Dentre as tecnologias para tratamento de efluentes, este trabalho abordou processos de oxidação avançada fundamentados no uso de catalisadores heterogêneos, sendo este processo também conhecido por fotocatálise heterogênea. A eficiência desse tipo de processo já é bastante conhecida e reportada na literatura, no entanto, sua aplicação conta com gastos de energia artificial para ativação do catalisador responsável pela degradação de contaminantes. Neste sentido, novos materiais têm sido desenvolvidos para promoverem a fotossensibilização de catalisadores como TiO2, o que viabiliza ativação pela luz visível e aplicações com energia renovável solar. No desenvolvimento de novos catalisadores, os materiais nanoestruturados compósitos, formados por duas ou mais substâncias em contato íntimo, destacam-se pelo sinergismo que confere propriedades singulares ao material. Este trabalho teve como objetivo a síntese, caracterização e aplicação de nanocompósitos formados por polianilina (PANI), TiO2-P25 e NTCs como catalisadores na degradação do fármaco sulfametoxazol sob luz solar simulada. A síntese do catalisador consistiu na polimerização interfacial (água/tolueno) da anilina, contento fase orgânica com NTCs e anilina, e dióxido de titânio na fase aquosa. Diferentes associações dos materiais e concentrações de TiO2 foram testadas e resultaram nos seguintes catalisadores PANI:TiO2, PANI:TiO2-conc, NTC:PANI:TiO2 e NTC:PANI:TiO2-conc. Os materiais foram caracterizados por espectroscopia Raman, difração de raios X, microscopias eletrônicas de varredura e transmissão e análise termogravimétrica. O potencial desses materiais em fotocatálise de sulfametoxazol foi avaliado por um sistema de luz solar simulada. A síntese interfacial resultou em compósitos verdes, cor característica da polianilina. As técnicas de caracterização indicaram a formação de polianilina como uma massa polimérica contendo NTCs e/ou TiO2. O polímero nos compósitos mostrou, por espectroscopia Raman, ser mais polariônico, planar e menos reticulado. Análises termogravimétricas revelaram que os compósitos foram constituídos por cerca de ~ 85 % de TiO2 nas amostras com NTCs e ~ 95 % de óxido nas amostras formadas apenas por polianilina e óxido de titânio. Foi discutido condições fundamentais sobre a determinação da fotossensibilização do TiO 2-P25 por polianilina e NTCs, através de um sistema solar simulado. O catalisador PANI:TiO2-conc mostrou maior capacidade de fotodegradação de sulfametoxazol sob luz solar simulada em relação ao TiO2-P25. Diante disso, o compósito formado por polianilina e TiO2 com baixo percentual de polímero, resultou em um material com maior potencial para aplicações em sistemas solares. / Among the technologies for wastewater treatment, this work addressed advanced oxidation processes based on the use of heterogeneous catalysts, this process is also known as heterogeneous photocatalysis. The efficiency of this type of process is already well known and reported in the literature, however, its application has artificial energy costs for activation of the catalyst responsible for the degradation of contaminants. In this sense, new materials have been developed to promote the photosensitizing catalysts such as TiO2, which enables activation by visible light and solar renewable energy applications. In the development of new catalysts the nanostructured composite materials formed of two or more substances in close contact, stand out due to synergism which confers unique properties to the material. This study aimed to the synthesis, characterization and application of nanocomposites formed by polyaniline (PANI), TiO2-P25 and CNTs as catalysts in the degradation of the drug sulfamethoxazole under simulated sunlight. The catalyst synthesis was the interfacial polymerization (water / toluene) of aniline, containing organic phase with CNTs and aniline, and titanium dioxide in the aqueous phase. Different associations of materials and TiO2 concentrations were tested and resulted in the following catalysts PANI:TiO2, PANI:TiO2-conc, NTC:PANI:TiO2 and NTC:PANI:TiO2-conc. The materials were characterized by Raman spectroscopy, X- ray diffraction, electronic microscopy of scanning and transmission, and thermogravimetric. The potential for these materials in photocatalysis of sulfamethoxazole was evaluated by a simulated solar light system. The interfacial synthesis resulted in a green composite color, characteristic of polyaniline. The characterization techniques indicated the formation of polyaniline as a polymeric mass containing CNTs and / or TiO2. The polymer in the composite showed by Raman spectroscopy, to be more polaronic form, planar, an less reticulation. Thermogravimetric analysis showed that the composite consisted of approximately ~ 85 % TiO2 on samples with CNTs and ~ 95 % oxide in the samples formed only polyaniline and titanium oxide. Was discussed fundamental conditions on determining the photosensitivity of TiO2-P25 by polyaniline and CNTs, through a simulated solar system. The catalyst PANI:TiO2-conc showed higher photodegradation ability to sulfamethoxazole under simulated sunlight compared to TiO2-P25. Thus, the composite formed by polyaniline and TiO 2 with low percentage of polymer, resulted in a material with the greatest potential for applications in solar systems.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 8221472 bytes, checksum: cac315a193674c3a77482441306e409a (MD5) Previous issue date: 2013-11-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / An alternative route for the synthesis of the three isomers of Mn(III) N-metylpyridylporphyrins, MnTM-X-PyPCl5 (X = 2, 3, 4) was developed by the direct methylation of MnT-X-PyPCl (X = 2, 3, 4) with methyl tosylate; this methodology may be adapted for preparing the longer-alkyl-chain analogues. The investigation of the thermal stability of the potent redox modulator Mn(III) meso-tetrakis(N-ethylpyridinium-2- yl)porphyrin chloride (MnTE-2-PyPCl5) showed that the thermal decomposition of MnTE-2-PyPCl5∙11H2O under air occurs in three successive steps: dehydration, dealkylation (ethyl chloride loss) and combustion, to yield Mn oxide as final residue. Heating MnTE-2-PyPCl5∙11H2O up to ~100 ºC leads to dehydration, but with no effect onto the catalytic SOD activity after rehydration/dissolution. Heating the sample at temperatures above 100 ºC leads to dealkylation, which affects catalytic and biological properties. The immobilization of the neutral Mn porphyrins (MnPs) MnT-X-PyPCl (X = 2, 3, 4) covalently onto chloropropyl silica-gel (Sil-Cl) or the cationic MnPs MnTM-X-PyPCl5 (X = 2, 3, 4) electrostatically into sodium vermiculite (verm) yielded stable biomimetic models of cytochromes P450. The resulting materials, Sil-Cl/MnT-X-PyPCl e verm/MnTM-X-PyPCl5 (X = 2, 3, 4), were used as oxidation catalyst for hydroxylation of cyclohexane and adamantane by iodosylbenzene. The heterogeneous systems were more efficient, selective, and oxidatively stable than the homogeneous counterparts, and could be reused three times with no significant loss in efficiency. The use of more drastic conditions (i.e., large excess of PhIO), led to considerable decrease in efficiency, which was partial recovered upon catalyst reuse uner milder conditions, indicating that the support protects the supported MnP against oxidative degradation. The materials efficiently catalyzed the oxidation of cyclohexanol to cyclohexanone, suggesting that the ketone observed during cyclohexane hydroxylation may result, at least partially, from cyclohexanol oxidation. The covalent bond between Sil-Cl and MnPs via N-pyridyl moiety allowed the preparation of efficient and stable catalysts, even with first generation, simple MnPs, such as MnT-X-PyPCl (X = 2, 3, 4). Vermiculite was revealed as a simple and effective support for rapid and qualitative immobilization of cationic MnPs, MnTM-X-PyPCl5 (X = 2, 3, 4). Grinding of the vermiculite-based materials decreased the crystallinity of the systems, which was followed by an increase in the catalytic efficiency of the meta and para isomers verm/MnTM-X-PyPCl5 (X = 3 and 4), but did not affect of the high efficiency of the immobilized ortho isomer (verm/MnTM-2-PyPCl5), whose resistance to oxidative destruction and/or leaching was, additionally, higher than that of the other isomers. / Neste trabalho foi desenvolvida uma rota alternativa para obtenção dos três isômeros das N-metilpiridinioporfirinas de Mn(III), MnTM-X-PyPCl5 (X = 2, 3, 4), a partir da metilação direta dos complexos MnT-X-PyPCl (X = 2, 3, 4) com tosilato de metila; esta metodologia pode ser adaptada para obtenção de derivados alquilas de cadeias maiores. A investigação da estabilidade térmica do modulador redox potente cloreto de meso-tetraquis(N-etilpiridinio-2-il)porfirinatomanganês(III) (MnTE-2-PyPCl5) revelou que a decomposição térmica da MnTE-2-PyPCl5∙11H2O em ar ocorre em três etapas sucessivas, associadas à desidratação, desalquilação (perda dos grupos EtCl) e combustão, levando a óxidos de Mn como resíduo final. O aquecimento da MnTE-2- PyPCl5∙11H2O até ~100 °C leva à desidratação, mas não afeta a atividade catalítica SOD após a re-hidratação/dissolução. O aquecimento da amostra à temperatura elevada (>100 oC) leva à desalquilação e compromete as propriedades catalíticas e biológicas da amostra. O desenvolvimento de modelos biomiméticos dos citocromos P450 pela heterogeneização covalente das Mn-porfirinas (MnPs) neutras MnT-X-PyPCl (X = 2, 3, 4) na sílica cloropropil (Sil-Cl) e pela heterogeneização eletrostática das MnPs catiônicas MnTM-X-PyPCl5 (X = 2, 3, 4) na vermiculita de sódio (verm) foi estudado. Os materiais resultantes, Sil-Cl/MnT-X-PyPCl e verm/MnTM-X-PyPCl5 (X = 2, 3, 4), foram empregados como catalisadores em reações de hidroxilação de cicloexano e adamantano por iodosilbenzeno (PhIO). Os catalisadores heterogeneizados foram mais eficientes, seletivos e resistentes à destruição oxidativa do que os catalisadores em meio homogêneo, e foram reutilizados por três vezes sem perda significativa na eficiência catalítica. Sob condições mais drásticas, com o uso de grande excesso de PhIO, há diminuição considerável da eficiência, mas os catalisadores imobilizados puderam ser reutilizados com recuperação parcial da eficiência, o que indica que o suporte exerce proteção das MnPs contra degradação oxidativa. Os catalisadores heterogeneizados foram eficientes ao catalisar a oxidação do cicloexanol à cicloexanona, sugerindo que a cetona observada nas hidroxilações pode advir da oxidação seqüencial, cicloexano-cicloexanol-cicloexanona. A ligação covalente entre a Sil-Cl e as MnPs via grupo N-piridil possibilitou a obtenção de catalisadores eficientes e estáveis, mesmo utilizando MnPs simples de primeira geração, MnT-X-PyPCl (X = 2, 3, 4). Já a vermiculita mostrou-se um suporte simples e efetivo para imobilização rápida e quantitativa de MnPs catiônicas, MnTM-X-PyPCl5 (X = 2, 3, 4). A pulverização dos materiais à base de vermiculita diminuiu a cristalinidade dos sistemas, promoveu um aumento na eficiência dos isômeros meta e para (verm/MnTM-X-PyPCl5, X = 3 e 4), mas não modificou a alta eficiência do isômero orto imobilizado (verm/MnTM-2-PyPCl5), cuja resistência à destruição oxidativa e/ou lixiviação foi superior à dos outros isômeros.

Submitted by Marco Antonio Oliveira da Silva (maosilva@ipen.br) on 2017-11-09T12:16:30Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2017-11-09T12:16:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / As membranas de troca aniônica são uma alternativa promissora para o desenvolvimento de eletrólitos mais eficientes para células a combustível alcalinas. Em geral, as membranas de troca aniônica são ionômeros capazes de conduzir íons hidroxila devido aos grupos quaternário de amônio e têm como característica elevado pH equivalente. Com o objetivo de desenvolver membranas aniônicas química e termicamente estáveis, com satisfatória condutividade iônica para aplicação em células a combustível alcalinas, as membranas aniônicas foram sintetizadas a partir de polímeros base de polietileno de baixa densidade (LDPE), polietileno de ultra alto peso molecular (PEUHMW), poli(etileno-co-tetrafluoroetileno) (PETFE) e poli(tetrafluoroetilleno-co-hexafluoroetileno) (PFEP) previamente irradiados nas fontes de radiação gama de 60Co ou com feixe de elétrons, para enxertia do monômero de estireno e funcionalizados com trimetilamina para incorporação dos grupos quaternário de amônio. As membranas resultantes foram caracterizadas por espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica (EPR), espectroscopia Raman, termogravimetria (TG), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS), além da determinação do grau de enxertia, capacidade de absorção de água por gravimetria e capacidade de troca iônica, por titulação. As membranas sintetizadas com os polímeros LDPE e UHMWPE pré-irradiados a 70 kGy com feixe de elétrons e armazenadas a baixa temperatura (-70 °C) por até 10 meses, mostraram resultados de condutividade iônica, quando na forma (OH-), de 29 mS.cm-1 e 14 mS.cm-1 a 65 °C, respectivamente. Os filmes de PFEP irradiados no processo simultâneo mostram níveis de enxertia insuficientes para a síntese de membranas aniônicas, necessitando maiores estudos para aperfeiçoar os processos de irradiação e enxertia. As membranas baseadas em PETFE, pré-irradiadas a 70 kGy com feixe de elétrons e armazenadas a baixa temperatura (-70 °C) por até 10 meses, mostraram maior condutividade iônica, quando na forma hidroxila (OH-), com valores de condutividade iônica entre 90 mS.cm-1 e 165 mS.cm-1 na faixa de temperatura entre 30 e 60 °C. Estes resultados mostraram que membranas de LDPE, UHMWPE e PETFE são eletrólitos promissores para a aplicação em células a combustível alcalinas. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elciane Regina Zanatta.pdf: 2986638 bytes, checksum: 991258b95a723fd86b0b377dcb73d253 (MD5) Previous issue date: 2012-02-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The agro-industries have generated significant amounts of waste, which raises the importance reviewing its destination in the supply chain, being an economic problem, due to waste, it is also a serious environmental problem. These residues also called biomass, due to the insignificant impact on the greenhouse, are an interesting response to the growing demand of renewable energy. Biomass is characterized as a mixture of reference components: cellulose, hemicellulose and lignin. Within this context, the main objective of this study was to investigate the kinetics pyrolysis of biomass: cassava bagasse, soy hulls and sugar cane bagasse. The study was conducted in an inert atmosphere of nitrogen, with temperatures ranging from 60 ° C to 950 ° C for four heating rates: 5, 10, 15, and 20 ° C / min for single-component cellulose, hemicellulose and lignin and temperature ambient to 900 ° C for five heating rates: 5, 10, 15, 20 and 30 ° C / min for biomass. The determination of kinetic parameters was performed using two non-isothermal differential methods: Flynn Wall Ozawa (FWO) and Kissinger. And a full non-isothermal method was used to model the conversion of single components. In the thermal analysis, pyrolysis of hemicellulose and cellulose occurred quickly. The main weight loss of hemicellulose rappened from 208 to 447 ° C and cellulose from 332 to 384 ° C. The lignin was more difficult to decompose, like the weight loss happening in a wide temperature range from 174 to 701 ° C. The weight loss of sugar cane bagasse occurred at temperatures from 270 to 480 ° C, the cassava bagasse from 270 to 540 ° C, and soy hulls from 230 to 560 ° C. The results obtained for activation energy Ea, for the pyrolysis of cellulose, for hemicellulose and lignin are in the range: 132,02 to 161,25 kJ / mol, 39,36 to 77,83 kJ / mol, 54,59 to 735,99 kJ / mol, respectively. The activation energy of biomass pyrolysis of sugar cane bagasse, cassava bagasse and soy hulls are in the range: 126,62 to 148,80 kJ / mol, 157,64 to 227,74 kJ / mol, 140,81 to 195,52 kJ / mol respectively. The results demonstrate how the behavior of decomposition and its kinetic parameters are influenced by the species or type of biomass and by the rate of heating of the process. / As agroindústrias têm gerado quantidades expressivas de resíduos, o que torna necessário rever a sua destinação na cadeia produtiva, pois além de ser um problema econômico, devido ao desperdício, é também, um sério problema ambiental. Estes resíduos também chamados de biomassas, devido ao impacto insignificante no efeito estufa, são uma resposta interessante à crescente demanda de energia renovável. A biomassa é caracterizada como uma mistura de componentes de referência: celulose, hemicelulose e lignina. Dentro deste contexto, o principal objetivo deste trabalho foi investigar a cinética da pirólise das biomassas: bagaço de mandioca, casca de soja e bagaço de cana. O estudo foi realizado em atmosfera inerte de nitrogênio, com temperaturas variando entre 60°C a 950 °C, para quatro taxas de aquecimento: 5, 10, 15, e 20 °C / min, para os mono componentes celulose, hemicelulose e lignina e da temperatura ambiente até 900 °C para cinco taxas de aquecimento: 5, 10, 15, 20 e 30 °C / min, para as biomassas. A determinação dos parâmetros cinéticos foi realizada utilizando dois métodos diferenciais não isotérmicos: Flynn Wall Ozawa (FWO) e Kissinger. Um método integral não isotérmico foi utilizado para modelar a conversão dos mono componentes. Na análise térmica, a pirólise da hemicelulose e celulose ocorreu rapidamente.A principal perda de massa da hemicelulose aconteceu entre 208 - 447 °C e de celulose entre 332 - 384 °C. A lignina foi mais difícil para se decompor, com a perda de massa acontecendo uma ampla faixa de temperatura entre 174 - 701 °C. A perda de massa do bagaço de cana ocorreu na temperatura entre 270 480 °C, do bagaço de mandioca entre 270 540 °C e da casca de soja entre 230 560 °C. Os resultados obtidos para energia de ativação Ea, da pirólise de celulose, hemicelulose e lignina estão na faixa: 132,02 161,25 kJ / mol, 39,36 77,83 kJ / mol, 54,59 735,99 kJ / mol, respectivamente. A energia de ativação da pirólise das biomassas bagaço de cana, bagaço de mandioca e casca de soja estão na faixa: 126,62 148,80 kJ / mol, 157,64 227,74 kJ / mol, 140,81 195,52 kJ / mol respectivamente.Os resultados obtidos demonstram como o comportamento da decomposição e seus parâmetros cinéticos são influenciados pala espécie ou tipo de biomassa e pela taxa de aquecimento do processo.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-04-15T19:16:37Z No. of bitstreams: 1 edilenebolutaribaptista.pdf: 6189497 bytes, checksum: 9b5a9896c31c59b43d9001520bb0f8c9 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-04-24T03:18:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 edilenebolutaribaptista.pdf: 6189497 bytes, checksum: 9b5a9896c31c59b43d9001520bb0f8c9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-24T03:18:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 edilenebolutaribaptista.pdf: 6189497 bytes, checksum: 9b5a9896c31c59b43d9001520bb0f8c9 (MD5) Previous issue date: 2015-12-11 / As dermatofitoses são doenças fúngicas que nos animais são causadas principalmente por microrganismos dos gêneros Microsporum spp e Trichophyton spp. Afetam os tecidos queratinizados resultando no aparecimento de lesões em anel e alopecia e podem ser transmissíveis ao homem. Na busca por tratamentos naturais alternativos aos fármacos sintéticos de toxicidade conhecida, os óleos essenciais destacam-se por possuírem uma composição química complexa e diversas ações farmacológicas conhecidas. O objetivo do presente trabalho foi desenvolver uma formulação veterinária de uso tópico com óleo essencial para tratamento da dermatofitose e avaliar a sua estabilidade. Foram realizadas a caracterização morfológica dos fungos Trichophyton mentagrophytes ATCC 11480, Microsporum canis ATCC 32903 e Microsporum gypseum ATCC 14683; a identificação e quantificação dos componentes químicos dos óleos essenciais da Pimenta pseudocaryophyllus (Gomes) L.R. Landrum e do Eucalyptus smithii e, posteriormente, a análise de seus potenciais antifúngicos. Uma formulação tópica (creme aniônico tipo O/A) com o óleo da P. pseudocaryophyllus foi desenvolvida e submetida a 50 °C e 90% de Umidade Relativa - UR por 3 meses para o estudo de estabilidade acelerada. Durante esse período, foram avaliados os parâmetros organolépticos e físico-químicos da formulação, além do estudo termoanalítico, espectroscópico na região do infravermelho e de cromatografia gasosa (CG). Os resultados para a P. pseudocaryophyllus foram mais promissores indicando uma concentração inibitória mínima (CIM) de 250 μg/mL para os três fungos e uma concentração fungicida mínima (CFM) de 250 μg/mL para o M. canis e de 1000 μg/mL para T. mentagrophytes e M. gypseum. A formulação contendo o óleo da P. pseudocaryophyllus na concentração de 1% (m/m) mostrou-se eficaz no combate fúngico e, por meio da microscopia eletrônica de varredura (MEV), foram observadas as principais alterações morfológicas nas hifas e macroconídeos dos fungos causadas pelos óleos e pela formulação. Durante o estudo de estabilidade a formulação manteve-se estável em relação aos parâmetros organolépticos e físicoquímicos, apresentando apenas uma perda na concentração de eugenol (composto majoritário do óleo essencial) comprovada por CG. Por meio de técnicas termoanalíticas foi possível verificar a estabilidade térmica e avaliar a compatibilidade entre os excipientes e o óleo essencial. De forma geral, os resultados encontrados para a formulação foram satisfatórios, porém vale ressaltar que os estudos termoanalíticos ainda não substituem os estudos convencionais de estabilidade e que para avaliar a real toxicidade dessa formulação, testes de segurança precisam ser realizados antes da comercialização do produto. / Dermatophytosis are fungal diseases and they are caused in animals by microorganisms of the genus Microsporum spp and Trichophyton spp. Tissues containing keratin are affected resulting in ring lesions and alopecia and it can be transmitted to humans.Trying to find alternative natural treatments, the essential oils are notable for having a complex chemical composition and many known pharmacological actions. The objective of this study was to develop a veterinary formulation for topical use with essential oil to treat the dermatophytosis and evaluate its stability. A morphological characterization of the fungi Trichophyton mentagrophytes ATCC 11480, Microsporum canis ATCC 32903 and Microsporum gypseum ATCC 14683 was performed and also the identification and quantification of chemical components of the essential oils of Pimenta pseudocaryophyllus (Gomes) L.R. Landrum and the Eucalyptus smithii and, subsequently , the analysis of their potential antifungal. A topical formulation (anionic cream type O/A) with the oil of P. pseudocaryophyllus was developed and submitted to 50 °C and 90% relative humidity for 3 months to study of accelerated stability. During this period, physical, chemical and organoleptic parameters of the formulation were evaluated, in addition to thermoanalytical, infrared spectroscopic and gas chromatography (GC) study. The results for P. pseudocaryophyllus were more promising indicating a minimum inhibitory concentration (MIC) of 250 μg mL-1 for all three fungi and minimum fungicidal concentration (MFC) of 250 μg mL-1 for M. canis and 1000 μg mL-1 for T. mentagrophytes and M. gypseum. The formulation containing the oil of P. pseudocaryophyllus with a concentration of 1% (w/w) was effective in combating fungal and, by scanning electron microscopy (SEM), the main morphological changes in hyphae and fungal macroconidia caused by oils and the formulation were observed. During stability study, the formulation was stable in relation to physical, chemical and organoleptic parameters, with only a loss in eugenol concentration (major compound of the essential oil) confirmed by GC. It was possible to verify, by thermoanalytical techniques, the thermal stability and to evaluate the compatibility of the excipients and the essential oil. In general, the results of formulation were satisfactory, but it´s important to emphasize that the thermoanalytical studies does not replace conventional stability studies. To evaluate the real toxicity of this formulation, safety tests need to be performed before to marketing the product.

Plasty, pronikající do životního prostředí ať už neúmyslně či záměrně, mohou být fragmentovány za vzniku částic v řádu mikrometrů (tzv. mikroplastů) a znečišťovat tak půdní systémy. Doposud vyvinuté analýzy pro stanovení mikroplastů v půdách jsou především zaměřeny na kvalitativní stanovení, nicméně i jejich provedení se zatím stále potýká s různými úskalími. Navíc, téměř všechny tyto analýzy vyžadují časově náročnou předúpravu vzorku. V této studii jsme se zaměřili na vývoj nové analytické metody pro kvantitativní stanovení mikroplastů polyvinylchloridu (PVC) a polystyrenu (PS) v půdách bez předchozí úpravy vzorku pomocí termogravimetrické analýzy spojené s hmotnostní spektrometrií (TGA-MS). Pro analýzu byly použity vzorky modelové půdy s nízkým obsahem organického uhlíku, které byly spikovány na výslednou koncentraci 0,23–7 hm% PVC či PS. Vzorky byly pyrolyzovány s teplotním krokem 5 K min–1 až na teplotu 1000 °C. Pyrolýzní plynné produkty byly následně analyzovány s využitím hmotnostního spektrometru. Získaná data byla normalizována pomocí externího standardu (šťavelan vápenatý). Limity detekce se pohybovaly v rozmezí 0,08–5,3 hm% pro PVC a 0,005–0,7 hm% pro PS v závislosti na zvoleném m/z. Limity kvantifikace pak byly 0,3–17,7 hm% pro PVC a 0,002–2,2 hm% pro PS. Výsledky dokazují, že spojení TGA-MS může být konkurující semikvantitativní metodou pro stanovení mikro-PVC a mikro-PS v půdě s nízkým obsahem organického uhlíku.

This diploma thesis focuses on the use of thermogravimetry as quick and low-cost method in the analysis of soil quality. Most of the currently used methods for analyzing some soil properties are, unlike thermogravimetry, demanding especially for pretreatment and analysis time. Previous research has shown an interesting correlation between thermogravimetry data and some soil properties, but to obtain these correlations, it is necessary to keep the analyzed soils at 76% relative humidity. The aim of this work was to determine whether similar correlations can also by achieved at lower relative humidities. Therefore, soil samples in this work were thermogravimetrically analyzed at 43% relative humidity. That humidity is closer to laboratory conditions and it is also easier to be reached by most of commercially available thermogravimeters. Next aim of this thesis was to find whether thermogravimetric data correlate with other soil properties, especially microbiological indicators of soil quality. Results showed that thermogravimetry of soil samples correlates with standard methods even at 43% humidity. Furthermore, it was found that they also correlate with selected microbiological parameters, such as anaerobic ammonification or urease activity. These results suggest the possibility of using thermogravimetry analysis at broader spectrum of soil properties, without the need for pretreatment of samples and at different (relevant) soil moisture.

Peatlands are considered to be valuable ecosystems on the Planet and play an important role in many processes globally likewise and in the landscape. They are important for maintaining a global biodiversity, play an important role in landscape hydrology and can be a source of drinking water. They can help minimize floods and contribute to climate change mitigation. The peat bogs are one of the largest terrestrial carbon reservoirs. They have been storing carbon for centuries. Many of peat functions are affected due to human activities. It can result into release of greenhouse gases into atmosphere and the excretion of organic carbon into watercourses. The subject of the thesis is understanding of the mechanisms of water binding in peat and exploring possible dependencies within the depth profile of the peatlands using thermal analytical methods, more preciously using thermogravimetry (TG) and differential scanning calorimetry (DSC). The stability of water molecule bridge (WaMB) was investigated. It was found out that the minimum temperature required for WaMB abatement decrease and the whole structure becomes less stable with increasing peat layer depth. Water release processes were evaluated with the meaning of the TGA measurements. A decreasing trend in the degradation of thermolabile substances and an increasing trend in thermostable substances within the peat profile were observed.

The diploma thesis is confused to verify the applicability of selected physicochemical and spectroscopic methods for characterization of cyanobacteria, with special emphasis on possibilities of qualitative and quantitative analysis of polyhydroxyalkanoates (specifically polyhydroxybutyrate (PHB)) accumulated in cyanobacterial cells. The sample basis of the work was formed by cultures of cyanobacterial strains of Synechocystis sp. PCC 6803 and Synechocystis salina CCALA 192. The cultures were were cultivated in several ways to cover the widest possible range of physiological conditions and PHB contents, in particular using an autotrophic way of cultivation on shakers and multicultural culture method in a basic culture medium,and in media enriched with 2% salt (NaCl ) as well as mixotrophic culture media with different types of the carbon substrate. After few weeks of cultivation, cyanobacterial cultures were obtained and complexly analyzed by following techniques- cell suspensions were analyzed by flow cytometry and UV-VIS spectrometry (transmission and diffusion transmission mode), dry cell biomass was characterised by gas chromatography to obtain a exact amount of PHB, and then FT-IR spectrometry and thermogravimetric analysis. The work aimed to assess whether any of these methods can be a quick and affordable alternative to the determination of PHB content to the most commonly used method of gas chromatography, but also to assess what additional information about the physiological state of cyanobacterial cells can provide test methods. The highest correlation on PHB content was determined for the parameters determined by infrared spectroscopy, in which specific peaks from the characteristic wavelengths for polyhydroxybutyrate were important. Weak correlations on PHB content were achieved in thermogravimetric analysis and cytometry, using the hydrophobic fluorescent probe BODIPY 439/503, which bound to lipophilic parts of cells. In addition to the determination of PHB, it was possible to determine pigments present in cyanobacteria (such as chlorophyll, phycocyanin and carotenoids) by flow cytometry and UV-VIS diffusion transmission spectrometry. In the end, results from all used techniques were compared by PCA analysis to determine the similarity of all analyzed samples.

<p>U ovom radu prikazani su rezultati ispitivanja termičkih, mehaničkih, električnih i optičkih karakteristika kvazibinarnih halkogenida iz sistema Bi-As2S3. Na osnovu termičkih merenja analizirana je kinetika kristalizacionih i predkristalizacionih procesa i utvrđen je mehanizam dekompozicije za različite sastave dobijenih stakala. Primenom impedansne spektroskopije kvantitativno su ocenjeni doprinosi relaksacionih procesa na pojedinim temperaturama u ukupnoj polaraziciji za stakla sa 5 i 7 at.% Bi. Na osnovu merenja Raman spektroskopije identifikovane su nastale strukturne jedinice i konstatovana pojava nanofazne separacije u staklima sa 1.5 i 3 at.% Bi. Mehanička merenja ispitivanih halkogenida različitog sastava ukazala su na povećanje Vickers-ove tvrdoće sa povećanjem udela primesnih atoma. Na osnovu procenjene vrednosti modula elastičnosti ustanovljeno je da uzorak sa 5 at.% Bi odlikuje najgu&scaron;će atomsko pakovanje. Merenja električnih karakteristika u jednosmernom režimu (DC) pokazala su da je udeo lokalizovanih stanja u ukupnom mehanizmu provođenja značajan samo za manje koncentracije primesnih atoma, a da za veće koncentracije dominantan faktor postaju preskoci između delokalizovanih stanja. Skok u provodljivosti za nekoliko redova veličine kod sastava sa složenijom strukturom protumačen je kao posledica fazne separacije. Rezultati&nbsp; ACmerenja dobijeni za sastav sa 5 at.% Bi ukazali su da je u mernom frekventnom intervalu i dalje dominantan mehanizam termičke aktivacije nosilaca naelektrisanja. Kod sastava sa maksimalnim sadržajem Bi uočena je promena provodljivosti u funkciji frekvencije na svim temperaturama, a dobijeni rezultati su u skladu sa postavkama modela korelisanih preskoka barijere (CHB model).</p> / <p>This paper presents the results of investigation ofthermal, mechanical, electrical and optical propertiesof quasibinar chalcogenides from the system Bi-As2S3.&nbsp;Kinetics analysis of softening and crystallizationprocesses was done on the basis of thermalmeasurements, as well the analysis of decompositionmechanism for different compositions of obtainedglasses. The application of impedance spectroscopy enabled quantitative description of relaxation process contributions at selected temperatures in the overallpolarization for the samples with 5 and 7 at.% Bi.&nbsp;Based on measurements of Raman spectroscopy identification of structural units in the investigated chalcogenides was made, as well as the appearance of&nbsp;nano-scale phase separation in the glasses with 1.5 and 3 at.% Bi. Mechanical measurements pointed to the increase of the Vickers hardness with increase of&nbsp;doping atoms content. &nbsp;Based on the estimated value of the modulus of elasticity it was found that the sample &nbsp;with 5 at.% Bi is characterized by the densest atomic&nbsp;arrangement. Measurements of the electrical properties in dc regime (DC) pointed out that the share of localized states in the whole mechanism of conduction&nbsp;is significant only for the smaller concentrations of doping atoms. For the samples with higher concentrations dominant &nbsp;factor in conductivity are transitions between delocalized states. The jump in conductivity by few orders of magnitude, noticed for&nbsp;the compound with heterogeneous structure was interpreted as a consequence of micro-scale phase&nbsp; separation. Results of&nbsp; ACmeasurements for the&nbsp; composition with 5 at.% Bi showed that the mechanism of thermal activation of charge carriers is&nbsp;still dominant in the measured frequency range. For&nbsp;&nbsp; the composition with the maximum content of Bi changes in conductivity versus frequency were observed at all temperatures, and the results were interpreted in accordance with the model of correlated hopping over the barrier (CHB).</p>