in production line and low cost is a good option to the traditional methods. / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Quimica

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[pt] Sistemas CAD – Computer-Aided Design Systems – são muito utilizados nas diferentes etapas do ciclo de vida de um empreendimento de engenharia, como a elaboração do projeto conceitual, a construção da estrutura física e a operação da planta. A manutenção das instalações é uma tarefa de muita importância durante a operação, onde a pintura de equipamentos e estruturas é essencial. Estimar a área de pintura dos diferentes objetos possui um custo elevado se feito manualmente, com a utilização de trenas e lasers. Uma forma mais eficiente de calcular essas áreas é através do uso das ferramentas CAD. Entretanto, o processo de modelagem do modelo CAD, utilizando objetos paramétricos e malhas tridimensionais, insere superfícies que estão encobertas por outros objetos. Essas superfícies encobertas não são pintadas, e considerar suas áreas na orçamentação da pintura resulta em erros consideráveis. Portanto, o uso de um cálculo simples de todas as áreas de superfícies que compõem os objetos não é adequado. Com o objetivo de eliminar as superfícies escondidas do cálculo da área de pintura, este trabalho propõe uma abordagem baseada em campos de distância adaptativos juntamente com operações de geometria sólida construtiva. Primeiramente, as malhas passam por uma fase de pré-processamento, no qual são ajustadas de forma que cumpram com os requisitos necessários para a construção do campo de distância adaptativo, e em seguida os seus campos são calculados. Objetos parametrizados não necessitam dessa etapa pois já possuem um campo de distância implícito. Operações de geometria sólida construtiva foram então utilizadas para obter o campo da diferença e da interseção de cada objeto com a cena. De posse desses dados, foi desenvolvida uma fórmula que utiliza as áreas da diferença com a cena, da interseção e a área superficial de cada objeto para calcular a sua área de pintura. Em testes controlados, as áreas de pintura obtidas diferenciaram em no máximo 0,84 por cento das áreas reais. Nos testes com modelos reais, foi obtido uma redução de até 38 por cento da área estimada em relação a abordagem simplista de não tratar as superfícies ocultas. / [en] CAD Systems – Computer-Aided Design Systems – are widely used in the different life cycle stages of an engineering enterprise, such as conceptual design, physical structure construction, and plant operation. The maintenance of the facility is a very important task during the operation, where painting the equipments and structures is essential. Estimating the painting area of the different objects has a high cost if done manually, using measuring tapes and lasers. A more efficiently way to calculate these areas is through the use of CAD tools. However, the modeling process of the CAD model, using parametric objects and three-dimensional meshes, inserts surfaces that are hidden by other objects. These hidden surfaces are not painted, and considering their areas in the painting budgeting leads to considerable errors. Therefore, the use of a simple calculation of all the surfaces areas that compose the objects is not adequate. With the objective of eliminating the hidden surfaces of the painting area computation, this work proposes an approach based on adaptive distance fields together with constructive solid geometry operations. Firstly, the meshes pass through a preprocessing phase, in which they are adjusted to fulfill the requirements for the adaptive distance field construction, and then their fields are computed. Parametrized objects do not need this step because they already have an implicit distance field. Constructive solid geometry operations were then used to obtain the difference and the intersection fields of each object with the scene. With this data, the painting areas are calculated considering the areas of the difference with the scene, the intersection and the surface area of each object. In controlled tests, the painting areas obtained differs of a maximum of 0.84 percent of the real areas. In tests with real models, a reduction of up to 38 percent of the estimated area was obtained in relation to the simplistic approach of not treating hidden surfaces.

[pt] O objetivo da pesquisa foi dedicado à preparação de novos materiais híbridos à base de sílica contendo sistemas moleculares ou nanométricos de carbono com sistema de elétrons pi conjugados, imobilizados covalentemente para posterior aplicações como adsorventes e eletrodos para pré-concentração e determinação de compostos aromáticos. Deste modo, propôs-se o desenvolvimento das metodologias para as imobilizações covalentes de antraceno (Ant), pontos quânticos de óxido de grafeno (GOQDs) e nanopontos de carbono (CDs) na superfície da sílica (SiO2). Estes compostos são constituídos de sistemas conjugados de elétrons pi e, portanto, podem formar interação intramolecular de empilhamento pi–pi com compostos aromáticos. Nanocompósito de GOQDs imobilizados foi preparado através da interação covalente de fragmentos nanoméricos de óxido de grafeno (GO). Três tipos de SiO2-Ant foram obtidos através de abordagem de montagem da superfície pela reação de alquilação condensação de sílica modificada com grupos aminopropila. Estes materiais podem ter diferentes arranjos de ligantes de antraceno na superfície da sílica e, portanto, podem apresentar diferentes propriedades doadoras de elétrons-pi. Nanocompósitos de sílica gel com CDs imobilizados foram preparados por duas abordagens diferentes. Na primeira, os CDs foram obtidos a partir do ácido cítrico como material de partida e posteriormente imobilizados em sílica. O segundo método consistiu no uso de sílica gel porosa como nanorreator para a preparação de CDs. Este método é simples e robusto, o qual permite um maior controle do tamanho e da composição do nanomaterial. Além disso, os efeitos da modificação da sílica, tamanho dos poros, tempo de síntese, estabilidade hidrolítica, tamanho das nanopartículas de carbono e rendimento quântico da fluorescência foram avaliados. Foi demonstrado que a carbonização do gel aminosilica com ácido cítrico incorporado resultou na formação de CDs não imobilizados e CDs imobilizados. Devido à forte fixação na superfície, os CDs podem ser facilmente purificados através de simples lavagem do nanocompósito com água. Os C-pontos preparados apresentaram fotoluminescência independente de excitação a 445 nm com rendimento quântico até 80 porcento, o que os tornam atraentes para aplicação bioanalítica. O nanocompósito imobilizado com GOQDs foi preparado por ligações covalentes dos fragmentos de GO em nanoescala. A composição da camada superficial de todos adsorventes foi determinada a partir de análises elementares e termogravimétricas, fotoelétrons de raios X, ressonância magnética nuclear no estado sólido, Raman, FTIR e espectroscopia de fluorescência. As propriedades texturais dos adsorventes foram determinadas, bem como a cinética de imobilização do ligante, o grau de transformação da superfície e a estabilidade hidrolítica dos grupos enxertados, o efeito da porosidade da sílica no grau de conversão do ligante. As propriedades de adsorção dos materiais foram avaliados pela extração em fáse sólida nos modos dinâmico e estático para os compostos modelos azul de metileno e antraceno em várias fases móveis aquosas-orgânicas e orgânicas, na presença de componentes interferentes. Os nanomateriais obtidos apresentaram maior afinidade para compostos aromáticos do que os cartuchos comerciais C18 para extração em fase sólida (SPE) de fases orgânicas móveis que permitem a separação em uma etapa dos hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs) na matriz com alta concentração de ácidos graxos. Ademais, sílica gel com GOQDs imobilizados foi usado para análise eletroquímica de antibióticos e hormônios selecionados. O eletrodo demonstrou atividade eletrocatalítica em relação ao estriol (ET), dietilestilbestrol (DES), sulfametoxazol (SMZ) e trimetoprim (TMP) que possibilitaram determinar esses analitos com até 0.009 μmol L(-1) (ET). / [en] The objective of the present research was devoted to the preparation of new silica-based hybrid materials having covalently immobilized carbon-containing molecular and nanometric systems with delocalized pi-electrons that can be used as adsorbents and electrodes for preconcentration and determination of aromatic compounds. For this purpose, methodologies for covalent immobilization of anthracene (Ant), graphene oxide quantum dotes (GOQDs) and carbon nanodots (CDs) on silica surface (SiO2) have been developed. These compounds have a conjugated system of pi-electrons and thus can form intramolecular pi–pi stacking interaction with aromatic compounds. The nanocomposite with immobilized GOQDs was prepared by covalent immobilization of nanoscale graphene oxide (GO) fragments. Three sets of SiO2-Ant were obtained using reaction surface assembling reactions by alkylation and condensation of silica with immobilized primary amines. These materials can have different arrangements of anthracene ligands on silica surface and so pi-donor properties. Silica gel nanocomposites with immobilized CDs were prepared by two different approaches. For the first one, the CDs were obtained from the molecular precursor and then immobilized on silica. For the second method, CDs were prepared by nanoreactor approach directly in silica gel pores. The second method is facile and robust and also allows better control of the particle size and composition. The effects of silica gel modification, pore size, synthesis time, hydrolytic stability, carbon nanoparticle size and quantum yield of the fluorescence were studied. It was demonstrated that the carbonization of aminosilica gel with embedded citric acid resulted in the formation of unbound CDs and immobilized CDs. Due to firm attachment to the surface CDs can be easily separated from low-molecular-weight impurities and CDs by simple rinsing of the nanocomposite with water. As prepared CDs demonstrate excitation-independent photoluminescence at 445 nm with quantum yield up to 80 percent that makes them attractive for bioanalytical application. The composition of the surface layer of the adsorbents was determined from elemental and thermogravimetric analysis, X-ray photoelectron, solid nuclear magnetic resonance, Raman, FTIR, and fluorescent spectroscopy. The textural properties of the adsorbents were determined as well as ligand immobilization kinetics, the degree of surface transformation and hydrolytic stability of the grafted groups, the effect of silica porosity on ligand conversion degree. The adsorption properties of the materials were studied in dynamic and static solid-phase extraction (SPE) modes for the model compounds methylene blue and anthracene in various aqueous-organic and organic mobile phases, in the presence of interfering components. It was demonstrated that studied materials have a higher affinity towards aromatic compounds than commercial C18 SPE cartridges in organic mobile phases that allow one-step separation of polycyclic aromatic hydrocarbons in the matrix with a high concentration of fatty acids. Also, silica-immobilized GOQDs was used for electrochemical analysis of selected antibiotics and hormones. The electrode demonstrated electrocatalytic activity towards estriol (ET), diethylstilbestrol (DES), sulfamethoxazole (SMZ), and trimethoprim (TMP) that made it possible to determine these analytes with up to 9 nmol L(-1) (ET).

Increasing energy demand draws attention to new materials for improving current energy storage technologies. Particular interest is directed at solid state batteries and glass Na3ClO electrolyte is a promising candidate. In this report we explore some of the properties of this new glass and its capabilities as a potential electrolyte for a solid-state battery. The two aims of the study were to model the amorphous structure of the glass using the stochastic quenching method based on density functional theory as well as assessing the electrochemical stability of it against a metallic sodium electrode. Using VASP, a computational code based on density functional theory, we performed calculations of two 150 atom supercells, where the atoms were moved around until the systems were relaxed to obtain two glass models and the resulting structures were analyzed and characterized. The characterization of the structures was made by means of partial radial distribution functions, angle distribution functions, coordination numbers and bond lengths, which showed that the two models are statistically equivalent and either one can be used for the stability assessment of the glass. The electrochemical stability was assessed by inserting an extra sodium atom in possible holes in the glass model and calculating the energetics of Na insertion in each of these holes. This was made for 30 different hole positions. The reduction potential indicates the stability of each hole and the results was plotted as an energy distribution. Two peaks in the energy distribution, located at positive and negative energies, indicating stable and unstable holes, respectively. This indicates that the amorphous structure of the glass allows Na ions to travel (unstable holes). The stable peak has a greater probability density, which indicates a stable electrolyte against sodium metal electrode, though a larger sampling of holes is required for better statistics. / Ökande krav på energiefterfrågan uppmärksammar nya material för att förbättra nuvarande energilagringsteknik, med fokus på solida batterier och glaset Na3ClO som en lovande kandidat för elektrolyt. I denna rapport undersöks några av egenskaperna för glaset samt möjligheten för denna att fungera som elektrolyt i ett solid-state batteri. Målen med projektet var att modellera den amorfa strukturen av glaset genom att använda stochastic quenching method som baseras på density functional theory samt undersöka den elektrokemiska stabiliteten mot en metallisk natrium elektrod. Genom användning av VASP, beräkningskoder baserade på density functional theroy, beräknades två superceller med 150 atomer vardera där atomerna flyttas runt tills dess att systemet var relaxerat och två modeller av glaset erhölls. Dessa var sedan visualiserades och karakteriserade. Karakterisering av strukturerna gjordes genom en partiella radiella fördelningsfunktioner, vinkel distrubitionsfunktioner, koordinationsnummer och bindningslängder. Detta visade på statistisk ekvivalens, vilket innebär att båda modellerna kan användas för vidare stabilitetsundersökning. Den elektrokemiska stabiliteten undersöktes genom att sätta in en extra natrium atom i möjliga hål i glas modellen samt beräkna dess energier av Na insättning i respektive hål. Detta gjordes för 30 olika positioner för hålen. Reduktionspotentialen indikerar stabiliteten för respektive hål, och resultatet plottades som en energidistribution. Två toppar i energidistributionen, lokaliserade vid positiva och negativa energier, indikerar stabila respeltive instabila hål. Detta indikerar på att den amorfa strukturen för glaset tillåter Na joner att färdas (instabila hål). Den stabila toppen har en större sannolikhetstäthet vilket indikerar på en stabil elektrolyt mot en metallisk natrium elektrod, men en större samling hål krävs för en bättre statistisk säkerhet.

[pt] Os elementos terras raras (ETRs) têm sido cada vez mais utilizados na indústria moderna como os componentes essenciais de catalisadores, ímãs de alto desempenho, supercondutores, sistemas de telecomunicações. O desenvolvimento da energia limpa aumentará ainda mais a demanda, pois ETRs são usados na produção de baterias e painéis solares. O processo de produção ambientalmente sustentável substituirá ou complementará as fontes atuais. Assim, a separação e a reciclagem de ETRs são de grande importância para diversificar as fontes dos ETRs. A maioria das tecnologias atuais para o enriquecimento de ETRs é baseada na extração de solventes e troca iônica. Elas não são sustentáveis e não são aplicáveis ao tratamento de lixo eletrônico. Um dos primeiros adsorventes seletivos para extração em fase sólida dos ETRs foi proposto recentemente (Callura et al., 2018). A presente pesquisa estudou 3 adsorventes organo-sílicas (OSAd) com fragmentos imobilizados covalentemente de N-Benzoil-N-fenil-hidroxilamina (BPHA), ácido 2,6-piridinodicarboxílico (PdCA) e ácido amino di(metilenofosfônico) (AdMPA). Foi mostrado que os adsorventes podem ser utilizados com sucesso para separação e preconcentração dos elementos terras raras das soluções aquosas. A pesquisa demonstrou a alta afinidade dos adsorventes aos ETRs (La3+ - Lu3+), Sc3+ e Y3+. A adsorção competitiva dos ETRs da solução multielementar, sua dependência de pH, isotermas e estudos de cinética, recuperação e dessorção de íons metálicos, bem como a reutilização de adsorventes foram investigados. A caracterização qualitativa e quantitativa dos adsorventes foi estudada por espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier, espectroscopia de fotoelétrons de raios-X de alta resolução, análise RMN no estado solido, medições BET, análise elementar e termogravimétrica. Foi demonstrado que os OSAd propostos podem ser utilizados com sucesso para remover íons ETR da solução aquosa em 10 minutos. Os adsorventes demonstram diferenças essenciais na afinidade para ETRs que permitem a utilização dos OSAd para vários fins, incluindo pré-concentração para determinação de traços de ETRs em água natural, separação de ETRs dos outros metais em lixo eletrônico, e a separação individual dos ETRs. A pesquisa demonstra que o SiO2-BPHA pode recuperar todos os ETRs de solução com pH maior ou igual a 5.0 e liberá-los após eluição de 0.1 mol L-1 HNO3 com eficiência superior a 95 por cento. Outros OSAd - SiO2-PdCA e SiO2-AdMPA são os únicos adsorventes que podem remover os íons ETRs da solução aquosa em pH maior ou igual a 2. Devido a isso, SiO2-PdCA e SiO2-AdMPA podem ser usados para a reciclagem dos ETRs do lixo eletrônico. Foi demonstrado que o SiO2 PdCA pode ser utilizado para a recuperação seletiva de elementos de terras raras (Y, Eu, Tb) dos resíduos de lâmpadas fluorescentes. SiO2-PdCA demonstra alta seletividade que permite recuperação completa (maior que 95 por cento) de todos os ETRs na presença de excesso (50 vezes) de íons Ba2+ que é útil para determinação analítica de traços dos ETRs por ICP-MS. Além disso, SiO2-PdCA é útil para a adsorção seletiva dos ETRs de amostras ambientais, pois o excesso de 200 vezes de íons Fe3+, Cu2+, Ca2+, Mg2+, Na+, K+ e Al3+ predominantes em amostras ambientais, causa pouca interferência na eficiência do adsorvente. SiO2-BPHA demonstra maior seletividade para ETRs pesados. Em condições ótimas, o fator de seletividade é cerca de 80 (para pares Lu/La e Yb/La) e cerca de 60 (para o par Tm/La), que demonstra alto potencial do SiO2-BPHA na separação individual dos ETRs. Estudos de reusabilidade demonstram que SiO2-BPHA pode ser usado para adsorção quantitativa de quase todos os ETRs (adsorção média de Ce e Pr é cerca de 90 por cento) de uma solução multielementar com pH igual a 5.0 sem perda na capacidade de adsorção e seletividade por pelo menos cinco ciclos. Foi demonstrado que a adsorção de metais por OSAd ocorre devido à formação de complexos entre o ligante imobilizado e os íons metálicos. Por exemplo, a adsorção de íons Eu3+ e Tb3+ por SiO2-PdCA e SiO2-AdMPA gera luminescência forte de cor vermelha e verde, respectivamente. A adsorção de Fe3+ em SiO2-BPHA leva ao desenvolvimento da cor vermelha do adsorvente cuja intensidade é proporcional à concentração de metal adsorvido. Os complexos metálicos imobilizados são muito estáveis em água e meios orgânicos e podem ser usados para o desenvolvimento de sensores ópticos dos ETRs e fases cromatográficas de troca de ligante. / [en] Rare earth elements (REEs) have been increasingly used in modern industry as essential components of many catalysts, high-performance magnets, superconductors, telecommunication systems. Clean energy development will further boost the demand for REEs since they are used in the production of batteries and solar panels. Environmentally sustainable production process shall substitute or supplement current ore sources. Thus, separation and recycling of REEs are of great importance to diversify the sources of REEs. Most existing technologies for enrichment of REEs are based on solvent extraction and ion exchange. They are not sustainable and are not applicable to electronic waste (e-waste) treatment. One of the first selective adsorbent for REEs SPE extraction was proposed recently (Callura et al., 2018). The research proposed demonstrates other organo-silica adsorbents (OSAd) with covalently immobilized fragments of N-Benzoyl-Nphenylhydroxylamine (BPHA), 2,6-pyridinedicarboxylic acid (PdCA) and aminodi(methylene-phosphonic) acid (AdMPA) can be successfully used both for preconcentration and separation of REEs. This research demonstrates high affinity of the adsorbents to REE (La3+ - Lu3+), Sc3+ and Y3+. Competitive adsorption of REEs from multielement solution and pH dependence, isotherm and kinetics studies, metal ion recovery and desorption, as well as the adsorbent reusability have been investigated. The research is accomplished with qualitative and quantitative characterization of the adsorbent, physical and chemical properties using Fourier transform infrared spectroscopy, high-resolution X-ray photoelectron spectroscopy, solid-state NMR, BET measurements, elemental and thermogravimetric analysis. It has been demonstrated that the proposed OSAd can be successfully used to remove REE ions from aqueous solution within 10 min. Sharp changes of REEs recovery has been observed in a narrow range of the pH that allows developing a methodology for removal of REEs from solution. The adsorbents demonstrate an essential difference in REE affinity that allows utilization of the OSAd for various purposes, including pre-concentration for determination of REE traces in natural waters, separation of REE from color and other metals in e-waste, separation of individual REE. It is demonstrated that SiO2-BPHA can recover all REE from solution with pH bigger or equal 5.0 and release them to solution under treatment with 0.1 M HNO3 with efficiency more than 95 percent. Additionally, OSAd - SiO2-PdCA and SiO2- AdMPA are the only adsorbents that can remove REE ions from aqueous solution with pH bigger or equal 2. Because of this SiO2-PdCA and SiO2-AdMPA can be used for the recycling of rare earth elements from electronic waste. It was demonstrated that SiO2-PdCA can be used for selective recovery of rare earth elements (Y, Eu, Tb) from waste fluorescent lamps. SiO2-PdCA demonstrates high selectivity that allows complete (bigger 95 percent) recovery of all REE in the presence of 50-fold excess of Ba2+ ions that is used for analytical determination of REE traces by ICP-MS. Also, SiO2- PdCA is useful for selective adsorption of REE from environmental objects since 200-fold excess of such ions as Fe3+, Cu2+, Ca2+, Mg2+, Na+ , K+ and Al3+ which are predominate in environmental objects cause little interference on the adsorbent removal efficiency. SiO2-BPHA demonstrates higher selectivity towards heavy REEs. In optimal conditions selectivity factor is about 80 (for Lu/La and Yb/La pairs) and about 60 (for Tm/La pair), which demonstrates the high potential of SiO2- BPHA in separation of individual REEs. Reusability test demonstrates that SiO2- BPHA can be used for quantitative adsorption of almost all REEs (average adsorption of Ce and Pr ions is about 90 percent) from multielement solution with pH equal 5.0 without lost in adsorption capacity and selectivity for at least five consecutive cycles. It is demonstrated that adsorption of metals on the OSAd takes place due to complex formation between immobilized ligand and metal ions. For example, adsorption of Eu3+ and Tb3+ ions on SiO2-PdCA and SiO2-AdMPA generates strong red and green luminescence, respectively. Adsorption of Fe3+ on SiO2-BPHA leads to development of red color of the adsorbent which intensity is proportional to metal loading. Immobilized metal complexes are very stable in water and organic media that can be used for further development of optical sensors for REE and stationary phases for ligand-exchange chromatography.

Els aminoàcids biarílics es troben en una àmplia varietat de pèptids naturals amb important activitat biològica. Concretament, les arilhistidines formen part de les aciculitines, pèptids amb activitat citotòxica i antifúngica, La reacció de Suzuki-Miyaura és el mètode més versàtil per obtenir biarils assimètrics, encara que, fins el moment, no s'havia aplicat per a l'arilació de l'imidazole de la histidina. L'objectiu general d'aquesta tesi fou demostrar que es podia arilar l'imidazole de la histidina en fase sòlida mitjançant una reacció de Suzuki-Miyaura. En primer lloc, es sintetitzaren 4(5)-metil-5(4)-fenilimidazole i 4(5)-metil-5(4)-(2-metoxifenil)imidazole a través de l'acoblament creuat entre un N-benzilbromoimidazole i el corresponent àcid arilborònic. Posteriorment, s'arilaren 5-bromohistidines utilitzant diversos àcids arilborònics mitjançant una reacció de Suzuki-Miyaura assistida per irradiació micrones, tant en dissolució com en fase sòlida. I finalment, mitjançant aquesta metodología, es sintetitzaren pèptids antimicrobians contenint 5-arilhistidines actius contra bacteris gram-negatius responsables d'importants malalties en plantes com el foc bacterià. / Biaryl amino acids are present in a great variety of natural peptides which display important biological activities. In particular, arylhistidines naturally occur in cytotoxic and antifungal marine peptides, aciculitins. The Suzuki-Miyaura cross-coupling is the most versatile method to obtain unsymmetrical biaryls. Up to now, it had not been applied to the arylation of the histidine imidazole ring. The main objective of this thesis was to demonstrate that a Suzuki-Miyaura reaction was amenable to solid-phase arylation of the histidine imidazole ring. Firstly, it was synthesized 4(5)-methyl-5(4)-phenylimidazole and 4(5)-methyl-5(4)-(2-methoxyphenyl)imidazole by cross-coupling between N-benzylbromoimidazole and the corresponding arylboronic acid. Secondly, 5-bromohistidines were arylated with several arylboronic acids by a microwave-assisted Suzuki-Miyaura cross-coupling reaction in solution as well as solid-phase leading to the corresponding arylhistidines. Finally, antimicrobial peptides containing 5-arylhistidines were prepared using the previous methodology. They showed activity against gram-negative bacteria responsible of important plant diseases such as fire blight.

Orientadores: Susanne Rath, Jarbas José Rodrigues Rohwedder / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-19T11:12:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Orlando_RicardoMathias_D.pdf: 5151319 bytes, checksum: 53a60cd9c94d86b8a9e269a87ef0c9ac (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O preparo de amostra representa uma etapa determinante e crítica no processo de análise e a extração em fase sólida (SPE) é uma técnica amplamente empregada no preparo de matrizes complexas. O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de dispositivos e procedimentos que permitem aplicar campos elétricos em SPE empregando cartuchos (E-SPE®), visando adicionar os mecanismos da eletroforese ao processo cromatográfico. Para tanto, foram desenvolvidos eletrodos e cartuchos que possibilitam a aplicação de campos elétricos, além de um sistema para monitorar e controlar parâmetros eletrocromatográficos tais como: vazão, corrente elétrica, potencial elétrico e temperatura. Com esses dispositivos foram realizadas extrações com aplicação de campo elétrico empregando compostos modelo aniônicos, catiônicos e anfotéricos. Para permitir uma melhor compreensão dos fenômenos envolvidos foram avaliados diversos parâmetros de extração, entre esses: concentração de íons em solução, pH, modificador orgânico, volume de solução de lavagem e tipo de sorvente. O sistema foi avaliado também na determinação de antimicrobianos em leite. Dependendo da polaridade empregada sobre os eletrodos, a aplicação do campo elétrico foi capaz de modular (acelerar ou retardar) a saída dos compostos modelo do cartucho. Os resultados de extração obtidos demonstraram a eficácia dos dispositivos desenvolvidos, além da grande potencialidade do uso de campos elétricos em SPE para obter maiores recuperações dos analitos de interesse e/ou remoção de interferentes / Abstract: Sample preparation is a crucial and determinant step for the analysis process and solid phase extraction (SPE) is a widely used technique in the preparation of complex matrices. The aim of this work was the development of devices and procedures for applying electric fields to SPE cartridges (SPE-E ®), in order to add the mechanisms of electrophoresis to the chromatographic process. For this purpose, electrodes and cartridges that allow the application of electric fields were developed, besides a system to monitor and control electrochromatographic parameters such as: flow, electric current, electric potential and temperature. By means of these devices, extractions with application of electric fields were performed using anionic, cationic and amphoteric model compounds. In order to allow a better understanding of the phenomena involved several extraction parameters were evaluated, among these: the concentration of ions in solution, pH, organic modifier, volume of washing solution and type of sorbent. The system was also evaluated for the determination of antibiotics in milk. Depending on the polarity of the electrodes used, the application of an electric field was able to modulate (accelerate or retard) the output of the model compounds from the cartridge. The extraction results obtained showed the effectiveness of the devices developed, and the immense potential of the use of electric fields in SPE to obtain better recoveries of the analytes and/or for removing interferents / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências