Atualmente, o CO2  é o principal gás causador do efeito estufa, principalmente por ser obtido facilmente em processos de combustão, o qual, é a principal forma de conversão de energia utilizado pela humanidade e a quantidade de gás emitido para atmosfera tem aumentado com o passar dos anos, desta forma, estudos que visam mitigar ou acabar com as emissões estão cada vez mais presentes na comunidade científica. Foi então comparado zeólitas LTA sintetizadas a partir de diferentes fontes de silício, foi feita a troca catiônica nesses materiais, foram então caracterizados por difração de raio-x (DRX), fluorescência de raios-X (FRX), análise de propriedades textural por adsorção e dessorção de argônio a 77K e então aplicados na adsorção de CO2 em pressões baixas até 10 atm a temperatura ambiente, realizado comparação com isotermas modelo de Langmuir, Freundlich e Temkin e os melhores resultados aplicados a condições mais extremas, de 5 bar até 25 bar a 200°C, e realizado testes de seletividade em coluna de leito fixo, com mistura gasosa de CO2/CH4. A partir do DRX foi possível observar a formação das fases cristalinas características da zeólita LTA, e analisando as isotermas de adsorção e dessorção de argônio foi possível confirmar o processo de troca catiônica pelo aumento considerável da área especifica e volume de microporos. Esse aumento influenciou significativamente na adsorção de CO2, como foi possível observar pelas isotermas, onde os materiais contendo cálcio absorveram uma quantidade maior do que os materiais na forma sódica. Ao aplicar em condições extremas de temperatura e pressão, vemos que os materiais continuam adsorvendo com o aumento da pressão, mesmo com temperaturas de 200°C e a partir do estudo de seletividade, vemos que todos os materiais apresentaram uma boa seletividade para o CO2, na mistura de CO2/CH4, chegando a adsorver mais de 99% de CO2 e menos de 1% de CH4 em 10 minutos.

A simulação molecular é uma ferramenta poderosa para prever a adsorção de gases e para caracterizar materiais microporosos. As isotermas de adsorção foram calculadas usando o método de Monte Carlo aplicado ao ensamble Grande Canônico. Novo kernel de isotermas de N2 em γ-alumina e de SO2 em carbono ativado foram apresentados com diferentes tamanhos de poros para caracterizar a faixa de microporos da γ-alumina e para prever a adsorção de SO2  em materiais carbonáceos. A distribuição de tamanho de poros representativos da γ-alumina e do carbono ativado foram calculadas com isotermas de N2 a 77K. Uma caracterização complementar dos carbonos C141 e WV1050 foi obtida com isotermas de CO2 a 273 K. A coleção de isotermas de N2 em slit pores de γ-alumina apresentou um melhor desempenho na descrição da isoterma experimental de N2 do que os modelos baseados em poros cilíndricos, confirmando as evidências experimentais sobre a natureza morfológica da γ-alumina. Duas amostras de γ-alumina foram investigadas e observamos que 12 a 22% do volume total consiste em microporos, que não são caracterizados adequadamente com as aproximações do kernel cilíndrico. Pela primeira vez na literatura, o modelo rMD foi usado para predizer isotermas de adsorção de gases. As isotermas simuladas obtidas para o modelo de poros heterogêneos estão de acordo com os dados experiementais e reproduziram de forma satisfatória a adsorção de SO2 a 298 K nos carbonos ativados C141 e WV1050. O aprimoramento da previsão de caracterização deve melhorar o design de materiais microporosos adequados para diferentes aplicações de catálise e adsorção e a previsão de isotermas de adsorção de gases tóxicos, como SO2, em carbono amorfo por meio de técnicas de simulação molecular ajudará os pesquisadores, que trabalham com adsorção sob condições operacionais críticas, a projetar materiais adsorventes adequados para diferentes processos sem a necessidade de realizar testes experimentais laboriosos.

Microalgas são microrganismos autotróficos e fixadores de CO2 com grande potencial para produzir biocombustíveis de forma sustentável, porém o gargalo encontra-se no alto custo para obtenção de biomassa. O crescimento mixotrófico tem se apresentado como uma alternativa para alcançar a sustentabilidade econômica e ambiental. A biomassa utilizada neste trabalho é oriunda de cultivo autotrófico e mixotrófico de S. platensis cultivada respectivamente em meio de controle (Zarrouk) e com adição do soro do queijo em diferentes concentrações, 2,5 (M2,5), 5,0 (M5) e 10,0% (M10), e foi cedida por Pereira [19] para a realização da caracterização das biomassas através da Análise Elementar e poder calorífico. Além disso, foi avaliada a estabilidade térmica das mesmas usando a análise térmica através da termogravimetria e a micropirólise (Py-CG/MS) rápida nas temperaturas de 450, 550 e 650 °C na avaliação de produção de compostos voláteis. A pirólise das biomassas obtidas nos cultivos autotróficos e mixotrófico, foi realizada com a finalidade de obter bio-óleo e produtos químicos valiosos, Devido a influência do meio de cultura, as biomassas usadas neste estudo apresentam diferentes composições bioquímicas e isto foi observado nos resultados obtidos do poder calorífico, TGA e compostos voláteis avaliados por Py-GC/MS a 450°C, 550°C e 650°C. A partir dos resultados obtidos por termogravimetria foi possível observar que os processos de perda de massa, de todas as biomassas do nosso estudo, ocorreram de forma semelhantes. Já por pirólise, tivemos que a amostra M10 por possuir menor teor de proteínas, formou menor quantidade de compostos nitrogenados por pirólise em todas as temperaturas avaliadas. Houve redução de 43,8% (450º), 45,6% (550ºC) e 23,8% (650ºC) na formação de compostos nitrogenados em relação à amostra A. Além disso, a temperatura também mostrou um efeito considerável na formação de compostos voláteis. Os maiores rendimentos de compostos nitrogenados, fenóis e hidrocarbonetos aromáticos e não aromáticos foram observados a 650ºC. Os compostos oxigenados e contendo N e O diminuíram com o aumento da temperatura. Hidrocarbonetos como tolueno, heptadecano e heneicosano foram produzidos pela pirólise de S. platensis. Sendo assim, essas biomassas usadas neste estudo mostraram-se atrativa para a produção de bio-óleo de alta qualidade e produtos químicos valiosos, sendo necessário uma atualização em relação ao teor de compostos nitrogenados, através da manipulação das condições de crescimento e temperatura do processo de pirólise.

A referida tese apresenta o desenvolvimento de metodologias analíticas alternativas baseadas nas espectroscopias no infravermelho próximo (NIRS, do inglês near infrared spectroscopy) e médio (ATR-FTIR, do inglês attenuated total reflectance with Fourier transform infrared) combinadas à técnicas quimiométricas não supervisionadas: análise por componentes principais (PCA, do inglês  principal component analysis) e análise de agrupamentos hierárquicos (HCA, do inglês hierarchical cluster analysis); seleção de variáveis e classificação multivariada: análise por componentes principais com análise discriminante quadrática (PCA-QDA, do inglês principal component analysis with quadratic discriminant analysis), algoritmo das projeções sucessivas (SPA-QDA, do inglês successive projections algorithm with quadratic discriminant analysis) e algoritmo genético com análise discriminante quadrática (GA-QDA, do inglês genetic algorithm with quadratic discriminant analysis) aplicadas à entomologia forense. No primeiro estudo, a NIRS foi ultilizada para aquisição espectral de nove espécies de moscas com o potencial forense (Diptera: Calliphoridae e Sarcophagidae) em duas regiões do inseto (dorsal e ventral) com a subsequente construção dos modelos PCA e HCA visando avaliar o potencial da metodologia na segregação/agrupamento dos espécimes em categorias taxonômicas. O melhor modelo foi alcançado a partir dos espectros médios dorsal e ventral sendo observada a segregação das espécies Chrysomya albiceps (Wiedemann, 1819), Lucilia eximia (Wiedemann, 1819) e Ravinia belforti (Prado & Fonseca, 1932), os loadings resultantes pontuaram absorções associadas à estiramentos O-H, C-O, C-H e N-H, esta última podendo estar associada à quitina (poli-N-acetil-glucosamina), os estiramentos C-H olefínico e fundamental para um carbono insaturado associados a compostos lipídicos. No dendrograma foi observado uma distinção entre os espécimes por família (Calliphoridae e Sarcophagidae) e gêneros (Chrysomya (Robineau-Desvoidy, 1830), Lucilia (Robineau-Desvoidy, 1830), Oxysarcodexia Townsend, 1917, Peckia (Wiedemann, 1830)  e Ravinia (Robineau-Desvoidy, 1863)), já as espécies Oxysarcodexia e Peckia não apresentaram grupos tão estabelecidos, mas com considerada sobreposição. No segundo estudo, a ATR-FTIR foi aplicada juntamente à PCA-QDA, SPA-QDA e GA-QDA na discriminação de larvas necrófagas (Diptera: Sarcophagidae) em grupos: controle e intoxicadas após se alimentaram de carcaças de ratos expostos ao pesticida terbufós. Os resultados mostraram que a metodologia proposta tem potencial para classificar as amostras com valores de sensibilidade e especificidade superiores a 90%. Dentre os três modelos, o GA-QDA foi o melhor para detectar alterações na composição bioquímica das larvas expostas ao terbufós, classificando com sucesso a intoxicação com base em cinco variáveis e alcançando valores de 98,9% de sensibilidade e especificidade. Portanto, os resultados reportados sugerem o potencial das espectroscopias NIRS e ATR-FTIR combinadas à análise multivariada como ferramentas alternativas para identificar propriedades taxonômicas de moscas, como família e gêneros, fornecendo evidências rápidas para a identidade das espécies e na detecção de intoxicação por terbufós em larvas de moscas necrófagas provenientes de carcaças de ratos intoxicados, respectivamente.

A Caatinga é um patrimônio único no planeta, seu clima semiárido possibilita a imensas variedades de paisagens e biodiversidades exclusivas. Com o intuito de contribuir para o conhecimento químico e biológico das espécies pertencente a flora da Caatinga além de auxiliar na descoberta de novos fármacos para a cura de doenças, esse estudo descreve o estudo fitoquímico e a investigação de algumas propriedades e biológicas de duas espécies de plantas endêmicas desse ecossistema: Marsdenia megalantha e a Varronia dardani. M. megalantha, conhecida como “mata-calado”, tem sido alvo de estudos devido provocar envenenamento em animais após a ingestão de suas raízes. O estudo químico do extrato hidroalcóolico das raízes de M. megalantha permitiu o isolamento cinco compostos: a Megalanthosideo A, B e C e o 24-metil-polinast-5, 23-dien-3,15-diol, sendo relatados pela primeira vez na literatura, além do Lanosterol, revelando que esta espécie é fonte promissora de saponinas com esqueleto pregnano, substâncias que apresentam propriedades citotóxica, antidislipidemica, antioxidante e anti-HIV reportadas na literatura.  V. dardani, conhecido popularmente como “moleque-duro”, possibilitou o estudo químico do extrato etanólico das raízes de V. dardani resultando no isolamento e identificação estrutural de duas naftoquinonas: o 2-etoxi-cordiaquinonas A, sendo inédita na literatura e a Cordiaquinona B. Todos os constituintes químicos isolados foram caracterizados por técnicas espectroscópicas como ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN1H) e carbono (RMN 13C), incluindo técnicas bidimensionais (COSY, HMQC, HMBC e NOESY) e os espectros comparados com dados disponíveis na literatura. Os compostos isolados de V. dardani foram submetidos a teste de citotoxicidade e que inibiram 50% do crescimento das linhagens de células (IC50) frente as células de linhagens tumorais humanas apresentando respectivamente IC50 de 2,7 - 4,2 g.mL-1 e 1,0 – 1,4 g.mL-1 para o HCT-116 (adenocarcinoma colorretal) e IC50 3,0 - 4,2 g.mL-1 e 1,6 – 2,3 g.mL-1 para o MDA-MB-231 (adenocarcinoma de Mama) respectivamente, demonstrando um forte potencial de atividade citotóxica e estimulando a continuidade deste estudo com perspectiva na descoberta de moléculas anticâncer. O óleo essencial das folhas de V. dardani, obtido por hidrodestilação, foi analisado e caracterizado quimicamente por Cromatografia gasosa acoplado ao espectrofotômetro de massa (CG-MS) e Cromatografia gasosa com detector de ionização em chamas (CG-FID). A análise resultou na identificação de vinte e cinco (25) constituintes químicos, correspondendo a um total de 99,9% da composição química do óleo, consistindo basicamente em monoterpenos e sesquiterpenos. Este óleo essencial mostrou atividade antimicrobiana contra a Staphylococcus aureus, Escherichia coli e Pseudomonas aeruginosa e atividade antifúngica contra duas leveduras, Candida albicans e Candida parapsilosis. Além disso o óleo essencial também foi submetido a bioensaios larvicida, apresentando um LC50 de 97,93 (± 1,25). Este estudo contribuiu para o conhecimento químico e biológico de duas espécies endêmicas da Caatinga, possibilitando a descoberta de novas substâncias desconhecidas em M. megalantha, além de ensaios biológicos inéditos relacionados as atividades antimicrobianas, antifúngica, larvicida e citotóxicas na espécie V. dardani.

A produção exacerbada de espécies reativas de oxigênio no organismo promove um desequilíbrio entre a quantidade de agentes oxidantes e o poder de remoção dessas espécies no sistema biológico, gerando o que se denomina estresse oxidativo. Diversas doenças inflamatórias estão associadas à superprodução dessas espécies. O extrato hidroetanólico de Harpalyce brasiliana Benth é amplamente utilizado pela população no tratamento de picadas de serpentes e desordens inflamatórias e, provavelmente este efeito esteja associado aos flavonoides presentes nessa espécie, que são moléculas já reportadas na literatura por suas propriedades antiofídicas. Os estudos de desreplicação começaram a ser realizados com o objetivo de evitar o re-isolamento de compostos já conhecidos, no entanto, tornou-se uma ferramenta bastante útil para análise do perfil químico de uma espécie de interesse. A desreplicação do extrato hidroetanólico de H. brasiliana, planta endêmica da Caatinga conhecida popularmente como “raiz-de-cobra”, possibilitou a identificação de 20 compostos por UPLC-MS/MS, sendo principalmente isoflavonas e flavanonas preniladas e geraniladas. O extrato também foi investigado quanto a sua biocompatibilidade, bem como seus efeitos antioxidantes e anti-inflamatórios. Em cultura de células, o extrato demonstrou ser seguro em linhagens de células normais (RAW 247.6 e 3T3) nas concentrações de 31-2000 µg/mL. A atividade antioxidante do extrato (125-2000 µg/mL) foi investigada através dos ensaios de redução da difenilpicril-hidrazina, capacidade antioxidante total, poder redutor, eliminação do radical hidroxila e quelação dos íons ferro e cobre. Em todos os testes de antioxidantes in vitro, o extrato demonstrou efeitos promissores. Para a dosagem de ON (óxido nítrico) em cultura de células (RAW 247.6), o extrato (500 e 2000 µg/mL) evidenciou redução da expressão de ON. No modelo de bolsa de ar induzido por zimosam, os camundongos receberam zimosam (1 mg/mL) por via subcutânea e posteriormente foram tratados (100, 200 e 400 mg/kg) por gavagem. Neste modelo animal foi observado o efeito anti-inflamatório através da redução do número de leucócitos (especialmente de polimorfonucleares), produção de mieloperoxidase, proteínas totais e níveis de citocinas, bem como, demonstrou o efeito antioxidante através da diminuição do malonaldeído e aumento dos parâmetros de glutationa. Essa abordagem demonstra pela primeira vez que o extrato hidroetanólico das raízes de H. brasiliana é biocompatível, possui propriedades antioxidantes e anti-inflamatórias em análises pré-clínicas, corroborando seu uso na medicina popular. Tais dados chamam a atenção para a espécie como uma fonte promissora de moléculas bioativas que podem ser utilizadas no tratamento de doenças inflamatórias, podendo contribuir para o avanço das aplicações biofarmacêuticas para esta espécie.

Complexos de cobalto e cobre possuem diversas aplicações, dentre elas destacam-se no tratamento de câncer, devido tanto a baixa toxicidade desses metais no meio biológico, quanto pelas propriedades magnéticas e eletroquímicas, tornando-os bastante interessantes do ponto de vista biológico e medicinal. Além dos metais, há uma busca também por sistemas com ligantes bioativos, por exemplo, derivados do monastrol, que podem juntamente com o metal formar estruturas com propriedades altamente relevante do ponto de vista farmacológico. Então apresenta-se nesse trabalho, com o objetivo de contribuir com a química inorgânica de sistemas de Co(II) e Cu (II), a síntese e caracterização espectroscópica e eletroquímica de novos complexos com ligantes derivados do monastrol do tipo [M(phen)(S-Cros)₂] e [M(phen)(O-Cros)₂], onde M = Co(II) e Cu(II), phen corresponde a 1,10-fenantrolina, S-Cros ao 6-(4-hidroxi-3-metoxifenil)-4-metil-2-tioxo-1,2,3,4-tetra-hidropirimidina-5-carboxilato de etila, e O-Cros 6-(4-hidroxi-3-metoxifenil)-4-metil-2-oxo-1,2,3,4-tetra-hidropirimidina-5-carboxilato de etila. Todos os complexos foram sintetizados acrescentando aos complexos precursores [Co(phen)Cl₂] e [Cu(phen)Cl₂] os ligantes S-Cros e O-Cros, na proporção de 1:2 de precursor para ligante, utilizando água como solvente, ajustando o pH para 11. Os ligantes foram caracterizados inicialmente pela espectroscopia RMN ¹H em DMSO-d6, apresentando boa correlação entre os sinais de deslocamento químico com os hidrogênios nas moléculas de S-Cros e O-Cros. Analisando os espectros vibracionais obtidos em pastilhas de KBr, nos sistemas [M(phen)(S-Cros)₂] e [M(phen)(O-Cros)₂] tem-se a presença das bandas da fenantrolina nos complexos próximo a região 1427, 854 e 723 cm^-1 atribuídos aos estiramentos C-N e δ C-H, respectivamente, além das bandas do ligante S-Cros, com valores de estiramento em 1692 (C=O), 1202 (C=S), 1029 (C-O éter) e 751 cm^-1 ( C=S) e modos vibracionais do ligante O-Cros 1696 (C=O éster), 1642 (C=O amida), 1226 (C-O) e 1023 cm^-1 (O-CH₃). Nos espectros eletrônicos dos complexos [M(phen)(S-Cros)₂] e [M(phen)(O-Cros)₂] obtidos em metanol apresentaram bandas intraligantes e d-d, onde na região do ultravioleta tem-se as bandas da fenantrolina, do ligante S-Cros nos complexos com sinal em 304 nm, e do ligante O-Cros tem-se uma banda em 285 nm. Além dessas transições, todos os complexos apresentaram mais de uma banda d-d, pelo ambiente de coordenação dos complexos. Os voltamogramas cíclicos de todos os complexos foram obtidos em TBAP dissolvido em DMSO, apresentando processos quase reversíveis para ambos metais, para o cobalto tem-se os processos Co²⁺/Co¹⁺ e Co³⁺/Co²⁺ e para o cobre Cu²⁺/Cu¹⁺ nos sistemas [M(phen)(S-Cros)₂] e [M(phen)(O-Cros)₂], além dos processos oxirredução dos ligantes S-Cros e O-Cros.

O uso de metais em formulações farmaceuticas no tratamento e diagnóstico de doenças é algo antigo, contudo, foi a partir da descoberta das propriedades antitumorais da cisplatina que abriu-se os olhos da comunidade científica para a aplicação de complexos metálicos como quimioterápicos no tratamento de câncer. A posterior descoberta da toxicidade da cisplatina implicou na busca por novos compostos de coordenação, objetivando eficácia similar aliada a uma baixa toxicidade. Nesse contexto, complexos de manganês, cobalto e zinco destacam-se na literatura como promissores no tratamento de câncer, tanto pela baixa toxicidade, quanto pelas propriedades magnéticas e eletroquímicas. Diante disso, apresenta-se nesse trabalho, com o objetivo de contribuir com a química inorgânica de sistemas de Mn (II), Co (II) e Zn (II), a síntese e caracterização espectroscópica e eletroquímica de novos complexos com ligantes fenantrolina e ácido kójico do tipo [M(phen)(koj)₂], onde M = Mn (II), Co (II) e Zn (II), phen corresponde a 1,10-fenantrolina e Hkoj a 5-hidroxi-2-(hidroximetil)-4H-piran-4-ona (ácido kójico). Todos os complexos foram sintetizados acrescentando o ligante Hkoj aos complexos precursores [M(phen)Cl₂], com M = Mn (II), Co (II) e Zn (II), na proporção de 1:2 de precursor para ligante, utilizando água como solvente na presença hidróxido de potássio. Os compostos foram caracterizados pelas técnicas de espectroscopia vibracional na região do infravermelho (IV), espectroscopia de absorção eletrônica na região do UV e visível (UV-Vis) e voltametria cíclica (CV). Analisando os espectros vibracionais obtidos em pastilhas de KBr, nos sistemas [M(phen)(koj)₂] tem-se a presença das bandas da fenantrolina nos complexos próximo a região 1427, 844 e 727 cm^-1,além das bandas do ligante ácido kójico, com valores de estiramento em 1630, 1611, 1581, 877 e 548 cm^-1. Os espectros eletrônicos dos complexos [M(phen)(koj)₂] obtidos em meio aquoso apresentaram bandas intraligantes, na região do ultravioleta, que referem-se a transições eletrônicas da fenantrolina com absorção em aproximadamente 222, 268 e 291 nm, além da banda em torno de 320 nm referente ao íon kójico (koj^-). Enquanto que bandas d-d foram observadas apenas para os complexos de Co e Mn (II). Os voltamogramas cíclicos do Hkoj e dos complexos finais de Co e Mn (II) foram obtidos em KCl 0,1 mol.L^-1, pH= 7,0, apresentando processos quase reversíveis para ambos metais. Para o cobalto tem-se o processo Co³⁺/Co²⁺ e para o manganês Mn³⁺/Mn²⁺, além do processo oxidação irreversível do ligante Hkoj.

Alguns compostos venéficos apresentam resistência à degradação por tratamentos de efluente comuns. Por essa razão, é necessário o desenvolvimento de novos métodos e materiais capazes de resolver esta problemática. Dessa maneira, o presente trabalho se propôs a sintetizar e caracterizar o sólido CoFe₂O₄/Fe₂O₃-KIT-6, e avaliar seu desempenho na degradação fotocatalítica do Fenol e do corantre remazol vermelho ultra RGB. O material obtido foi caracterizado por Difração de raios-X (DRX), Espectroscopia Mössbauer, Fluorescência de raios X (FRX), Infravermelho com adsorção de piridina e NO (FTIR), Espectroscopia Raman, Análise termogravimétrica (TGA), adsorção/dessorção de N₂, Redução à temperatura programada (TPR-H₂), Dessorção à temperatura programada (TPD-CO₂), Microscopia eletrônica de varredura (MEV), Microscopia eletrônica de transmissão (MET) e Espectroscopia de reflectância difusa (DRS). A partir das análises de DRX, fissisorção de N₂, Raman, TG e Mössbauer foi possível identificar que a fase CoFe₂O₄/Fe₂O₃ desejada foi obtida suportada na KIT-6 que manteve as suas propriedades estruturais. As bandas em 1450, 1490 e 1609 cm^-1 no FTIR-piridina e o perfil de FTIR-NO indicam a presença de sítios ácidos de Lewis, enquanto que o perfil de TPD-CO₂ mostrou grande quantidade de sítios básicos fracos. O resultado de TPR-H₂ mostra um perfil de redução com eventos significativos em torno de 450°C e 850°C referente a redução do Fe e Co. As imagens de MEV e o MET confirmam que a morfologia do suporte não foi significavamente alterada após impregnação dos metais. A energia de band-gap 1,7 eV indica que o composto pode ser aplicado na degradação fotocatalítica sob luz UV/visível, com a possibilidade de separação magnética ao fim da reação. Os resultados de fotocatálise indicam baixa degradação do fenol nas condições aplicadas e degradação completa do corantre remazol vermelho ultra RGB em 1 hora de reação. A combinação do fotocatalisador proposto com a fase anatase (TiO₂) demostra melhorias significativas no processo de degradação mesmo na ausência de H₂O_2.

Os impactos ambientais gerados pela emissão de CO2 e a insegurança energética dos combustíveis fósseis tem despertado a atenção de governos e setores de transporte por todo o mundo. Neste contexto, a substituição dos derivados de petróleo por biocombustíveis drop-in surge como uma alternativa para mitigação dos gases do efeito estufa (GEE) e diversificação da matriz energética. No Brasil, com a criação do programa combustíveis do  futuro projeta-se o desenvolvimento e incorporação desses biocombustíveis, e investimentos em P, D&I tem sido realizado com o objetivo de diversificar as biomassas utilizadas e seus métodos de conversão, que atualmente são dispendiosos por exigirem condições operacionais severas e utilizarem gás hidrogênio não-renovável. Portanto, o desenvolvimento de uma rota sintética para conversão de novas biomassas em biocombustíveis drop-in utilizando condições brandas e livres de H2 é desejável. Desta forma, neste trabalho foram desenvolvidos dois sistemas fotocatalíticos para desoxigenação de ácidos graxos, que possibilitaram a obtenção de biohidrocarbonetos utilizando catalisadores orgânicos em condições de temperatura e pressão ambiente, livres de metais e de gás hidrogênio. Após otimização, os protocolos foram capazes de converter ácidos graxos em hidrocarbonetos Cn-1 com alta seletividade, inclusive com uma conversão de 97% dos ácidos obtidos do óleo de licuri para produzir uma mistura de C11-C17, que é compatível com a faixa do biojet e diesel verde.

Processos eletroquímicos representam rotas alternativas promissoras para promover transformações redox de forma mais limpa, sustentável e segura. O upgrading descarboxilativo de ácidos de origem renovável via eletrólise de (não-)Kolbe tem demonstrado elevado potencial para obter compostos de maior valor agregado, sobretudo para a indústria de energia. Particularmente, hidrocarbonetos e oxigenados derivados de matérias-primas naturais têm constituído opções para funcionar como aditivos de combustíveis fósseis por apresentarem propriedades de desempenho adequadas e estarem associados a menores índices de emissão de compostos nocivos à saúde e ao meio ambiente. Nesse sentido, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver um método eletrocatalítico para descarboxilar ácidos graxos C12:C18:1 abundantes na composição de matérias-primas comumente utilizadas para produzir biocombustíveis. As reações foram acompanhadas por análises de CG/EM, FT-IR e TG/DTG. Na ausência de catalisadores metálicos, aditivos ou reagentes redox, o sistema eletroquímico permitiu converter ácidos graxos puros e misturas, incluindo a obtida a partir da hidrólise do óleo de Licuri, quantitativamente (conversão 97- 100%) em misturas compostas por 19-36% de olefinas C11-C17, empregando eletrodos de grafite, em temperatura e pressão ambiente. A metodologia demonstrou elevado potencial para funcionar como rota de síntese alternativa aos processos termocatalíticos para obter hidrocarbonetos de origem renovável em condições excepcionalmente brandas de reação.

As regiões de hipóxia tumoral são atualmente uns dos principais alvos terapêuticos para a terapia anticâncer, devido, essas regiões estarem relacionadas com aumento da mortalidade e metástase, portanto, hoje na bioinorgânica busca desenvolver complexos metálicos que possam atuar como pró-drogas ativadas por hipóxia (HAPs). Os complexos de Cobalto (III) são amplamente estudados como HAPs por ser inerte, no entanto, ao ser reduzido a Co (II) apresentar uma labilidade (reativo) e liberar uma droga no ambiente tumoral. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo sintetizar novos complexos de cobalto com o ligante auxiliar o-fenentrolina (phen), e tendo os ligantes imidazol (imd), 4-aminopriridina (4apy) e 7-hidroxido-4-imidazolilmetilcumarina (S1) como pró-drogas. Com isso, foram sintetizados complexos cis- [Co(phen)2L2]n+, sendo L o ligantes Cl-, imd, 4apy e S1, e n igual a 1+ ou 3+. O ligante S1 foi sintetizado a partir de metodologia reportado na literatura e caracterizado por técnicas espectroscópicas (Uv-vis, fluorescência, IR, RMN), enquanto, os complexos sintetizados foram caracterizados por técnicas espectroscópicas e eletroquímicas.  A partir dos espectros vibracionais e ressonância foi possível confirmar a estrutura do ligante S1, é por meio dos dados de absorções e fluorescência identificar pKa    de aproximadamente 7,5 para o ligante, além da fluorescência possuir uma forte dependência com o pH e solvente. Os espectros de IR para os complexos confirmaram a coordenação dos ligante por apresentarem estiramentos característicos de phen (C=N), imd (N-H), 4apy (N-H) e S1 (C=O). Os espectros de eletrônicos em DMSO apresentaram bandas intraligantes na região de 200 a 400 nm e as transições d-d em 534 e 612, 487, 462 e 530, 475 nm para os complexos cis-[Co(phen)2L2]n+ com L =cloretos, imd, S1 e 4apy, respectivamente. Além disso, verificou-se a seguinte relação para o desdobramento do campo ligante Cl-  < S1 < imd < 4apy. A partir da fluorescência do complexo contendo o ligante S1, foi possível observar uma banda de emissão na região de 472 nm. Adicionalmente, os voltamogramas cíclicos dos complexos cis-[Co(phen)2L2]n+  apresentaram dois pares redox para o metal, CoIII/II e CoII/I, com potenciais de E1/2  entre 380 a 460 mV para CoIII/II  e -860 a -750 mV para CoII/I, apresentando processo redox dentro da faixa de meio biológico para geração de espécies reativas de oxigênio.

Derivados de floroglucinóis monoméricos acilados são metabólitos secundários predominantes no gênero Hypericum e possuem um grupamento acila conectado diretamente ao núcleo THB, além de muito comumente também possuir susbtituintes prenila e geranila. A origem desses compostos, mostra que a unidade carbonila é bioenergeticamente favorecida, isso ocorre porque os floroglucinóis provém de uma rota biossintética onde o núcleo do THB é biossintetizado pela via do acetato-malonato, sendo suscetíveis à ciclização e oxidação. Devido a sua variabilidade estrutural e atividades biológicas diversas associadas, surge o interesse por novos estudos e revisões que visam explorar de forma mais específica o tema. Para esta revisão, foi realizado o levantamento de dados do período entre 1965 a 2022 nas plataformas Google Acadêmico, Periódicos CAPES, Science Direct e ScienceFinder, considerando como critério de inclusão compostos da classe dos acilfloroglucinóis monoméricos, também chamados de acetofenonas, provenientes da biossíntese mencionada, relacionando com as diferentes espécies de plantas onde foram isolados a partir de seus extratos e catalogados estrutural e biologicamente. Entre as principais atividades biológicas encontradas, destaca-se: antiinflamatória, antibacteriana e citotóxica. Dados de RMN (ressonância magnética nuclear) de 1H e 13C, serviram como embasamento para a análise química dos compostos e seu agrupamento em classes de monoméricos monocíclicos e policíclicos com substituições prenil e geranil.

Neste estudo, nanocristais de celulose (NCC) foram obtidos a partir da hidrólise ácida de uma amostra de celulose de algodão comercial. Em seguida, os NCC foram modificados quimicamente através da inserção de cadeias do polímero termorresponsivo poli(N-isopropilacrilamida) (PNIPAM). A enxertia foi feita por meio do uso do monômero N-isopropilacrilamida (NIPAM), utilizando persulfato de potássio (60 °C) ou o par redox persulfato de potássio/N,N,N',N'-tetrametiletilenodiamina em temperatura ambiente (~25 °C). Os materiais foram caracterizados por análise elementar, espectroscopia na região do infravermelho com Transformada de Fourier, espectroscopia por ressonância magnética nuclear (RMN), difração de Raios-X (DRX) e análise termogravimétrica (ATG). As propriedades dos NCC e seus derivados termorresponsivos em meio aquoso foram avaliadas através de espalhamento de luz dinâmico (DLS), potencial zeta e microscopia confocal. Além disso, foi avaliada a estabilidade visual dos materiais modificados em solventes de diferentes polaridades. Os NCC enxertados com PNIPAM foram estudados como aditivos em fluidos de perfuração de base sintética. Eles foram capazes de reduzir o filtrado em condições de alta temperatura e alta pressão (ATAP), indicando um alto potencial de aplicação na área. Além disso, em uma segunda linha de aplicabilidade, na área biomédica, os NCC modificados e seus precursores foram avaliados quanto à citotoxicidade, imunomodulação e capacidade de reduzir o estresse oxidativo celular.  Eles tiveram boas atividades citotóxica e antioxidante em células macrófagas RAW, até mesmo maior que os seus precursores. A proteção das células contra danos oxidativos por parte dos CNC-g-PNIPAM abre o caminho para aplicação na área biomédica.

As quinoxalinas, pertencentes a classe dos heterocíclicos nitrogenados, possuem aplicações em áreas biológicas e tecnológicas, além da versatilidade no que se refere à síntese orgânica. Também estão presente em sensores químicos cromogênicos, sendo estes definidos como dispositivos ópticos para detecção de analitos de interesse, cujo desenvolvimento tem sido estimulado nas últimas décadas por conta da facilidade de uso, baixos custos, além de alta seletividade e sensibilidade, mesmo em amostras complexas. Recentemente, o emprego de nanopartículas de prata como quimiossensores tem trazido novas possibilidades para o crescimento desta área. Cátions metálicos e aminoácidos são importantes analitos explorados no desenvolvimento de sondas sintéticas seletivas, especialmente por conta de seus papéis em processos biológicos e questões ambientais. O presente trabalho descreve a síntese de nanopartículas de prata (AgNPs) funcionalizadas com o derivado 2,3-dietanolaminoquinoxalina (DEQX), por meio de uma rota sintética de baixo impacto ambiental. O sistema QX-AgNPs foi caracterizado por espectroscopia na região do ultravioleta-visível (UV-vis) e do infravermelho (ATR-FTIR), bem como por microscopia eletrônica de transmissão (MET), sendo em seguida aplicadas como uma sonda cromogênica para detecção seletiva de L-cisteína, bem como Mg²⁺ e Sn²⁺ em solução aquosa. Qx-AgNPs foram capazes de detectar seletivamente cisteína e Mg²⁺ em meio alcalino entre vários aminoácidos e cátions metálicos, respectivamente. Por outro lado, as QX-AgNPs foram eficazes na detecção de Sn²⁺ em pH 7,5. A detecção seletiva dos analitos e os respectivos mecanismos foram discutidos adequadamente com base nas análises de UV-vis, MET e ATR-FTIR. Os limites de detecção atingiram 2,7 nmol L^-1, 15 nmoL L^-1 e 18 nmoL L^-1 para cisteína, Mg²⁺ e Sn²⁺, respectivamente. Esses limites foram ratificados como o sucesso da quantificação de cisteína na urina e Mg²⁺ em água da torneira pelas Qx-AgNPs. Ademais, tendo em vista a baixa solubilidade em água do DEQX e promissora atividade anticâncer que tem apresentado em trabalhos recentes, o presente trabalho também relata a obtenção de complexos de inclusão de DEQX com β-ciclodextrina (βCD) (DEQX/βCD), excipiente útil em um vasto campo de aplicações, obtidos pelos métodos de mistura física (MF) e maxalagem (MAL), com o objetivo de melhorar as propriedades físico-químicas do referido derivado quinoxalínico. O complexo DEQX/βCD foi devidamente caracterizado por ATR-FTIR, ressonância magnética nuclear (RMN), difratometria de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), bem como as análises térmicas termogravimetria (TG) e calorimetria diferencial de varredura (DSC). A solubilidade de fase indicou que a solubilidade de DEQX aumentou com o aumento das concentrações de βCD, que o complexo DEQX/βCD é formado com estequiometria 1:1, e a tendência de inclusão DEQX com βCD foi adequada. Além disso, a estrutura tridimensional estável, obtida com o método de simulação de dinâmica molecular apresentou inserção de DEQX na cavidade da βCD. Os complexos de inclusão obtidos também foram avaliados frente as propriedades citotóxicas em eritrócitos humanos pelo teste hemolítico, o qual demonstrou que tanto o DEQX quanto seus complexos de inclusão com βCD, obtidos por MF e MAL foram considerados atóxicos. Portanto, os resultados obtidos evidenciam a potencialidade do DEQX frente aplicações de extrema relevância, indicando uma importante contribuição tanto para a área de nanosensores para detecção múltipla de analitos em meio aquoso, como também para futuros avanços em testes anticâncer, após evidência de associação com βCD.

Doenças virais estão entre os principais problemas de saúde pública, podendo-se destacar os arbovírus, que estão entre os vírus que mais infectam seres humanos, com uma estimativa de que 3 bilhões de pessoas morem em áreas de risco de infecção. O objetivo deste trabalho foi avaliar a aplicação de técnicas espectroscópicas na detecção de arbovírus em mosquitos Aedes aegypti e amostras clínicas. Nos trabalhos descritos aqui, a espectroscopia de fluorescência molecular foi aplicada em conjunto com as técnicas de análise multivariada PARAFAC-LDA, PARAFAC-QDA e NPLS-DA, como uma nova metodologia sensível, específica, rápida, simples e capaz de identificar variações espectrais entre amostras clínicas com e sem os vírus da dengue e chikungunya. Para isso, foram utilizadas as matrizes de excitação-emissão (EEM) de 26 amostras para cada classe (saudável x dengue x chikungunya), totalizando 78 amostras. As amostras foram divididas em conjuntos de calibração e teste e, após a construção dos modelos, os resultados foram analisados com base em cálculos de exatidão, sensibilidade, especificidade e precisão. Foi observado que o modelo mais eficiente no trabalho de classificação foi o PARAFAC-QDA, obtendo o valor máximo para todas as figuras de mérito calculadas. PARAFAC-LDA e N-PLS-DA também alcançaram resultados animadores. Os pesos capturados no PARAFAC foram fornecidos e podem ser utilizados em estudos futuros para comprovar a relação (ou não) dos dados espectrais com a presença dos vírus. Em outro estudo, foram utilizados espectros de infravermelho (NIR e MIR) em conjunto com os algoritmos de seleção de variáveis SPA e GA com o objetivo de selecionar números de onda capazes de discriminar mosquitos Aedes aegypti fêmeas infecados com dengue (n = 32) de mosquitos não infectados (n = 66). Para isso foram construídos modelos SPA-LDA e GA-LDA para as duas técnicas (NIR e ATR- FTIR). Os modelos construídos foram avaliados com base nos cálculos de sensibilidade e especificidade, sendo observado que tanto para SPA-LDA quanto para GA-LDA, os modelos baseados nos espectros NIR obtiveram melhores valores de classificação alcançando 82.65 % de sensibilidade e especificidade para NIR-SPA-LDA; e 100.00 % de sensibilidade e especificidade para NIR-GA-LDA. Por fim, observou-se que matrizes EEM têm potencial para serem utilizadas como triagem ou diagnóstico de arbovírus, possuindo vantagens quando comparadas às técnicas mais convencionais, demonstrando que, futuramente, será possível contar com instrumentos portáteis de NIR no trabalho da vigilância entomológica e previsão de surtos de dengue.

Devido às preocupações ambientais, diversas pesquisas despontam na busca de alternativas energéticas ao uso de combustíveis fósseis. Entre as possibilidades, tem-se o biodiesel, que permite a redução do uso de diesel, contribuindo com a mitigação dos impactos ambientais, por ser de fonte natural e renovável. Este trabalho propôs um processo mais verde e sustentável de produção do biodiesel decorrente do óleo de cozinha residual (OCR), utilizando catalisadores de fontes naturais e/ou residuais, advindos das cinzas de cascas da banana (BPC) e da tangerina (TPC), além de silicatos de sódio e potássio (SPS) originários da areia da praia. Finalizando o ciclo de aproveitamento de resíduos, foram sintetizadas acetinas a partir do glicerol residual, produzido na reação de transesterificação. Os catalisadores produzidos foram caracterizados através das técnicas, difração de raios X (DRX), espectroscopia de fluorescência de raios X (FRX), análises termogravimétricas (TG/DTG), dessorção à temperatura programada de CO2   (TPD-CO2) e análise pelo método de deconvolução das curvas de DTG e TPD-CO2. O biodiesel produzido foi caracterizado por espectroscopia de ressonância magnética nuclear 1H e 13C (RMN 1H e 13C), TG/DTG aplicando-se método de deconvolução nas curvas de DTG, densidade a 20 °C, viscosidade cinemática a 40 °C e índice de acidez. Para melhor avaliação do rendimento das reações de obtenção do biodiesel de OCR com os catalisadores, foram aplicadas variações nos seguintes parâmetros de síntese: tempo (3-9 h), concentração do catalisador (2,5-10%) e razão molar álcool/óleo (A/O) (9:1-18:1). Os materiais sólidos BPC e TPC apresentaram composição majoritária de carbonato de potássio, e no SPS foi encontrado, principalmente, silicato de potássio e silicato de sódio. As análises de TPD-CO2  indicaram maior quantidade de sítios básicos nos materiais SPS e BPC, com forças na faixa de moderada a forte. No caso do catalisador TPC foi observado a presença de sítios fracos. O biodiesel de OCR formado com os catalisadores TPC, SPS e BPC apresentaram conversões de 91,3%, 93,9% e 90,9%, respectivamente. O glicerol foi convertido em acetinas com aplicação de catalisadores a base de óxidos de metais de transição. Os espectros de RMN 13C confirmaram a síntese, através da identificação dos picos de carbonila de acetato presentes nas acetinas sintetizadas. Portanto, neste trabalho, a produção de biodiesel se desenvolveu a partir de um processo ambientalmente mais amigável, devido ao uso de catalisadores verdes, óleo de cozinha residual e à obtenção de produtos derivados do glicerol residual.

A eletrólise da água impulsionada por fontes de energia renovável é considerada um caminho promissor para a produção do combustível hidrogênio verde. Esforços para a descarbonização são recorrentes, assim o uso da tecnologia eletroquímica alimentada por fontes renováveis, como por exemplo, placas fotovoltaicas (PV), turbinas eólicas, entre outras alternativas, têm atraído cada vez mais a atenção da comunidade cientifica. Apesar das promessas de tais abordagens, o viés econômico ainda não é favorável. Diante desse cenário surgem proposições como a integração de processos. O uso de reatores eletroquímicos divididos por membranas é uma tecnologia conhecida na produção de hidrogênio (no compartimento catódico). A proposta é a produção simultânea de hidrogênio verde com reações anódicas. Então, por um lado, o fornecimento de energia elétrica para promover reações anódicas na produção de fortes oxidantes é uma alternativa a ser considerada para a produção paralela de hidrogênio, reduzindo o consumo de energia e os custos; Sendo um processo sustentável e ecologicamente correto, visto que a eletricidade é oriunda de placas fotovoltaicas. Por outro lado, a utilização de eletrodo de diamante dopado com boro, no compartimento eletrolítico anódico, pode ser considerada uma alternativa promissora, pois permite o tratamento de efluentes, desinfecção de água e/ou eletrossíntese de oxidantes. Desse modo, esse trabalho propôs a produção de espécies oxidantes à base de sulfato no compartimento anódico com a produção simultânea de H2 verde no compartimento catódico. Os resultados demonstraram claramente que maiores eficiências de produção, de 0,5 a 2,0 mM, de espécies oxidantes à base de sulfato pode ser obtido dependendo das densidades de corrente aplicada, produzindo em paralelo, de 0,2 a 0,8 L de hidrogênio em 120 minutos. A aplicação ex-situ do persulfato eletrogerado e armazenado em temperaturas mais baixas tem maior aplicabilidade que quando armazenado em temperatura ambiente. A transição da tecnologia “on-grid” para “off- grid” apresenta algumas vantagens como a diminuição de custos, facilidade na logística e maior portabilidade e reprodutibilidade do processo. Soluções de espécies oxidantes à base de sulfato podem ser usadas como uma tecnologia off-grid para degradar poluentes, aumentando assim o valor agregado da tecnologia aplicada.

Estruturalmente, as zeólitas – quando consideradas como aluminossilicatos – consistem basicamente de uma rede tridimensional formada a partir de tetraedros de silício e de alumínio que interligam-se por meio de átomos de oxigênio. Devido às suas diversas propriedades e características, pode-se afirmar que as zeólitas são os catalisadores mais utilizados na indústria; entretanto, a microporosidade intrínseca a estes materiais tem limitado a aplicação voltada ao processamento de moléculas mais volumosas. Neste trabalho estudou-se a influência de métodos mecanoquímicos na obtenção de materiais zeolíticos com estrututura hierarquizada de poros, por meio da inserção de mesoporosidade via moagem a seco em um moinho de bolas, buscando a obtenção de zeólitas com uma maior acessibilidade dos sítios ativos. Os materiais zeólíticos empregados neste processo foram a Mordenita, Linde Type X e USY. Na aplicação do método mecanoquímico, foram avaliadas as variáveis velocidade de rotação (200, 400 e 600 rpm) e tempo de rotação (20, 40 e 60 min). Para a zeólita mordenita, os materiais ácidos submetidos anteriormente a velocidade de rotação de 200 rpm e tempo de rotação de 60 min apresentou manutenção estrutural e textural mais aceitáveis frente aos outros estudos de moagem. Além disso, manteve área específica praticamente inalterada e um aumento considerável na área superficial e volume de mesoporos. Para a zeólita Linde Type X, a baixa relação Si/Al apresentada pelo material acabou por acarretar num colapso estrutural; o que por sua vez dificultou a possibilidade de aplicação deste material. Por fim, a zeólita USY apresentou perfil semelhante aos materiais de zeólita Mordenita, exibindo modificações estruturais menos incisivas em velocidades e tempos de rotação menores.

Compostos metálicos contendo derivados vanilóides, tem ganhado o interesse da química inorgânica medicinal, devido as propriedades biológicas desta classe de ligantes, tendo como exemplo a capacidade de gerar especeis reativas de oxigênio (ROS). Neste contexto, o presente trabalho tem o objetivo de sintetizar e caracterizar complexos do tipo [M(phen)(L)2], sendo M=Cu2+ e Zn2+, e L=o-vanilina (ovan) e ovani, em que este último é uma base de schiff derivada da reação da o-vanilina com a isoniazida. Além disso, os complexos [Cu(phen)(ovan)2](3) e [Zn(phen)(ovan)2] (4) foram testados frente as linhagens cancerígenas AGS e HeLa, bem como a cepas de Triponossomacruzi. A partir dos espectros vibracionais dos complexos [M(phen)(ovan)2], foi determinada o modo de coordenação da ovan pela variação da energia da banda da carbonila, além disso, para os compostos [M(phen)(ovani)2], foi observado a presença da banda C=O da hidrazida em 1709 cm-1e a banda da imina (C=N) em torno de 1630 cm-1, as quais são indicativas da formação da base de Schiff. A partir do estudo da voltametria cíclica, observou-se queo [Cu(phen)(ovan)2], apresentou um E1/2de -171 mV, demonstrando-se dentro da faixa redox do meio biológico, com isso, foi realizado teste do cloreto de tetrazólio-nitroazul (NBT), utilizando a glutationa como agente redutor, apresentado resposta positiva para a formação do O2-. O complexo (3) foi mais efetivo em ambas as linhagens com IC50 de 6,19 e 5,63 µM, para AGS e HeLa respectivamente. Em relação ao teste antiparasitário foi observado um comportamento dose dependente para ambos os compostos, obtendo uma concentração inibitória de 5,03 para o (3) e 108,40 µM para o (4) respectivamente.

O óxido nítrico é uma molécula sinalizadora que apresenta características químicas e biológicas importantes para o desenvolvimento de novos agentes citotóxicos, como por exemplo, os nitrosilo complexos de rutênio que ao receberem um estímulo fotoquímico, podem liberar NO no organismo e gerar espécies reativas que destroem células-alvo, num tratamento conhecido como terapia fotodinâmica. Desse modo, apresenta-se a síntese, caracterização e o estudo da reatividade dos nitrosilo complexos do tipo cis-[Ru(bpy)(phen)L(NO)](PF6)4, em que L são corantes biológicos e catiônicos como azul do Nilo e safranina, bpy = 2,2’ -bipiridina e phen = 1,10’-fenantrolina. Os complexos foram obtidos a partir do cis-[Ru(bpy)(phen)Cl2] dissolvido na proporção 1:1 de água e etanol com adição dos ligantes em estudo. De acordo com os espectros eletrônicos, em metanol, foi possível constatar as bandas intraligantes dos corantes, da bipiridina e da fenantrolina, bem como a banda de transferência de carga do metal para os ligantes polipiridínicos na região de 420 nm. Já nos espectros vibracionais em pastilha de KBr, verifica-se o estiramento de NO+  em 1926 e 1938 cm-1 para os complexos com azul do Nilo e safranina, respectivamente, indicando que o óxido nítrico se encontra coordenado ao centro metálico na forma linear. Ao analisar os voltamogramas cíclicos dos nitrosilo complexos, em NaTFA 0,1 mol L-1, verifica-se um único processo quase reversível referente ao par redox NO+/0. Com relação a reatividade foi realizado o equilíbrio ácido-base, constatando-se que no pH 9,4 e 8,6 ocorre a conversão de nitrosil a nitrito para os complexos com azul do Nilo e safranina, nessa ordem. A liberação do óxido nítrico da esfera de coordenação foi analisada por eletroquímica pela voltametria de onda quadrada e através do estímulo fotoquímico com luz vermelha, em ambos a liberação ocorre por uma reação química que reduz o ligante de NO+  para NO0  e em seguida, devido ao enfraquecimento da ligação RuII - NO0, esse é liberado.

O vírus da imunodeficiência humana (HIV) é o causador de uma infecção que pode comprometer o sistema imunológico. A principal preocupação com gestantes portadoras do vírus é a transmissão vertical que pode ocorrer durante a gestação, durante o trabalho de parto e até mesmo durante o período de amamentação. O risco de transmissão vertical pode ser reduzido através do diagnóstico precoce. Os ensaios colorimétricos utilizados para a detecção do vírus apresentam custo elevado e são bastante trabalhosos, tornando necessário o desenvolvimento de metodologias rápidas e de baixo custo para a detecção do HIV. Aqui, a Espectroscopia de reflectância total atenuada de infravermelho com transformada de Fourier (ATR-FTIR) combinada à análise multivariada foi empregada para distinguir pacientes infectados por HIV (n= 40) de controles saudáveis (n= 80) em um total de 120 amostras de plasma sanguíneo. Como ferramentas de classificação foram utilizados os algoritmos PCA-LDA, PCA-QDA, PCA-SVM, GA-LDA, GA-QDA, GA-SVM, SPA-LDA, SPA-QDA e SPA-SVM. Os algoritmos tiveram seus desempenhos avaliados de acordo com a precisão, sensibilidade, especificidade, F-score e G-score. Os algoritmos PCA-SVM, SPA-LDA e GA-LDA foram os que obtiveram os resultados mais satisfatórios para a discriminação das amostras com acurácia de 81%, 75% e 88,9%respectivamente. O GA-LDA foi o melhor algoritmo de classificação, apresentando os melhores valores de sensibilidade (83%), especificidade (92%), F-score e G-score (87%). Os resultados sugerem o potencial da espectroscopia ATR-FTIR combinada à análise multivariada como ferramenta alternativa para o rastreamento do HIV em gestantes com base no plasma sanguíneo, sendo um método de baixo custo, rápido e livre de reagentes.

Neste trabalho, nanolátices foram produzidos pela técnica de polimerização em emulsão semicontínua. Parâmetros como composição monomérica, tipos de iniciadores e surfactantes foram investigados com o intuito de obter um nanolátex com pequeno diâmetro de partícula e alta área superficial funcionalizada. Posteriormente, o nanolátex foi usado como agente modificador de superfície para melhorar o tingimento do tecido em malha de fibra de proteína da soja (SBF) com um corante catiônico (Basic Red 46). A melhor composição monomérica foi a que utilizou a relação BA/MMA/MAA = 5:4:1 em massa. O melhor desempenho como iniciador foi apresentado pelo APS, e como surfactante, o SDS. As partículas poliméricas foram analisadas por várias técnicas, tais como: gravimetria, DLS, MEV/FEG, MET, FTIR, ELS, tensiometria e titulação condutométrica. Nanolátices com tamanhos de partícula tão pequenos quanto 29 nm e carga superficial de até 93,8 μC/cm² foram obtidos por meio da técnica de polimerização em emulsão. A presença do nanolátex na superfície da fibra de soja foi verificada por FTIR e TGA. A eficiência do nanolátex como aditivo para modificar a superfície de tingimento foi avaliada por meio de dados colorimétricos usando a equação de Kubelka-Munk. Teste preliminares mostram que os tecidos funcionalizados com os nanolátices obtiveram um aumento de até 13% na intensidade da coloração, mostrando a capacidade dos nanolátices como agentes modificadores de superfície no processo de tingimento.

: O avanço da demanda energética mundial tem intensificado problemas ambientais causados pelo uso de combustíveis fósseis e vem impulsionando a busca e desenvolvimento de matrizes mais verdes, que estão sendo utilizadas com o intuito de minimizar os impactos ambientais e à saúde humana. Este trabalho propôs um processo sustentável para a produção de biodiesel, combustível alternativo ao diesel, com o uso de um catalisador heterogêneo, verde, denominado CT, oriundo de uma biomassa residual, da cinza da casca da tangerina ‘Ponkan’ (Citrus reticulata Blanco). Por meio do planejamento experimental D-Optimal para a obtenção do biodiesel de soja, os parâmetros do processo como: razão molar metanol/óleo, concentração do catalisador, temperatura e tempo de reação foram otimizados. Inicialmente, três amostras de catalisadores foram preparadas pela calcinação das cinzas das cascas de tangerina, no tempo de 4h, CT7 (700 ° C), CT8 (800 ° C) e CT9 (900 ° C), e, após testes preliminares, os rendimentos (m/m) em biodiesel foram, respectivamente, de 79,77, 77,58 e 77,40 %. O rendimento mássico de catalisador obtido para cada temperatura (700, 800 e 900 °C) partindo de 50 g de casca foram de 3,76, 1,54 e 0,98%, respectivamente. Os catalisadores foram caracterizados por espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (SEM-FEG), energia dispersiva de raios X (EDS), dessorção de CO₂ à temperatura programada (TPD-CO₂), análise térmica (TG / DTG) e teste de basicidade de Hammett.  A qualidade do biodiesel foi avaliada de acordo com os procedimentos padrão estabelecidos pela ASTM (American Society for Testing and Materials) para as propriedades de viscosidade cinemática e densidade. Os padrões de DRX do catalisador CT mostraram os picos associados às fases características de K₂CO₃, K₂O, K₂Ca(CO₃)₂, SiO₂, Na₂O confirmados por DRX e FRX, que identificaram grandes proporções desses óxidos. A análise de TPD-CO₂ demonstrou a presença de locais básicos fracos e moderados no catalisador CT. Boa estabilidade térmica foi observada através das curvas TG / DTG. As condições otimizadas geradas pela superfície de resposta foram: 3 h tempo reacional, concentração de catalisador de 3,5% m/m, razão molar de 15: 1 (metanol: óleo) e temperatura de 64 ° C. Para essas condições otimizadas, a conversão da reação quantificada por 1HRMN foi maior que 87% e o catalisador apresentou capacidade de reaproveitamento de até 5 vezes.

A sílica mesoporosa SBA-15 foi sintetizada através do método hidrotérmico e utilizada como molde rígido para síntese do carbono mesoporoso CMK-3 através da rota nanocasting. Os materiais sintetizados mantiveram a estrutura de poros hexagonal. O CMK-3 foi organofuncionalizado utilizando anidrido malêico e reagentes redutores para gerar grupos carboxílicos e causar a sua redução, formando a amostra denominada CMK-3RED. Tanto a síntese como a modificação dos carbonos mesoporosos foram comprovados através de difração de raios X (DRX), termogravimetria (TG), espectroscopia Raman e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os espectros de DRX confirmam que o material carbonáceo CMK-3 manteve a estrutura da SBA-15, apresentando picos referentes aos planos (100) e (110), em 0,997 e 1,7 graus, respectivamente, confirmados pelas imagens do MEV. A amostra CMK-3RED teve alteração da morfologia em virtude da modificação química realizada, sendo confirmado por DRX, com plano (100) em 1,007, além das análises de MEV e TG. A aplicação destes materiais foi feita no campo eletroquímico. Na eletroanálise dos analitos cafeína e ácido salicílico foi empregado um eletrodo de carbono vítreo, o qual foi modificado através do método drop-casting com as amostras CMK-3 e CMK-3RED em uma concentração de 2 mg de amostra para 1 ml de solvente. A voltametria pulso diferencial mostrou que o eletrodo modificado com a amostra CMK-3 obteve melhores resposta, com um limite de detecção de 8,86% a 24,99% melhor que o eletrodo sem modificação.

Neste trabalho, avaliamos a aplicação da técnica HS-CG-DIC para análise de solos contaminados com gasolina. Para isto, amostras de cinco tipos de solos da região potiguar foram inseridas em vials, contaminadas com gasolina comercial, na proporção de 3g solo/200 µL gasolina, e analisadas via HS-CG-DIC (Shimadzu GC 2010). As amostras foram deixadas abertas, à temperatura ambiente, sendo lacradas apenas no momento de cada análise. Os dados obtidos nos cromatogramas mostraram que o perfil de decaimento da concentração de hidrocarbonetos com o tempo pode ser dado por um modelo de decaimento exponencial do tipo y = y0 + α e^-x/β (R²>0,99). Os dados de TG/DTG mostraram que a composição orgânica do solo apresentou valor máximo de 3,8% e teor de umidade máximo de 1,0%. Os dados de DRX e FRX mostraram que os principais componentes do solo são, respectivamente, silício, alumínio e ferro, presentes na forma de óxidos.

Nanopartículas de Ferrita de Cobre (CuFe₂O₄) foram sintetizadas por uma rota verde utilizando o extrato aquoso e hidroetanólico da casca da Commiphora Leptophloeos, popularmente conhecida como “Imburana”, planta nativa da região da Caatinga no Brasil. Os fitoconstituintes presentes no extrato foram utilizados como agentes complexantes e quelantes para a síntese das partículas de CuFe₂O₄. Todas as caracterizações da casca e extrato da planta foram realizadas por análises de FTIR, TG, UV/Vis e HPLC-MS/MS. O tamanho das partículas, morfologias e propriedades dos materiais obtidos foram analisados por espectroscopia DRX, MEV, UV/Vis, FTIR e Espectroscopia de Mossbauer. O presente estudo pretende demonstrar a eficácia da utilização de extratos naturais como provedores de metabólicos secundários para redução e estabilização de estrutura nanomateriais de óxidos metálicos, no caso, as Ferritas fazendo-se uso de uma rota de síntese verde ecologicamente correta e economicamente viável. Foram identificados como metabólitos secundários nos extratos ácidos e flavonoides. A presença dos ácido quínico, eriodictiol, catequinas, quercetinas e luteolinas, demostraram boa eficiência e ação como agentes complexantes e quelantes para síntese das partículas de CuFe₂O₄. 

O crescente número de bactérias resistentes aos antibióticos convencionais tem levado a comunidade científica a buscar drogas mais efetivas, seletivas e que causem menos efeitos colaterais. Neste contexto o desenvolvimento de compostos de coordenação para fins farmacológicos tem sido um grande recurso no combate aos microrganismos resistentes devido à coordenação aos cátions metálicos alterar significativamente o perfil fisiológico das drogas; tornando-as mais ativa que o ligante livre, diminuindo os efeitos colaterais e levando a uma redução da resistência microbiana. Diante do exposto, o presente trabalho tem por objetivo sintetizar e caracterizar complexos de ferro do tipo Na₂[Fe(CN)₄(L)₂] em que L são os ligantes, amino, pirazinamida e isoniazida. Os tetracianos foram obtidos a partir do composto precursor NAT211 - Na₂[Fe(CN)₄(NH₃)₂] – dissolvido em água seguido por adição dos ligantes, sob agitação. Por meio da espectroscopia vibracional na região do infravermelho foi possível detectar os sinais característicos dos ligantes coordenados ao centro metálico, tais como: ciano na região entre 2011 e 2094 cm^-1; amino em 3288 cm^-1; pirazinamida na faixa de 3412 a 1477 cm^-1; e isoniazida de 3302 a 1554 cm^-1. Os espectros eletrônicos na região do UV-Vis dos complexos apresentaram bandas do tipo, d-d em 439 nm para o precursor; 378 nm para o composto com o ligante pirazinamida (NAT212) e 303 nm para o complexo com a isoniazida (NAT213). As bandas de transferência de carga (MLCT) referente ao cianeto são observadas entre 218 e 210 nm nos compostos sintetizados. Já as MLCT dos ligantes N-heterocíclicos aparecem em 494 e 442 nm referentes ao NAT212 e NAT213, nessa ordem. A análise dos voltamogramas mostrou a presença de apenas um par redox, com potenciais de meia onda (E_1/2) em 105, 334 e 242 mV para os compostos NAT211, NAT212 e NAT213, respectivamente, indicativo do par redox Fe^III/Fe^II.

Este trabalho apresenta a impressão 3D como uma técnica de manufatura aditiva auspiciosa para diversas aplicações interessantes à espectroscopia de filmes finos e ao acoplamento de técnicas eletroquímicas e espectroscópicas. Propomos a fabricações de um módulo para espectroscopia por reflectância especular e células espectroeletroquímicas (CEE) para medidas de absorção no UV-VIS e de espalhamento Raman in situ. Como prova de conceito, espectros de reflexão-absorção no UV-VIS e no infravermelho médio de um filme do corante vermelho allura AC foram coletados usando o módulo de reflectância, mostrando as bandas características dos grupos funcionais que compõem sua estrutura, em consonância aos dados descritos na literatura. As CEEs foram avaliadas a partir de medidas espectroeletroquímicas relacionadas ao crescimento induzido eletroquimicamente de filmes de Azul da Prússia (PB – Prussian Blue) sobre a superfície de um eletrodo de platina. Ao manter as condições apropriadas, o crescimento do filme de PB foi acompanhado por um aumento proporcional no sinal de absorção a 700 nm na região UV-VIS. Este sinal está relacionado à transferência de carga de intervalência entre os centros de ferro (Fe(II)-C para o Fe(III)-N. Além disso, as medidas usando a CEE Raman apresentaram sinais de espalhamento inelástico em 2092 e 2156 cm^-1 - relacionados aos modos n(CN) associado aos cátions Fe(II) e Fe(III) - durante o crescimento do filme. Em seguida, a conversão eletroquímica do filme às formas Verde Berlin (BG) e Branco da Prússia (PB) foram monitoradas a partir da obtenção de espectros in situ, cujos perfis concordam com os previstos e descritos em literatura. A conformidade dos resultados obtidos valida os acessórios construídos e sugerem muitas outras aplicações, como ao estudo de cinética e mecanismos de reações/processos eletroquímicas(os), monitoramento de espécies de vida curta e investigações de diferenciação de heterogeneidades bastante localizadas em superfícies ou interfaces.

A Stigmurina (Stig), peptídeo originário da peçonha do escorpião Tityus stigmurus, e seus análogos (StigA8, StigA15, StigA18 e StigA28), se mostraram eficazes em estudos anteriores in-vitro e in-vivo (Larvas de Mariposa Galleria Mellonella), a Stig apresentando atividade antibacteriana sobre bactérias Gram-Positivas e os análogos em ambas, Gram-Positivas e Gram-Negativas. Com o objetivo de investigar detalhadamente a interação desses peptídeos com diferentes membranas bacterianas, a fim de estabelecer parâmetros estruturais para discutir o mecanismo de ação desses peptídeos, foram realizadas simulações de dinâmica molecular (DM) dos peptídeos Stig, StigA8 e StigA18 em modelos de membranas Gram-positivas e Gram-negativas. Sistemas com 1, 2 e 7 peptídeos foram simulados para investigar o efeito da concentração peptídica na perturbação das membranas. As simulações de DM foram realizadas usando o pacote de programas Gromacs 2018, as análises de perturbação e estabilidade foram realizadas com o MEMPLUG (Espessura da Membrana, Área por lipídios e Parâmetro de Ordem). As energias de interação intermolecular foram calculadas em função do tempo entre cada peptídeo e a membrana, mostrando que existe uma maior estabilização nas interações dos peptídeos análogos com as membranas bacterianas em comparação com a Stig. Parâmetros estruturais, como a fluidez da membrana e a área por lipídio, também foram avaliados. Os peptídeos análogos provocaram maior desordem na cauda lipídica das membranas bacterianas do que a Stig, caracterizando o maior efeito de perturbação causado pelos análogos. As membranas bacterianas sofreram um leve aumento em sua área superficial, o que se deu pela interação superficial e acoplamento na superfície da membrana por parte dos peptídeos. Por fim, das simulações para os sistemas concentrados (7 peptídeos) observou-se a formação de agregados, e consequentemente, uma maior perturbação local nas membranas, com drásticas reduções nas espessuras das mesmas na região de interação. O presente trabalho corrobora os resultados experimentais e sugere que o mecanismo de ação desses peptídeos deve ser investigado por simulações mais longas, em concentrações que propiciem a formação de agregados. 

Ao longo dos anos tem-se registrado aumentos significativos na produção e consumo mundial da cafeína, essa popularidade ocorre pelos seus efeitos fisiológicos importantes, porém, o uso desregrado e em dosagens inadequadas podem ocasionar problemas graves a curto e longo prazo. Levando um grande interesse e preocupação da comunidade cientifica em estudar e propor novas formas eficazes de monitorar a dosagem utilizadas para a produção de produtos que contenham cafeína. As técnicas eletroquímicas sugerem uma nova e eficiente maneira de detectar a cafeína de forma rápida. Utilizando-se de uma instrumentação simples, que proporcionam uma eficiente sensibilidade de detecção para o composto de interesse. O presente trabalho irá abordar a utilização de um novo eletrodo de nanoparedes de carbono dopado com boro (B: CNW) para a detecção de cafeína. Estudos eletroquímicos foram realizados em amostras sintéticas e reais, os resultados evidenciaram que o novo eletrodo apresentou um sinal anódico para a cafeína na faixa de 1,35 V, a análise dos resíduos da regressão comprovou que existe uma resposta linear, obtendo-se um limite de detecção de 7,97 x 10^-5 M. O eletrodo foi capaz de quantificar com eficiência baixas concentrações de cafeína presentes em amostras reais de produtos comerciais. Os resultados e estudos prévios realizados até o momento, demonstram o potencial deste eletrodo modificado para futuras aplicações em sensores alimentícios, porém sendo necessário um estudo mais aprofundado e aperfeiçoamento nos parâmetros experimentais para sua utilização como sensor químico e biológico.

Esta dissertação objetiva demonstrar aplicações de algoritmos supervisionados e exploratórios de classificação em dados químicos, mostrando o potencial desta combinação. Para isto, estão dispostos três artigos de pesquisa. Inicialmente, são abordadas duas aplicações baseadas na espectroscopia de infravermelho e classificação supervisionada. Por último, é proposta uma ferramenta computacional baseada em análise exploratória como uma inovação tecnológica para análise de dados. O primeiro artigo consiste na aplicação de ferramentas quimiométricas como um método alternativo de rastreamento do câncer de mama, visando uma detecção rápida, de baixo custo, pouco invasivo e estatisticamente confiável quando comparada ao método da mamografia, hoje estabelecido como método padrão para rastreamento e detecção. O segundo artigo demonstra a aplicação de métodos espectroscópicos e supervisionados de classificação em pacientes infectadas com HIV, visando sua rápida detecção através do plasma sanguineo com baixo custo operacional. No terceiro artigo, é apresentada uma interface gráfica de usuário (GUI) construída como uma ferramenta amigável, iterativa, de cunho educacional e científico com forte apelo visual. Esta interface utiliza-se de diversos métodos de agrupamento, baseado na análise hierárquica de grupos (HCA), assim como análise de componentes principais (PCA) para estudo exploratório de dados, com foco em dados espectroscópicos de primeira ordem. Além disso, a interface pode ser utilizada para processamento de dados e estimativa de classes, apresentando-se como potencial ferramenta para análise de dados químicos multivariados. Os resultados aqui apresentados são úteis e inovadores, servindo como aporte teórico e prático para futuras aplicações quimiométricas.

A quitosana é um polissacarídeo de origem natural derivado da quitina. Possui propriedades biocompatíveis, antibacteriana, biodegradável, baixa toxicidade e excelente capacidade de formação de filme. Portanto, materiais ou revestimentos compósitos à base de quitosana podem ser aplicados em diferentes setores tecnológicos e industriais como, por exemplo, na indústria alimentícia, de cosméticos, têxtil, em biomedicina e na agricultura. Devido às suas propriedades mecânicas e de resistência à corrosão, os metais tungstênio e molibdênio e seus compostos podem ser utilizados para produção de materiais com propriedades superiores para aplicações em ambientes de extrema exigência operacional. Dessa forma, baseando-se nas propriedades intrínsecas da quitosana e dos metais tungstênio e molibdênio, dois novos revestimentos compósitos de quitosana-tungstênio (Quit-W) e quitosana-molibdênio (Quit-Mo), obtidos pelo processo de deposição eletroforética, foram caracterizados neste trabalho com o objetivo de avaliar sua possível aplicação para proteção de estruturas metálicas contra corrosão em meio contendo íons cloreto (NaCl). Os resultados de morfologia (MEV), composição química (EDX), cristalografia (DRX) e espectroscopia na região do infravermelho (IV-TF) confirmaram a deposição dos revestimentos compósitos constituídos de um filme na escala micrométrica, impregnado com nanopartículas dos metais (tungstênio ou molibdênio) distribuídas de forma homogênea na matriz de quitosana. Os resultados de resistência à corrosão, obtidos por polarização potenciodinâmica (PP) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) mostraram que os revestimentos compósitos melhoraram a resistência à corrosão do aço 1020 exposto em meio corrosivo de NaCl (3,5 %). O revestimento compósito de Quit-W obtido nas condições operacionais de 10 V, pH 5,5 e 10 minutos de deposição apresentou uma densidade de corrente de corrosão (i_coor) de 4,0 ± 0,2 µA/cm²; já o revestimento compósito de Quit-Mo obtido nas condições de 5 V, pH 5,5 e 10 minutos de deposição (suspensão 1: 0,5 g/L de quitosana e 1 mmol/L de molibdato do sódio) apresentou um i_coor de 1,4 ± 0,3 µA/cm² sendo, dessa forma, os revestimentos mais resistentes à corrosão para cada sistema avaliado. Portanto, os resultados aqui apresentados comprovam a obtenção de uma nova classe de materiais compósitos à base de quitosana com potencial aplicação para proteção de estruturas metálicas contra corrosão.

Complexos polieletróliticos (PEC) baseados em poli(epicloridrina-co-dimetilamina) (EPI-DMA) e poli(ácido 4-estireno-sulfônico-co-ácido maleico) (PSSMA) para encapsulamento de polifosfatos foram preparados pela primeira vez na literatura. O PEC foi desenvolvido com o intuito de aumentar a durabilidade do tratamento de prevenção a incrustações em poços de petróleo. O hexametafosfato de sódio (SHMP) foi utilizado como polifosfato modelo neste trabalho e avaliado como inibidor de incrustação de carbonato de cálcio. A relação entre o pH e a formação de CaCO₃ foi avaliada por testes estáticos, precipitação dinâmica em capilar e imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Em pH 6,5, excelentes resultados foram encontrados com completa inibição da deposição de CaCO₃ no capilar com apenas 2,5 mg L^-1 de SHMP e uma estrutura deformada dos cristais de CaCO₃ pelas imagens de MEV foi observada. Por sua vez, em pH 7,5 e acima, o SHMP apresentou uma diminuição significativa na eficiência de inibição de incrustação mesmo em concentrações elevadas. Esses resultados foram atribuídos à cinética de precipitação do CaCO₃ nas condições drásticas avaliadas. Para otimizar as formulações do PEC, foi aplicado um planejamento fatorial 2³. As suspensões PEC resultantes foram caracterizadas por espalhamento dinâmico de luz (DLS), potencial zeta e eficiência de encapsulamento (EE) do SHMP. Os melhores resultados foram encontrados pela formulação usando 1% (m/m) de EPI-DMA, 0,1% de PSSMA e adição de SHMP antes do PSSMA. Esta formulação otimizada foi aplicada em condições reais de poço de petróleo e mostrou boa estabilidade a 25°C e redução de estabilidade com o aumento da temperatura. O PEC mostrou excelente eficiência de inibição de incrustação de carbonato de cálcio com mínima concentração efetiva (MCE) de 2,0 mg L^-1, utilizando a mesma concentração de SHMP a 100°C e 1000 psi. A suspensão de PEC também apresentou desempenho excepcional na avaliação da interação com arenito, melhorando não só a adsorção do material nos grãos da rocha, mas também a durabilidade do tratamento em 100%.

Nanopartículas de TiO2 dispersas em carbono CMK-3 mesoporoso ordenado usando diferentes teores de Ti foram sintetizadas com sucesso e sua atividade na degradação fotocatalítica do ibuprofeno foi apresentada. 

Os fotocatalisadores foram caracterizados por difração de raios X (DRX), isotermas de adsorção-dessorção de nitrogênio, refletância difusa, espectroscopia Raman, espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS),

 microscopia eletrônica de varredura (SEM-FEG) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM). 

Também foi apresentado um estudo teórico-computacional simples por meio do cálculo da energia de ponto único.

 Os difratogramas, os espectros Raman e XPS confirmaram a formação da fase anatase e carbono grafítico. 

O resultado de DRX a baixo ângulo, as isotermas a partir da fisissorção de N2 e as imagens TEM indicaram que o suporte CMK-3 não sofre uma mudança significativa na estrutura mesoporosa após a inserção de TiO2.

A razão entre as bandas ID/IG, observada nos espectros Raman, não variou significativamente com o aumento do teor de titânio, o que mostra que a cristalinidade do suporte CMK-3 foi praticamente inalterada com a adição de Ti.

 Os tamanhos dos cristais de anatase variaram entre 8 e 15 nm e as áreas específicas variaram de 348 a 586 m2.g-1, dependendo do teor de TiO2. 

O cálculo de energia de ponto único confirmou a energia mais baixa para estabilizar o óxido de titânio e o composto de carbono para a amostra contendo 1% de Ti em comparação com os sólidos compostos por 8 e 18% de TiO2.

 O fotocatalisador 1%TiO2/CMK-3 exibiu o melhor desempenho fotocatalítico, atingindo 100% de degradação em apenas 5 min.

 Os resultados da demanda química de oxigênio e do carbono orgânico total confirmaram a mineralização do ibuprofeno a CO2 e H2O.

 O mecanismo de degradação e mineralização do ibuprofeno segue uma sequência de reações radicalares que ocorrem em solução e na superfície sólida, podendo levar à formação de intermediários antes de sua mineralização.

Na busca por novas alternativas para o tratamento de compostos orgânicos voláteis (COVs) e gases com odor desagradável, neste trabalho foi estudada a remoção de poluentes gasosos usando dispositivos absorventes assistidos eletroquimicamente. Para isso, uma coluna empacotada ou um injetor Venturi foi integrado a uma célula eletroquímica (com ânodos de diamante dopados com boro (DDB) suportados em substratos de Tântalo e/ou Silício) e a eficiência de remoção de tolueno e percloroetileno (PCE) foi estudada, com e sem o efeito mediador do par Co(II)/Co(III) em solução. Nos primeiros resultados, obteve-se que a formação de Co(III) no ânodo de Ta/DDB foi significativamente superior em relação ao ânodo Si/DDB, o que foi posteriormente corroborado com o tratamento de fluxos gasosos contaminados com PCE, onde novamente o ânodo de Ta/DDB foi mais eficiente tanto na produção de espécies de Co(III) quanto na degradação do poluente, e a velocidade de degradação aumentou na presença de cobalto, principalmente quando realizada eletrólise prévia para acúmulo de oxidantes. Comparando os dispositivos absorventes, obteve-se que a remoção do PCE foi mais eficiente com o uso do injetor Venturi, tanto nos experimentos de absorção quanto nos de eletroabsorção. Por sua vez, a remoção de tolueno por eletroabsorção mediada rendeu as melhores eficiências, especialmente em altas densidades de corrente; entretanto, também foi sugerida uma importante participação do par sulfato/persulfato em experimentos de eletroabsorção, com apenas meio ácido como eletrólito suporte. Com a coluna empacotada, o sistema apresentou melhor desempenho para a degradação eletroquímica do tolueno, enquanto o injetor Venturi reportou as melhores eficiências para a retenção do contaminante no eletrólito/absorvente. Os resultados obtidos são interessantes porque, em geral, ambos os sistemas de eletroabsorção permitiram a remoção eficiente dos poluentes tratados. O substrato no ânodo de DDB parece ter um efeito determinante na eficiência dos tratamentos eletroquímicos mediados, aspecto que tem sido pouco investigado e, portanto, oferece uma nova linha de estudo. Por fim, o efeito mediador do par Co(II)/Co(III) foi significativo no tratamento do PCE com pré-eletrólise e na oxidação do tolueno com a maior densidade de corrente, em ambos os casos utilizando ânodos de Si/DDB, o que destaca a relevância dos mecanismos de eletro-oxidação mediada. Os resultados obtidos com as maiores quantidades de Co(III) geradas no ânodo de Ta/DDB, propõem que a promoção de oxidantes nem sempre é positiva do ponto de vista de seu acúmulo no eletrólito; o ânodo de Ta/DDB parece promover quantidades suficientes de radicais hidroxila, tornando desnecessária a presença do metal.

A alta potencialidade demonstrada até agora por esta tecnologia integrada e a necessidade de desenvolver novos processos de tratamento de gases para aplicações reais, sugerem que tecnologia de eletro-depuração pode, a longo prazo, ter importantes aplicações industriais no tratamento de numerosos contaminantes gasosos.

enrijecido, é extremamente importante que o cimento seja duradouro, fornecendo um maior “tempo de vida” ao poço. Para isso, 3 (três) características são primordiais à pasta de cimento: porosidade, permeabilidade e resistência à compressão. Nanocristais de celulose (NCC) vêm sendo amplamente aplicados como material de reforço em matrizes de cimento e poliméricas devido a propriedades únicas como: elevada cristalinidade e superfície de contato, elevado módulo de Young, alta resistência à tração e baixo coeficiente de expansão térmica. Por esta razão, o objetivo desta pesquisa foi de avaliar a influência da adição de diferentes concentrações de nanocristais de celulose (0 a 0,3%) na resistência mecânica das pastas (resistência à compressão), porosidade e permeabilidade. Os nanocristais foram obtidos a partir de um resíduo de fibra de algodão oriundo do processo de lixamento, cedido pela indústria VICUNHA TÊXTIL®, Natal – RN.  A obtenção foi feita por hidrólise ácida (H2SO4  65% m/m), sob agitação constante, durante 60min a 45ºC.  A hidrólise foi interrompida em banho de gelo. A suspensão resultante foi submetida a 4 (quatro) ciclos de centrifugação de

15min a 11000rpm e 20ºC e em seguida, submetida ao processo de diálise até atingir pH próximo a 5-6. A estabilidade da suspensão de nanocristais resultante foi aferida pelo potencial zeta, além disso a caracterização dos NCC foi feita por microscopia eletrônica de transmissão (MET), TGA, FTIR e DRX. As pastas foram formuladas baseando-se nas normas estabelecidas pela API (American Petroleum Institute), com volume de 600cm3 de pasta e densidade 15lb/gal. Foram avaliadas as concentrações de 0; 0,05; 0,1; 0,15; 0,2 e 0,3% de NCC na resistência à compressão, porosidade e permeabilidade dos corpos de prova. Os resultados mostram que a suspensão de nanocristais resultante estava bem dispersa, com nanocristais em forma de agulha (nanowhiskers) com diâmetro e comprimento de aproximadamente 17 e 175nm respectivamente. Os ensaios mecânicos apontam um rápido ganho de resistência à compressão (após 24 horas de cura), com ganho de 45% de resistência para a formulação, contendo 0,2% de NCC. Mesmo após 28 dias de cura, as pastas reforçadas com NCC ainda apresentam melhores resultados quando comparadas com a padrão, com ganho superior a 30%, também para a formulação 0,2%. Os ensaios de porosidade e permeabilidade mostram que mesmo as pastas padrão (sem adição de NCC), apresentam baixa permeabilidade.  Ainda assim, a adição dos nanocristais reduziu em aproximadamente 27% a porosidade e 25% da permeabilidade das pastas após adição de quaisquer concentrações de NCC.   Os resultados idicam que há um grande potencial no uso de NCC para o aprimoramento da resistência mecânica do cimento destinado a cimentação de poços, bem como redução de sua porosidade e permeabilidade, possibilitando assim uma vedação mais eficaz do espaço anular, impedindo a migração de gás pela bainha de cimento e, consequentemente, melhorando integridade do poço.

A aplicação de tecnologias eletroquímicas na remediação de águas residuais vem sido bastante estudada devido aos resultados promissores alcançados. Estas tecnologias baseiam-se principalmente na geração de espécies com alto poder de oxidação, que por sua vez são responsáveis pela degradação e mineralização de compostos orgânicos. Neste trabalho, estudou-se a aplicação de algumas dessas metodologias no tratamento de águas contaminadas sinteticamente, além da utilização de tecnolgias eletroanalíticas na detecção e quantificação desses compostos. Os resultados alcançados são apresentados em dois capítulos distintos. No primeiro capítulo, a peroxi-coagulação (PC) foi utllizada no tratamente de um efluente sintético do alaranjado de metila (MO), um corante azo, estudando os efeitos de diferentes parâmetros incluindo pH inicial, densidade de corrente (j), concentração inicial de corante e eletrólito suporte. Além disso, o desempenho da PC foi comparado a outros processos eletroquímicos avançados, em condições experimentais semelhantes. Os resultados indicam que o decaimento cinético do MO aumenta na seguinte ordem: eletrocoagulação (EC) < oxidação eletroquímica (EO) com H2O2 eletrogerado < PC < eletro-Fenton (EF). Este comportamento é atribuído ao caráter altamente oxidante dos radicais ●OH homogêneos gerados pelos processos EF e PC. O consumo energético foi de cerca de 0,06 kWh gCOD-1, 0,09 kWh gCOD-1, 0,7 kWh gCOD-1 e 0,1 kWh gCOD-1 foram alcançados para PC, EF, EO-H₂O₂ e EC, respectivamente. A PC surge assim como uma alternativa promissora e competitiva para a descontaminação de águas residuais. No segundo capítulo, a detecção, quantificação da p-benzoquinona (BQ) foi realizada pela técnica de voltametria de pulso diferencial (DPV) com sensor de filme de diamante, além da degradação da BQ por oxidação anódica. Uma série de experimentos de oxidação eletroquímica galvanostática com 130 mL de solução BQ foi realizado a fim de compreender o efeito da densidade de corrente, da concentração do poluente e do pH inicial utilizando diferentes eletrólitos com condutividade semelhante. As condições operacionais ideais foram alcançadas em 33,3 mA cm^-2, 100 mg L^-1 de BQ em pH 5,0 com Na₂SO₄ 50 mM. Além disso, a evolução dos ácidos carboxílicos de cadeia curta desse teste foi acompanhada ao longo do tempo para sugerir uma possível rota de degradação. Demonstrando a eficiência da tecnologia eletroquímica na degradação e avaliação do tratamento.

A perfuração em águas ultra-profundas apresenta uma série de dificuldades e especificidades, relacionadas à profundidade do poço, lâmina d’água, elevadas pressões e formações salinas encontradas nas bacias do pré-sal. Além disso, ainda há a necessidade de utilização de fluidos que se adequem às legislações ambientais para limpeza e descarte de cascalhos no mar. Diante dessas exigências, os fluidos de emulsão inversa, de salmoura em olefina, são promissores e têm sido extensivamente utilizados para essa aplicação. Esses fluidos precisam manter suas propriedades reológicas ao longo de toda perfuração, considerando ainda a variação de temperatura, de modo a minimizar a formação de hidratos, interação com zonas argilosas, interação com zonas
salinas e danos à formação. A hipótese desta tese é que a substituição da salmoura pela glicerina pode promover manutenção das propriedades reológicas, assim como mitigar a interação com zonas argilosas e salinas, não potencializar a formação de hidratos e dar destino a um resíduo da produção do biodiesel.
Para tal, no estudo preliminar, foram estudadas as características físico-químicas da fase dispersa e do meio contínuo para aplicação em um sistema emulsionado de glicerina em olefina. Diante das características iniciais, o sistema emulsionado foi aplicado como fluido de perfuração, utilizando os aditivos comerciais e comparando as respostas reológicas variando a temperatura. A interação com zonas salinas e argilosas foi investigada através da avaliação da interação da fase dispersa e do meio contínuo empregando plugs de argila e sal. Dentre os principais resultados, a glicerina obtida como subproduto do biodiesel foi compatível com os aditivos comerciais utilizados em fluidos de perfuração base salmoura em olefina, demonstrando viabilidade de aplicação
imediata em fluidos de perfuração, diante da manutenção das propriedades reológicas, diminuição do volume de filtrado e menor reatividade frente a zonas salinas e zonas argilosas. Desse modo, a tese apresentou uma nova composição de fluido de perfuração em águas ultra-profundas, com potencial para minimizar danos à formação rochosa, através da utilização de um resíduo da indústria de produção do biodiesel, sem necessidade de tratamentos prévios.

A oxidação de contaminantes orgânicos via radicais sulfato eletrogerados com eletrodo de diamante dopado com boro é uma técnica eletroquímica eficiente que vem ganhando cada vez mais espaço e aplicações no campo da pesquisa. O presente trabalho consiste na utilização de eletrodos BDD, de diferentes tamanhos e propriedades, para a produção de persulfato durante a eletrossíntese. Uma das etapas da pesquisa foi a análise do persulfato, antes de sua aplicação em compostos orgânicos, com o objetivo de estudar a meia-vida do oxidante e seu potencial de armazenamento / armazenamento, sob diferentes condições, e com isso definir em quantos dias o o persulfato mantém a capacidade de oxidar compostos orgânicos selecionados. Os compostos escolhidos foram a laranja de metila e a pquinona, aos quais foram adicionadas as soluções de persulfato eletrogeradas armazenadas. A degradação desses compostos foi acompanhada pelo uso de um sensor BDD durante a eletroanálise.

Géis de poliacrilamida e magnetita são utilizados para várias aplicações devido suas propriedades magnéticas. A magnetita apresenta algumas vantagens como baixo custo de produção e baixa toxicidade. Sua obtenção em escala nanométrica proporciona seu uso em aplicações biomédicas e tecnológicas como hipertermia, liberação de fármacos, tratamento de efluentes, separação magnética e abrasivos, entretanto, a dificuldade de aplicar essas nanopartículas é sua instabilidade termodinâmica relativa ao aumento de energia oriunda da sua relação área e volume e que tem tendência natural de agregar e crescer, perdendo assim suas propriedades. Em virtude disso, neste trabalho foram utilizados géis de poliacrilamida com concentrações para revestir e inibir a agregação das partículas de magnetita e ao mesmo tempo obtê-las em escala nanométrica. A formação de nanopartículas de magnetita e suas propriedades foram investigadas por espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (IRTF), difração de raios X (DRX), magnetômetro de amostra vibrante (MAV), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e reologia. Os géis mostram no IRTF que o principal grupo funcional da poliacrilamida (PAM) - (amida I e amida II) - apareceu nas três amostras de géis sintetizados com magnetita. Através da técnica de refinamento estrutural pelo método de Rietveld, foi observado um tamanho médio de diâmetros variando de 12 a 16,3 nm. Micrografias MEV mostram que os géis possuem morfologia rugosa sem a presença da magnetita e esféricas após sua formação. As medidas de reologia mostraram que a viscosidade está diminuindo com a taxa de cisalhamento e tem um comportamento de um fluído não newtoniano. Medidas magnéticas mostram que a magnetização de saturação diminui com a porcentagem de poliacrilamida e mostra evidências de um comportamento superparamagnético. Através dos resultados obtidos foi possível observar que através do aumento da concentração e da viscosidade da poliacrilamida obtemos menores tamanhos de partículas de magnetita na sua rede polimérica, por isto, o método utilizado neste trabalho pode ser considerado uma alternativa promissora e de baixo custo para a produção de géis poliacrilamida com partículas de magnetita em escala nanométrica. 

Existe um grande consumo de zeólitas sintéticas no mundo e a zeólita A tem sido a mais utilizada devido à sua versatilidade, sendo empregada como adsorvente, aditivo de detergente, de ração animal e na agricultura. No entanto, sua rota de síntese hidrotérmica não atende aos critérios de sustentabilidade e redução de resíduos. Desta forma, amostras de zeólita do tipo A foram sintetizadas a partir de um planejamento experimental, visando otimizar o processo de síntese e, avaliar o efeito do tempo de cristalização e das razões molares NaOH/SiO 2 e H 2 O/SiO 2 . Adicionalmente, também foi estudada a reutilização da água-mãe alcalina separada durante a filtração. Uma quantidade significativa de resíduo de água-mãe é gerada na preparação de materiais zeolíticos. A reutilização é proposta como a melhor solução para lidar com esses resíduos químicos. Como resultado, foi possível otimizar o processo de síntese para obtenção de cristais de zeólita A, com morfologia e cristalinidade adequados, em 79 min e com redução de 50% do teor de hidróxido de sódio e de água no gel de síntese. Cristais de zeólita A com elevado grau de cristalinidade também puderam ser obtidos em 1h a 100 °C reutilizando a água-mãe. Os materiais foram caracterizados por difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura.

Esferas híbridas são comprovadamente um método eficiente na síntese da liga Fe-Co. O precursor orgânico à base de carboximetilcelulose (CMC) foi adicionado gota a gota a uma solução contendo Fe³⁺ e Co²⁺, levando à formação das esferas híbridas a partir da complexação dos cátions metálicos com os radicais presentes no biopolímero (processo de reticulação). As esferas híbridas foram calcinadas em atmosfera de ar, levando à formação de óxido à base de Fe e Co. Logo após, foi reduzido com fluxo de H₂ para formar a liga FeCo. A liga foi aplicada na reação de desidrogenação do etilbenzeno na produção de estireno (produto de alto valor agregado). Para caracterizar os materiais obtidos, foram utilizadas espectroscopia no infravermelho (FTIR), difração de raios X (DRX), análise termogravimétrica (TG), magnetometria e cromatografia gasosa (GC). O FTIR confirma o mecanismo de complexação entre íons metálicos e CMC e a oxidação completa do biopolímero após a calcinação. Os difratogramas demonstram a formação da liga FeCo após a redução sob atmosfera de H₂. A TG indica a temperatura mínima na qual a liga é oxidada, confirmando a resistência química da liga de FeCo contra a atmosfera oxidante. As curvas de histerese magnética confirmam a natureza ferromagnética da liga de FeCo. A reação de desidrogenação do etilbenzeno foi seletiva para a formação de estireno na presença da liga FeCo, confirmando as interessantes propriedades dos catalisadores à base de ferro para reações de desidrogenação.

A síntese eletro-orgânica está passando por um renascimento devido às tremendas contribuições de vários materiais eletrocatalíticos, bem como ao uso da corrente elétrica como um reagente barato e adequado para conduzir as transformações eletrossintéticas, evitando o uso de agentes oxidantes ou redutores. Consequentemente, a eletrossíntese tem um impacto significativo devido a suas vantagens como versatilidade, compatibilidade ambiental (possibilidade de recuperar e reciclar substratos não convertidos), automação (ligar ou desligar corrente elétrica), segurança inerente e potencial custo-benefício, entre outros. Neste contexto, o mecanismo de síntese eletroquímica, depende da natureza do material eletródico utilizado, ou seja, as espécies formadas dependem do ânodo ou cátodo usado. Os eletrodos diamante dopado com boro (BDD), pertence à classe de ânodos inativos que levam a combustão da matéria orgânica, produzindo poucos intermediários e baixa seletividade na reação. Entretanto, os ânodos dimensionalmente estáveis (DSA) pertencem a classe de ânodos ativos que são caraterizados em produzirem diversos intermediários e ter reações seletivas. Portanto, neste trabalho, avaliou-se o desempenho do BDD e o DSA (Ti/RuO2IrO2TiO2) na eletro-oxidação do liquido da castanha de caju (LCC), para favorecer sua conversão em produtos de alto valor agregado, como ácidos carboxílicos. A evolução de cinco ácidos carboxílicos foi acompanhada ao longo do tempo para três diferentes densidades de corrente, usando 0,10% e 0,01% de LCC em NaOH 1,00 mol L-1 para o BDD e DSA respectivamente. A 70 mA cm-2, o aumento mais notório nas concentrações de ácidos orgânicos ocorreu durante as duas últimas horas, alcançando conversões eletroquímicas de 4,1 e 7,8 % para os ácidos acético e oxálico, respectivamente para o ânodo de BDD, já no DSA a conversão foi mais seletiva, produzindo somente ácido acético com rendimento de 11,7% em 30 minutos de eletrólise.

Materiais alternativos à cimento Portland vem sendo extensivamente estudados recentemente para aplicação em operações de tampão e abandono em poços. Dentre esses materiais, as resinas termofixas tem se destacado por suas propriedades reológicas e mecânicas, sendo compatíveis com aplicação em poços de petróleo. Foram avaliados sistemas de resina contendo PET reaproveitado em sua composição, bem como a influência da montmorilonita e dolomita. As composições das resinas foram caracterizadas por infravermelho, com bandas características de monômeros de poliéster e estireno identificadas em todos os sistemas, mesmo com a adição do agente tixotrópico e do filler mineral. Foram realizados testes de resistência à compressão (RC), reologia e estabilidade sob sedimentação. A resina de poliéster pura apresentou um valor de RC acima de 90 MPa para todos os tempos de cura. Este resultado é 12 vezes superior ao mínimo exigido para operações de abandono (7 MPa). Todos os sistemas apresentaram comportamento newtoniano e a adição de 5% de dolomita diminuiu a viscosidade aparente. Os sistemas ótimos foram formulados com 0,1 montmorilonita e 5% de dolomita. Com base nos resultados apresentados, a resina de poliéster mostrou-se promissora para aplicação em operações de obstrução e abandono de poços de petróleo

Na eletroquímica ambiental existe um foco centrado na descontaminação de efluentes usando técnicas e materiais catalíticos que promovam a oxidação/mineralização da matéria orgânica presente no efluente. A eletroquímica aplicada a este contexto é um tratamento que se enquadra na química verde, pois evita o uso de reagentes agressivos ao meio ambiente. A complexidade química que envolve a oxidação das moléculas poluentes é estudada, na literatura, passo a passo na intenção de entender e melhorar os processos a nível molecular. Com o objetivo de entender melhor a nível molecular estes processos reacionais, estudos computacionais aplicados com colaborações das áreas de eletroquímica ambiental e química teórica para contribuir com literatura. De uso dos resultados das técnicas eletroanalíticas: voltametrias cíclicas (VC) e de pulso diferenciado (VPD), foram aplicadas no sistema com cafeína, eletrólito suporte de H2SO4 e ânodo de diamante dopado com boro (BDD). O perfil eletroanalítico apresentado para este sistema resultou em um pico oxidativo que caracteriza a oxidação da cafeína como uma oxidação direta, ou seja, um pico que ocorre antes do potencial de descarga da água, indicando que a oxidação da cafeína ocorre diretamente na superfície do BDD. A partir das informações fornecidas pelas medições experimentais de VC e VDP, um cluster da superfície do BDD foi construído computacionalmente para verificar as interações da cafeína com o eletrodo, obtendo parâmetros energéticos e pontos de interações pelos cálculos da Teoria do Funcional da Densidade (DFT), Teoria Quântica de Átomos em Moléculas (QTAIM) e da Função de Localização Eletrônica (ELF). De acordo com os resultados da análise energética, obtidos a partir do DFT, as geometrias mais e menos estáveis foram determinadas por energia de interação (IE). Os dados topológicos das geometrias de interações foram obtidos usando QTAIM e ELF para verificar as influências que ocorreram durante a interação e correlacioná-las à IE. Em um outro sistema que trata de oxidação anódica como um cenário mais ativo
usando o BDD para mineralizar poluente, o Eriocromo Black T (EBT) em solução na presença de cátions Mg2+ e Ca2+. Eletro-oxidação feita em batelada e monitorando a descontaminação por meio de Demanda Química de Oxigênio (DQO) e Espectroscopia Ultravioleta e Visível (UV-VIS), o comportamento observado foi o inverso do relatado na literatura quando o tratamento utilizado foi eletro-fenton. Neste cenário, uso do DFT para obter as estruturas dos complexos formados entre EBT e os cátions, e posteriormente cálculos de QTAIM aplicados aos complexos, de maneira a analisar as ligações Metal-Ligante na estrutura dos complexos adultos formados. A densidade eletrônica nestas ligações revela a força dos complexos, de maneira que foi possível comparar a ordem de facilidade em sofrer a eletro-oxidação dentre os complexos formados, esta ordem de facilidade levou em consideração complexos com esfera de coordenação tri e hexavalente, para ambos os complexos de esferas de coordenação não houve alteração de resultados.

O desenvolvimento de sensores artificiais para detecção de analitos iônicos em solução tem atraído grande atenção para as áreas biológica e ambiental, dentre outras, em função da possibilidade de análises rápidas e de alta sensibilidade, através de procedimentos simples e de baixo custo. Esse trabalho dedicou-se à síntese, elucidação estrutural, e avaliação da capacidade de derivados de quinoxalina e quercetina na detecção de íons em solução aquosa. Em um primeiro trabalho, apresenta-se a síntese e caracterização espectroscópica de nove derivados de quinoxalina potencialmente aplicáveis como sensores para íons. Estes compostos foram obtidos por um procedimento do tipo one pot, com bons rendimentos (65-84%). A processo tem início com a oxidação do ácido L-ascórbico, seguido sua reação com dois equivalentes de o-fenilenodiamino para gerar o composto AAQX. Este último, por sua vez, é convertido nos produtos finais via formação de uma base de Schiff a partir da reação com aldeídos aromáticos. Dentre os nove compostos sintetizados, dois foram testados como quimiossensores. Foi verificado o produto final obtido a partir do benzaldeído se mostrou um quimiossensor cromogênico seletivo para o íon Cu²⁺ frente outros cátions em solução de metanol-água 4:1 v/v. Já um segundo composto, substituído por grupo nitro, apresentou resposta positiva na detecção de íons F^- em DMSO e DMSO-água. Os mecanismos de ação destes quimiossensores foram propostos com base em dados espectroscópicos e teóricos. O segundo trabalho relata uma proposta multidisciplinar para aulas de química com base na capacidade de um complexo formado por Al³⁺ e o produto natural quercetina (QCT) para detecção de ânions F^- em meio aquoso. A proposta se inicia com o fácil isolamento de Rutina a partir da raiz da planta Bredemeyera floribunda Willd, seguido de uma proposta sintética de hidrólise da substância isolada, obtendo-se a quercetina. Alternativamente, a rutina pode ser obtida comercialmente a preços bastantes módicos. A partir da quercetina obteve-se um complexo com Al³⁺ em uma estequiometria 2:1 (QCT:Al³⁺) que foi caracterizado e aplicado como quimiossensor para F^- por meio de testes colorimétricos, UV-visível e fluorescência. O caráter multidisciplinar desse projeto envolve as áreas de produtos naturais, síntese, química dos complexos e cálculos teóricos, sendo, portanto, capaz de fornecer estímulos relevantes para o estudante de química em seus cursos de formação. Por fim, está sendo proposto um artigo de revisão centrado em derivados quinoxalínicos como quimiossensores cromogênicos e fluorogênicos para detecção de cátions.

O presente estudo descreve a síntese de um novo tipo de nanocompósito à base de Fe₂SiO₄-Fe₇Co₃ dispersos no material mesoporoso SBA-15 visando aplicar na adsorção de corantes e na degradação fotocatalítica do azul de metileno (AM) seguido por separação magnética. Os parâmetros estudados foram: a temperatura de redução e quantidade de hidrogênio usados na síntese e como estes afetavam nas propriedades físico-químicas da mistura óxido-liga a base de ferro e cobalto, bem como na capacidade de adsorção e fotodegradação do azul de metileno. Os materiais preparados foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), espectroscopia Mössbauer (MS), espectroscopia de fotoelétrons de raios X (XPS), magnetometria de amostra vibrante (VSM), redução à temperatura programada (H₂-TPR), adsorção e dessorção de N₂ e Ar, microscopia eletrônica de Varredura (MEV-FEG) e Microscopia eletrônica de transmissão (TEM).  Os resultados de DRX, juntamente com os perfis de TPR confirmaram a formação dos nanocompósitos a base de Fe₂SiO₄-Fe₇Co₃ nas temperaturas entre 690 e 720 °C e nos fluxos entre 0,5 e 2% de H₂. O aumento da temperatura de redução e o aumento do teor de H₂ na mistura redutora propiciaram a formação de uma maior quantidade de liga em relação ao óxido segundo os dados obtidos pelo refinamento Rietveld. O DRX de baixo ângulo, as isotérmicas de N₂ e as imagens TEM mostram a formação do suporte mesoporoso a base da SBA-15 com uma elevada área específica de 640 m/g². Porém, a área especifica e a estrutura mesoporosa da sílica foi levemente alterada (para 420 m/g²) após inserção do Fe e Co devido ao preenchimento parcial dos mesoporos pelo compósito. Para as amostras contendo os metais dispersos na SBA-15 pode existir uma interconexão entre os mesoporos segundo o estudo da varredura dos loop de histerese provenientes das isotermas de N₂ e Ar acompanhado de modelos matemáticos. Os testes de adsorção confirmaram que o material reduzido a 700 °C usando 2% de H₂ apresentou a maior capacidade de adsorção para o corante azul de metileno 49 mg/g. Os nanocompósitos obtidos apresentam boa capacidade de adsorção para o corante AM e podem ser facilmente separados da dispersão final pela aplicação de um campo magnético externo após a adsorção. Os resultados da fotocatálise confirmaram que o suporte de sílica foi essencial para melhorar a atividade fotocatalítica das espécies de Fe e Co na degradação do corante AM, favorecendo a acessibilidade dos sítios ativos. A atração do corante pelo nanocompósito ocorre principalmente por interações do tipo π-π e a mistura das fases Fe₂SiO₄ e Fe₇Co₃ conduz a um efeito sinérgico o qual favorecem o processo de adsorção e a atividade fotocatalítica do azul de metileno comparado às mesmas fases isoladas. A degradação do AM ocorre através de uma sequência de reações que ocorre tanto na superfície do sólido quanto na solução aquosa.

A queima de combustíveis fósseis emite óxidos de enxofre (SO_x), que afetam negativamente a saúde humana e o meio ambiente, além de serem altamente indesejáveis pelas refinarias de petróleo. Pesquisadores têm buscado desenvolver métodos alternativos à tecnologia convencional, a hidrodessulfurização (HDS), que é um método caro e ineficaz para a remoção de moléculas pesadas de enxofre. Com isso, neste trabalho, as sílicas mesoporosas MCM-41 e SBA-15 foram sintetizadas e modificadas com cátions metálicos Ni²⁺ e Ag⁺ para aplicação em dessulfurização adsortiva de combustível diesel real. A MCM-41 foi obtida a partir de uma sílica verde (sílica amorfa MPI), proveniente de areia de praia, e sílica comercial. Os adsorventes puros (suportes) e modificados foram caracterizados pelas técnicas de difratometria de raios X (DRX), isotermas de adsorção-dessorção de N₂, microscopia eletrônica de varredura de alta resolução por emissão de campo (MEV-FEG), microscopia eletrônica de varredura por transmissão (MEVT, ou STEM, do inglês scanning transmission electron microscopy), microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (HRTEM, do inglês high-resolution transmission electron microscopy) e espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS, do inglês X-ray photoelectron spectroscopy). Essas técnicas foram importantes para a elucidação dos materiais do tipo MCM-41 e SBA-15. Os resultados das micrografias MEV-FEG e STEM acopladas à espectroscopia de raios X por energia dispersiva (EDX) evidenciaram uma dispersão uniforme de nanopartículas de Ag sobre os suportes. Estudo teórico, usando o método computacional DFT/ONIOM, e dados de XPS revelaram que a adsorção de compostos aromáticos de enxofre por AgMCM-41 é controlada pelas interações entre os átomos de enxofre e as espécies de prata. O melhor ajuste dos dados experimentais ao modelo cinético de pseudossegunda ordem e ao modelo de equilíbrio de Langmuir é um indicativo de que mecanismos de quimissorção, sobretudo complexação do tipo π, governam a remoção dos compostos sulfurados pelos adsorventes AgMCM-41 e AgSBA-15, nas condições estudadas, o que está em acordo com o estudo teórico e os resultados de XPS. As capacidades máximas adsortivas para o AgMCM-41 obtido de sílica sustentável e para o AgSBA-15 foram de 31,25 mg‧g^-1 e 20,30 mg‧g^-1, respectivamente. Os suportes puros e modificados com prata apresentaram uma taxa de regeneração satisfatória, após 5 etapas de reciclagem, utilizando uma solução de clorofórmio/hexano/acetona.

Compostos heterociclos nitrogenados vem se mostrando de extrema relevância para diversas áreas da ciência, sobretudo no desenvolvimento de novos materiais de interesse tecnológicos, assim como agentes terapêuticos e outros compostos de interesse em processos biológicos. Com base nos conceitos da química verde, as reações multicomponente (MCR) em meio aquoso passaram a ocupar um papel de destaque na síntese orgânica. O presente trabalho relata a síntese de derivados heterocíclicos contendo o núcleo 3-estiril-1H-quinoxalina-2-ona (SQXO) com base em uma metodologia envolvendo MCR em meio aquoso. O sistema tricomponente envolve a reação de o-fenilenodiamina, piruvato de sódio e diferentes aldeídos aromáticos, em ácido acético aquoso (20%), e na presença de acetato de sódio. Ao total, foi sintetizada uma série de quatorze moléculas-alvo contendo a unidade SQXO, incluindo oito novos compostos, com rendimentos entre 65-92%, com tempos de reação entre 8-14 horas. Os produtos de reação foram caracterizados por ponto de fusão e espectroscopias de infravermelho e ressonância magnética nuclear (¹H e ¹³C). A reação foi proposta ocorrer via mecanismo envolvendo inicial condensação de o-fenilenodiamina e piruvato de sódio, produzindo 3-metil-1H-quinoxalina-2-ona, o qual sofre tautormerismo para sua forma enamínica e então reage com diferentes aldeídos via processo semelhando à condensação aldólica. É importante ressaltar que em todas as etapas do processo, apenas moléculas de água são liberadas para o meio. A presente abordagem sintética verde se torna especialmente atrativa por conta das aplicações dos derivados de SQXO em importantes áreas, tais como biológicas e de materiais.

A renovação de tecnologias provoca o aumento do lixo eletrônico no meio ambiente. A busca de métodos para o tratamento desses resíduos gera grandes discussões em âmbito nacional bem como internacional. As placas de circuito impresso provenientes de equipamentos obsoletos despertam grande interesse em pesquisas, visto que possuem diversos metais em sua composição, que podem ser recuperados. Entretanto, ainda são poucos os estudos que buscam reaproveitar o substrato oriundo da retirada dos metais. Materiais compósitos têm sido amplamente estudados por proporcionarem melhorias nas propriedades mecânicas, térmicas e fisioquímicas de materiais para determinadas aplicações. Neste trabalho foram desenvolvidos compósitos com resíduos de placa de circuito impresso, tendo como matriz o álcool polivinílico. Utilizou-se 5%, 10%, e 20%, em massa, de pó de placa para a produção dos compósitos, os quais foram submetidos à análise térmica (TG/DSC). As propriedades mecânicas (desgaste e coeficiente de atrito) foram determinadas por ensaio mecânico pino-disco. A topografia da superfície foi analisada por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Em seguida, as amostras foram submetidas ao teste de inflamabilidade a fim de avaliar o comportamento das mesmas perante a chama e caracterizadas por fluorescência de raios X e espectroscopia de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier. Baseado nos resultados do ensaio mecânico, constatou-se que não houve variação significativa no coeficiente de atrito e no desgaste dos materiais. Em relação à análise térmica, verificou-se a redução da estabilidade térmica e a produção de grande quantidade de resíduos com o aumento da porcentagem de carga. Esse crescimento é devido à presença de compostos de silício e metais presentes no pó das placas que qualificam os compósitos como retardantes de chama. No ensaio de inflamabilidade, foi possível observar que o aumento da massa de placa de pó provoca o aumento da resistência da propagação da chama nos compósitos, provocando pouquíssimos danos aos materiais.

A biomassa lignocelulósica é composta de celulose, hemicelulose e lignina fortemente ligadas entre si, e se destaca como uma matéria-prima altamente disponível e promissora para processos de conversão. A celulose tem sido amplamente estudada na literatura como fonte renovável para a produção de plataformas químicas, moléculas de suma importância para a indústria de biorrefinaria, capazes de serem convertidas nos mais diversos compostos químicos usados na sociedade atual. Entretanto, a separação eficiente da celulose ainda é desafiadora, devido a natureza recalcitrante da biomassa. Assim, este trabalho visa avaliar a eficiência do pré-tratamento combinado ácido/peróxido-alcalino (APA), da cavitação ultrassom (US) e da associação destes dois métodos (USA + PA) em diferentes condições, quanto ao aumento da acessibilidade da lignocelulose de biomassas residuais comuns do Nordeste brasileiro: bagaço de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum), sabugo de milho (Zea mays) e pseudocaule de palma forrageira gigante (Opuntia ficus-indica L. Mill.), bem como na mudança de cristalinidade das celuloses isoladas. Para isso, os resultados da deconvolução dos picos presentes nos difratogramas de raios X (DRX) foram comparados às bandas de absorção geradas pela análise de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) das amostras para avaliar a efetividade do tratamento APA em condições já encontradas na literatura e em uma nova metodologia com etapa ácida assistida por ultrassom. A avaliação do polimorfismo e dos parâmetros de cristalinidade mostrou que a cavitação possibilitou a produção de uma biomassa mais acessível em condições mais brandas de tratamento ácido (30 min, 90 °C) para a remoção da hemicelulose e com menor tempo (60 min) da etapa de deslignificação (peróxido-alcalino) para as amostras de bagaço de cana e pseudocaule de palma. A metodologia de deconvolução foi também aplicada às curvas termogravimétricas derivadas (DTG), permitindo a separação dos eventos de perda mássica, sobrepostos, e a determinação do conteúdo mássico das frações lignocelulósicas a partir da área das curvas associadas a cada evento, com precisão e exatidão comparáveis ao método padrão de caracterização para estas biomassas.

No campo de biologia molecular e biotecnologia, proteínas possuindo duas ou mais atividades combinadas, aliada a uma estabilidade estrutural apropriada, vem apresentando uma ampla aplicação. Foram produzidas, há alguns anos, três enzimas híbridas/quimeras por uma estratégia semi-racional de fusão de proteínas, resultando na inserção de uma proteína ligadora de xilose (Xylose Binding Protein - XBP) a uma xilanase GH11, cuja função é degradar a xilana, principal componente da parede celular de vegetais. As enzimas produzidas apresentaram como característica uma eficiência catalítica na degradação da xilana de duas a três vezes maior do que a xilanase isolada além de aumentarem ainda mais sua atividade em presença de xilose, substância que naturalmente inibiria a xilanase isolada. A ativação por xilose ocorre via mecanismo alostérico. Atualmente, técnicas de simulação tais como a dinâmica molecular (DM) são as mais capazes de trazer informações detalhadas em nível atômico a respeito do comportamento estrutural de proteínas, porém estão limitadas em geral à escala de nanossegundos e estão sujeitas ao risco de as estruturas estarem presas em mínimos de energia locais. Nessa dissertação foram tratadas formas de contornar essas limitações com o uso de uma técnica computacionalmente menos exigente, o CONCOORD, para o caso de proteínas quiméricas com efeito alostérico. Técnicas estatísticas mais robustas (Análise do Componente Principal e Análise do Modo Funcional) foram usadas para os conjuntos conformacionais gerados, a fim de trazer maior esclarecimento sobre os movimentos funcionais em tais proteínas. Além disso, uma caracterização estrutural detalhada das interfaces proteicas formadas entre os domínios enzimáticos foi realizada visto que tal interface exerce papel fundamental no efeito alostérico. A análise FMA indicou que a estabilidade da interface está bem relacionada com um movimento específico, a rotação dos domínios xilanase e XBP em sentidos contrários, que mostrou correlação razoável com a energia interfacial para as quimeras 209, 262 e 271. Foi identificada a presença de resíduos interfaciais intermitentes, em especial nas quimeras 209 e 262. Observou-se que a ocorrência de uma variação conformacional alta ao longo das simulações realizadas está associada a uma alteração da energia interfacial, principalmente para as quimeras 209 e 262, ou seja, quando a proteína sofre alguma transição conformacional considerável a energia interfacial responde, aumentando ou diminuindo, o que está de acordo com a existência de resíduos interfaciais intermitentes. A detecção de tais resíduos é de grande importância para entender o mecanismo estrutural de estabilização e alosterismo determinado pela posição de inserção da XBP na xilanase. Uma estratégia que será adotada em estudos futuros, em continuidade ao trabalho aqui apresentado, com o intuito de melhorar a estabilidade da interface protéica e, consequentemente, o efeito alostérico, será a inserção de pontes dissulfeto na interface priorizando os resíduos identificados na interface protéica. As enzimas híbridas mutantes produzidas in silico poderão ser testadas experimentalmente pelos grupos colaboradores.

O desenvolvimento de sistemas químicos para detecção de analitos específicos em solução tem atraído grande atenção devido a possibilidade de análises rápidas, de baixo custo, e de fácil implementação. Dentro deste contexto, destacam-se o uso de sistemas enzimáticos e nanoestruturados. O presente trabalho é dividido em duas partes principais. Inicialmente, foi proposto um novo método para determinação de ácido ascórbico (AA, vitamina C), baseado em seu efeito interferente na análise de glicose através do método enzimático colorimétrico. O princípio do método se baseia na inibição da formação do cromóforo quinonaimina, gerado via processos enzimáticos sequenciais, e cuja concentração no meio é diretamente proporcional à concentração de glicose. Pelo uso da espectroscopia UV-vis, foi obtida uma relação linear entre a diminuição da concentração do cromóforo em função do aumento da concentração de AA em solução. O método foi validado através da quantificação de AA em compridos efervescentes comerciais, com erros bastante satisfatórios, entre 0,01 e 1,25 %, e com limites de detecção e quantificação de 0,045 e 0,138 mg.L^-1, respectivamente. A segunda parte do presente trabalho consiste no desenvolvimento de nanopartículas de prata funcionalizadas pelo produto natural rutina (RU-AgNPs) para detecção de cátions Fe³⁺ em solução aquosa, em presença de AA. Na melhor condição experimental (AgNO₃, 0,2mM; AA, 0,1 mM; NaOH, 0,1 M e AA, 1mM), avaliada por UV-vis, foram obtidas RU-AgNPs pequenas, com tamanho médio de 4,1 nm, porém polidispersas, conforme verificadas por microscopia eletrônica de transmissão. Foi verificada que na presença de íons Fe³⁺, as RU-AgNPs passar a formar agregados, em uma única população de partículas com tamanho médio de 14.7 nM. Este efeito não foi verificado para outros cátions metálicos, incluindo Cu²⁺, Zn²⁺, Hg²⁺, Ni²⁺, Pb²⁺, Mg²⁺, Cr³⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Cu⁺ e Al³⁺. Apesar de Co²⁺ também mostrar efeito sobre as RU-AgNPs, o mesmo não é pronunciado o suficiente para influenciar na detecção seletiva de Fe³⁺. Mecanisticamente, a estabilização das nanopariculas pela ação da rutina ocorre via coordenação da porção 3-hidroxichromen-4-ona à superfície metálica, enquanto a detecção de ferro envolve coordenação do referido cátion com a porção catecol do produto natural, com uma estequiometria de pelo menos 1:2 metal-ligante. O papel do AA para detecção seletiva do metal pode estar associado tanto à prevenção de oxidação da rutina quanto à coordenação de outros cátions pelo ânion ascorbato. Por meio de espectroscopia UV-vis, foi obtida uma relação linear entre a concentração de Fe³⁺ (1-10 μM) e o decaimento da banda de ressonância de plasmon de superfície referente às RU-AgNPs (396 nm). Os limites de detecção e quantificação obtidos no método foram significantemente de 17 nmol L^-1 e 56 nmol L^-1, respectivamente.

Após exaustão de sua energia natural, os reservatórios retêm elevadas quantidades de hidrocarbonetos. A aplicação dos métodos de recuperação avançada de petróleo se dá como forma de se aumentar o fator de recuperação de óleo resultante do emprego dos métodos convencionais de recuperação, que são capazes de deslocar apenas cerca de 30% do óleo e isto se deve à elevada viscosidade do óleo e às elevadas tensões interfaciais existentes entre o fluido de injeção e o fluido a ser deslocado. Dentre os métodos de recuperação avançada, há os métodos térmicos, miscíveis e químicos. A aplicação dos métodos químicos se faz quando se deseja certa interação química entre os fluidos de injeção e o fluido a ser deslocado. Este trabalho tem como objetivo estudar sistemas microemulsionados (com e sem polímero em sua composição) para a recuperação avançada de petróleo, determinando os fenômenos de interface e viscosidade, e avaliando suas eficiências de recuperação. Para isso, tais sistemas foram caracterizados por medidas de tamanho de agregados, de viscosidade, de tensão superficial, de ângulo de contato e de recuperação de óleo. Os sistemas microemulsionados foram obtidos escolhendo-se pontos no diagrama pseudoternário, de seguinte composição: Ultranex Np 120 (tensoativo - T), butanol secundário (cotensoativo - C), heptano (fase oleosa - FO), água destilada (fase aquosa - FA) e o ácido poliacrílico (polímero), numa razão fixa de C/T = 1. Os sistemas escolhidos apresentam uma quantidade fixa de 5% m/m de FO, enquanto as quantidades de C/T e FA variam entre 35 e 60%. Já os sistemas com polímero em sua formulação foram obtidos com adição de 0,2% m/m do polímero. Uma comparação feita entre os resultados de tensão superficial e as medidas de viscosidade, mostrou que o deslocamento do óleo, para os sistemas sem polímero, se deve principalmente à ação interfacial, enquanto que, para os sistemas com polímero, a recuperação obtida se deve principalmente ao deslocamento mecânico. Além disso, todos os sistemas em estudo apresentaram resultados positivos para recuperação terciária, aumentando a molhabilidade do arenito, chegando a atingir 41% de recuperação do óleo original in place (%OOIP).

Este trabalho de pesquisa foi desenvolvido buscando a produção de tecnologias limpas e bioprodutos com perspectivas em aplicações industriais. Com esse objetivo diversos materiais e bioprodutos foram obtidos. A produção de sílica alternativa, (MP1), a partir da areia de praia, permitiu a obtenção de materiais mesoporosos, MCM-41, como sintetizados e modificados, para diversas finalidades, dentre estas aplicações em processos de adsorção de CO_2, devido a modificações com alcanolaminas, MEA e DEA além da impregnação com cátions metálicos, como Ni⁺²_, Zn⁺² e Ag⁺ que permitiram aplicações em processos de dessulfurização profunda em derivados de petróleo. A modificação química da MP1 com metais produziu catalisadores bimetálicos SKS, utilizados com sucesso na síntese de bioprodutos, como biodiesel e biolubrificantes.  Todos os produtos obtidos foram caracterizados através das técnicas: FTIR, TG/DTG, RMN, CG/MS, DRX, MEV- FEG, EDS, RANCIMAT, FRX, ICP-OES. Testes de reutilização do catalisador e estudos acerca da conversão, foram realizados, visando obter os melhores parâmetros de síntese. Os bioprodutos obtidos obedeceram às especificações da ANP 45/2014 para o biodiesel e ANP 669/2017 para os biolubrificantes. Buscando otimizar o uso dos bioprodutos obtidos, foram obtidos antioxidantes naturais a partir de extratos de Syzygium aromaticum e Punica granatum e testados efetivamente no biodiesel de algodão, para avaliação dos efeitos produzidos na estabilidade oxidativa do biocombustível.

Os polímeros de coordenação (CP) são uma nova classe de materiais híbridos consistindo de espécies ou clusters metálicos conectados por ligantes orgânicos e formando estruturas ao longo de uma, duas ou três dimensões. Neste trabalho de pesquisa é proposto o uso de CPs e seus óxidos derivados na descolorização de águas contaminadas com corantes orgânicos. Três polímeros de coordenação de Cu²⁺ foram preparados através de um método eletroquímico usando os seguintes ligantes: 1,3-H₂BDC, 1,4-H₂BDC e 5-NH₂-H₂BDC. As amostras obtidas foram calcinadas em ar a 923 K produzindo CuO poroso. A síntese de Ca-MOFs foi realizada utilizando um método sonoquímico. Os principais parâmetros sintéticos foram estudados e o planejamento fatorial foi empregado para reduzir o número total de amostras produzidas. Todas as amostras preparadas foram caracterizadas por Difração de Raios-X em pó (PXRD), Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier com Refletância Total Atenuada (ATR-FTIR), Análise Térmica (TGA-DTA) e Microscopia Eletrônica de Varredura (SEM). Os resultados confirmaram tanto a cristalização dos polímeros de coordenação de Cu²⁺ quanto a formação do óxido de cobre após o tratamento térmico. O CuO poroso foi testado na degradação catalítica do azul de metileno na presença de H₂O₂, e o efeito de parâmetros de reação como a massa do catalisador e o volume de H₂O₂ foram estudados. As condições ótimas de reação foram estabelecidas, com descoloração atingindo cerca de 94 e 100% a 308 e 311 K, respectivamente, após apenas 120 minutos de reação. As amostras de Ca-MOFs foram aplicadas na adsorção do corante azul de metileno em pH natural, obtendo adsorção máxima de 60,241 μmol.g^-1 e alta eficiência no reuso, atingindo 97% da capacidade inicial de adsorção no segundo ciclo de reutilização. Os resultados sugerem que a presença da fase [Ca(BDC)(DMF)(H₂O)]_n  proporciona incremente na capacidade de adsorção quando comparado a outra fase cristalina obtida, [Ca(BDC)(H₂O)₃]_n. Ambos os materiais produzidos se mostraram promissores em processos de descolorização de águas contaminadas. 

A água produzida é extraída juntamente com o petróleo e representa a maior corrente de resíduo na produção do óleo cru. Os aspectos que merecem atenção são os seus elevados volumes e a complexidade da sua composição. O descarte de tais volumes de resíduos vem causando preocupações sobre a poluição ambiental não controlada e é irreversível no ambiente marinho.

Assim a remoção destes contaminantes é considerada um grande problema, sendo um desafio no mundo de hoje, mas pode ser visto como uma oportunidade de fornecer uma fonte viável de água, como benéfico em muitas aplicações, para as quais a qualidade da água potável não é necessária e evitando danos ambientais sérios. Assim o desenvolvimento de tecnologias através da adsorção de cátions e de ânions é eficiente e simples e tem sido empregado em para a remediação de águas e efluentes.

Neste trabalho foram realizados tratamentos em água produzida através da adsorvente zeólita A comercial, por meio de um planejamento em que foi comparada sua capacidade de adsorção em função do tempo de contato com a água produzida, em períodos de 0 (sem tratamento) a 24 horas, ao final do tratamento, as amostras foram analisadas por ICP-OES. Como também foram utilizados diferentes materiais como zeólitas, aluminas e Hidróxidos Duplos Lamelares. Onde foi observado que para os materiais zeólitas A, ɣAl₂O₃ e o HDL comercial calcinado foram os que apresentaram resultados mais satisfatórios com percentagem de 60% a 99% de remoção e quando comparados aos valores máximos permitidos estabelecidos pela resolução nº 430 do Conselho Nacional do Meio Ambiente, e por fim foi realizada a síntese de um novo material compósito a base de Zeólita A e HDL, este sendo um material com propriedades específicas para remoção simultânea de cátions e ânions, sendo eficiente  para remanejamento em água produzida de petróleo.

A incorporação de nanomateriais inorgânicos em matrizes poliméricas propicia a formação de novos materiais com características específicas e diferentes das apresentadas pelos produtos originários. Esses materiais são denominados “materiais híbridos poliméricos”. A incorporação de nanosílica na formação do material híbrido nanosílica-quitosana foi o alvo inicial de estudo deste trabalho, em que foi observada significativa influência do processo de obtenção nas propriedades térmicas e no comportamento em meio aquoso destes materiais. Os materiais híbridos de nanosílica-quitosana também foram utilizados como precursores na formação de complexos polieletrolíticos, com o uso da goma xantana como poliânion. Os resultados reológicos obtidos evidenciaram a formação de uma rede tridimensional mais estruturada, quando comparado ao complexo polieletrolítico composto apenas pela goma xantana e a quitosana. Ambos os materiais foram aplicados em fluidos de perfuração aquosos, propiciando um aumento nos valores de viscosidade aparente, o que favorece o carreamento do cascalho produzido durante a perfuração de poços de petróleo, garantindo a eficiência de limpeza do mesmo. Com relação ao controle de filtrado dos sistemas de perfuração, os materiais híbridos de nanosílica-quitosana apresentaram redução do volume de filtrado, devido à formação de um reboco menos permeável. Resultado semelhante também foi observado à alta temperatura (90oC). Por sua vez, os complexos polieletrolíticos apresentaram comportamento semelhante aos materiais híbridos, ou seja, baixos volumes de filtrado.

A aplicação de argilas tornou-se mais comum em várias áreas de pesquisa nas últimas décadas, graças as suas propriedades únicas, seja ela em sua forma pura ou modificada física/quimicamente. Neste trabalho, a vermiculita natural e ácida foram usadas como catalisadores e suporte catalítico para o óxido de zinco, com o intuito de obter catalisadores promissores para aplicação na pirólise da oleaginosa de origem vegetal conhecida como licuri (Syagrus coronata). Ao todo foram sintetizados cinco catalisadores, óxido de zinco (ZnO), vermiculita suportada com óxido de zinco nas porcentagens em massa de 1 e 6% (VZn1 e VZn6), a vermiculita (V) e vermiculita ácida com 1% e 6% de óxido de zinco, VaZn1 e VaZn6, respectivamente. Os catalisadores em estudo foram caracterizados pelas seguintes técnicas: difratometria de raios-X (DRX), análise termogravimétrica (TGA), adsorção/dessorção de nitrogênio, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e Fluorescência de Raios-X (FRX). Os testes de pirólise para a determinação da energia de ativação foram realizados numa balança termogravimétrica seguindo os modelos cinéticos de Kissinger–Akahira–Sunose (KAS) e Ozawa Flynn-Wall (OFW). A pirólise rápida foi realizada utilizando um Py-CG/MS para separação e determinação da composição do bio-óleo. No estudo cinético da pirólise do óleo de licuri, dentre os experimentos realizados, os catalisadores que apresentaram maior atividade catalítica foram a V, VZn1 e VaZn1, apresentando energia de ativação inferior a pirólise térmica do óleo a partir da conversão de 10%. O VZn1 e o VaZn1, apresentaram uma maior atividade para a formação de hidrocarbonetos por desoxigenação do óleo, mostrando que o óxido de zinco associado a vermiculita apresenta-se como uma opção alternativa há catalisadores convencionais para estudos na área de pirólise e produção de bio-óleo.