PPGQ/CCET PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA INSTITUTO DE QUÍMICA Telefone/Ramal: (84) 3342-2323/136 https://posgraduacao.ufrn.br/ppgq
Dissertações/Teses

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2021
Dissertações
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  • FERNANDO VELCIC MAZIVIERO
  • INFLUÊNCIA DOS PROMOTORES EM CATALISADORES DE Ni-X/Al2O3 (X= Mn, Mg, Ce e P) APLICADOS NA REFORMA A SECO DO METANO

  • Orientador : DULCE MARIA DE ARAUJO MELO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DULCE MARIA DE ARAUJO MELO
  • GILVAN PEREIRA DE FIGUEREDO
  • RODOLFO LUIZ BEZERRA DE ARAÚJO MEDEIROS
  • SIBELE BERENICE CASTELLA PERGHER
  • Data: 05/01/2021

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  • O processo de reforma a seco do metano (RSM) é uma tecnologia que utiliza dois dos principais gases do efeito estufa (CH4 e CO2) para a produção de gás de síntese (H2 e CO), o qual possui diversas aplicações industriais além do hidrogênio ser considerado uma fonte de energia limpa e altamente eficiente, conferindo a ele alto valor comercial. Foram preparados catalisadores a base de níquel suportados em alumina contendo os promotores Mg, Mn, Ce e P, escolhidos devido as suas diferentes propriedades químicas. O método de síntese utilizado para o suporte foi a combustão assistida por micro-ondas onde a ureia foi utilizada como combustível para o processo em quantidades abaixo do ponto estequiométrico visando a obtenção de Al2O3 na fase gama, de menor cristalinidade. Os promotores e a fase ativa foram incorporados ao suporte utilizando o método de impregnação sequencial via umidade incipiente finalizando a etapa de síntese com tratamento térmico em temperatura de 550 C° por três horas. Os materiais obtidos foram caracterizados através de Difração de Raios X (DRX) para elucidação das fases obtidas em cada catalisador e avaliação da influência dos promotores na estrutura do material, espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) para comprovar a presença do fósforo no catalisador e avaliar a espécie em que ele se encontra, Redução à Temperatura Programada (TPR) para identificar as espécies redutíveis presentes e o perfil de redução dos catalisadores e Difração por Raios X in-situ utilizando fonte de radiação sincrotron para analisar a variação da estrutura durante a etapa de ativação. O teste de atividade catalítica foi realizado em temperatura de 700 °C com GHSV = 100 L.g-1.h-1­ durante 20 horas e o carbono formado foi quantificado através de análise termogravimétrica. Os resultados indicaram que sucessivas etapas de solubilização e calcinação decorrentes do método de impregnação sequencial causam alterações estruturais alterando o grau de cristalinidade do suporte Al2O3 no catalisador com os promotores. No teste de estabilidade catalítica o material contendo promotor Mn obteve o melhor valor de conversão devido a presença de MnO2 que favorece reações paralelas de decomposição do metano durante o processo RSM. Os catalisadores contendo fósforo e cério produziram menores quantidades de coque em comparação ao catalisador padrão devido a interação dos promotores com o carbono na superfície dos sítios catalíticos, além de atuar no tamanho de partícula obtida para a fase ativa. 


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  • The dry reforming of methane process (RSM) is a technology that uses two of the main greenhouse gases (CH4 and CO2) for the production of syngas (H2 and CO), which has several industrial applications in addition to hydrogen be considered a source of clean and highly efficient energy, giving it high commercial value. Nickel-based catalysts based on alumina were prepared containing the Mg, Mn, Ce and P promoters, chosen due to their different chemical properties. The synthesis method used for the support was microwave assisted combustion where urea was used as fuel for the process in quantities below the stoichiometric point in order to obtain lower crystallinity Al2O3 in the gamma phase. The promoters and the active phase were incorporated into the support using the sequential impregnation method via incipient wetness, ending the synthesis stage with heat treatment at a temperature of 550 ° C for three hours. The obtained materials were characterized by X-Ray Diffraction (XRD) to elucidate the phases obtained in each catalyst and to evaluate the influence of the promoters on the material structure, spectroscopy in the infrared region with Fourier transform (FTIR) to prove the presence of phosphorus in the catalyst and evaluate the species it is in, Temperature Programmed  Reduction (TPR) to identify the reducible species present and the reduction profile of the catalysts and in-situ X-Ray Diffraction using a synchrotron radiation source to analyze the variation of the structure during the activation step. The catalytic test was carried out at a temperature of 700 °C with GHSV = 100 L.g-1.h-1 for 20 hours and the carbon formed was quantified through thermogravimetric analysis. The results indicated that successive steps of solubilization and calcination resulting from the sequential impregnation method cause structural changes, altering the degree of crystallinity of the Al2O3 support in the catalyst with the promoters. In the catalytic stability test, the materials containing Mn promoter obtained the best conversion value due to the presence of MnO2, which favors parallel reactions of methane decomposition during the RSM process. The catalysts containing phosphorus and cerium produced smaller amounts of coke compared to the standard catalyst due to the interaction of promoters with carbon on the surface of the catalytic sites, in addition to acting on the particle size obtained for the active phase.

2
  • LIDIANE GONÇALVES DA SILVA
  • Detecção do vírus HIV em plasma sanguíneo de gestantes por espectroscopia ATR-FTIR e análise multivariada

  • Orientador : KASSIO MICHELL GOMES DE LIMA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • KASSIO MICHELL GOMES DE LIMA
  • FABRICIO GAVA MENEZES
  • EDGAR PERIN MORAES
  • ROBINSON SABINO DA SILVA
  • Data: 21/01/2021

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  • 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.


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  • The human immunodeficiency viruses (HIV) is the cause of a nfection that can compromise the immune system. The main concern with pregnant women with the virus is the vertical transmission that can occur during pregnancy, during labor and even during the breastfeeding period. The risk of vertical transmission can be reduced through early diagnosis. The colorimetric assays used for the detection of the virus have high costs and are quite laborious, making it necessary to develop fast and low-cost methodologies for the detection of HIV. Herein, attenuated total reflectance Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) combined with multivariate analysis was used to distinguish HIV-infected patients (n = 40) from healthy controls (n = 80) in a total of 120 blood plasma samples. PCA-LDA, PCA-QDA, PCA-SVM, GA-LDA, GA-QDA, GA-SVM, SPA-LDA, SPA-QDA and SPA-SVM were used as classification tools. The algorithms had their performances evaluated according to precision, sensitivity, specificity, F-score and G-score. PCA-SVM, SPA-LDA and GA-LDA algorithms were the ones that obtained the most satisfactory results for the discrimination of the samples with accuracy of 81%, 75% and 88.9% respectively. GA-LDA was the best classification algorithm, presenting the best values of sensitivity (83%), specificity (92%), F-score and G-score (87%). The results suggest the potential of ATR-FTIR spectroscopy combined with multivariate analysis as an alternative tool for HIV screening in pregnant women based on blood plasma, being a low-cost, fast and reagent-free method

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  • MIKAELY LIZANDRA MOREIRA DE ASSIS
  • SÍNTESE, CARACTERIZAÇÃO E APLICAÇÃO DO NANOCOMPÓSITO DE PALYGORSKITA/DIÓXIDO DE TITÂNIO NA DEGRADAÇÃO FOTOCATALÍTICA DE CORANTES TÊXTEIS

  • Orientador : CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOÃO SAMMY NERY DE SOUZA
  • CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • NEDJA SUELY FERNANDES
  • Data: 28/01/2021

  • Mostrar Resumo
  • Um dos maiores problemas ambientais é decorrente da atividade industrial, em que ocorre a contaminação dos recursos hídricos com resíduos pós produção, ocasionando efeitos adversos ao ecossistema. Os efluentes de corantes industriais apresentam um grande risco a saúde da biodiversidade, na maioria das vezes, trata-se de compostos orgânicos tóxicos, persistentes e de difíceis remoção por tratamentos convencionais, além de se apresentarem como materiais carcinogênicos.  O desenvolvimento ou aprimoramento de técnicas para tratamento de efluente são de grande interesse, visto que se objetiva a busca por rotas de síntese de baixo custo e que gerem menos resíduos ou subprodutos tóxicos.  A descoloração fotocatalítica dos corantes industriais, azul de Novacron (AZN) e amarelo de Novacron (AMN), foram investigadas usando compósitos à base de TiO2 suportados na palygorskita natural (Pal-Ti10 e Pal-Ti30). O método consistiu em sintetizar os compósitos partindo de uma mistura física do TiO2 (PA) e palygorskita natural na presença de álcool, para impregnação através da calcinação sob condições de temperatura igual a 450 ºC e ar atmosférico. As técnicas de caracterização utilizadas neste trabalho foram: FTIR, DRX, FRX, MEV, análise de tamanho de partícula e potencial zeta. A fotocatálise para o corante AZN foi investigada através da aplicação de um planejamento experimental fatorial 24, objetivando as melhores condições experimentais e por fim aplicá-las em um outro corante industrial AMN. As concentrações investigadas de AZN foram de 10 ppm e 30 ppm, os compósitos foram sintetizados usando 10 e 30% (m/m) de dióxido de titânio em palygorskita, os dois valores de pH foram em 2,0 e 6,0 e as intensidades de luz foram usadas potências 9 e 18 W. Os testes realizados em: pH 2,0; compósito Pal-Ti30; potência 18 W e 10 ppm de corante, mostraram remoção de 100% da coloração de ambos os corantes em 90 min. O processo de descoloração seguiu o modelo cinético de pseudo-primeira ordem e as constantes aparentes (Kapp) foram de 0,0216 min-1 e 0,0193 min-1 para os corantes AZN e AMN, respectivamente. Os resultados do custo final de tratamento para os testes mostraram que o processo é viável em eficiência e economia. Os resultados de carbono orgânico total (COT) apresentaram mineralização de 61,70% e 58,06% para o AZN e AMN, respectivamente, em 90 min de tratamento e os subprodutos foram detectados por CG-EM


  • Mostrar Abstract
  • One of the biggest environmental problems is due to industrial activity, in which the contamination of water resources with post-production waste occurs, causing adverse effects to the ecosystem. The effluents of industrial dyes present a great risk to the health of biodiversity, in most cases, they are toxic, persistent organic compounds that are difficult to remove by conventional treatments, in addition to presenting themselves as carcinogenic materials. The development or improvement of techniques for effluent treatment are of great interest, since the objective is to search for low-cost synthesis routes that generate less toxic waste or by-products. The photocatalytic discoloration of industrial dyes, Novacron blue (AZN) and Novacron yellow (AMN), were investigated using TiO2-based composites supported on natural palygorskite (TiP10 and TiP30). The method consisted of synthesizing the composites starting from a physical mixture of TiO2 and natural palygorskite in the presence of alcohol, for impregnation through calcination under conditions of temperature equal to 450ºC and atmospheric air. The characterization techniques used in this work were: FTIR, DRX, MEV, particle size analysis and zeta potential. The photocatalysis for the AZN dye was investigated through the application of a factorial experimental design 24, aiming at the best experimental conditions and finally applying them in another AMN industrial dye. The investigated AZN concentrations were 10 ppm and 30 ppm, the composites were synthesized using 10 and 30% (m/m) titanium dioxide in palygorskite, the two pH values were 2 and 6 and the light intensities were powers 9 and 18W are used. Tests performed at: pH 2.0; TiP30 composite; 18W power and 10 ppm of dye, showed 100% removal of both dyes in 90 min. The decolorization process followed the pseudo-first order kinetic model and the apparent constant (kapp) was 0.0216 min-1 and 0.0193 min-1 for the AZN and AMN dyes, respectively. The results of the final treatment cost for the tests were feasible in terms of efficiency and economy. Since, under the best parameters studied, the photocatalysis of AZN and AMN had an energy consumption of 0.135 kWh / dm3 and a final cost of R$ 0.0895.

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  • LUIZ FELIPE DA HORA
  • Obtenção de nanolátices via polimerização em emulsão semicontínua e sua aplicação como modificador de superfície em tingimento com corante em fibras de proteína de soja.

  • Orientador : JULIANA DE SOUZA NUNES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOSE HERIBERTO OLIVEIRA DO NASCIMENTO
  • JOSE LUIS CARDOZO FONSECA
  • JULIANA DE SOUZA NUNES
  • ROSANGELA DE CARVALHO BALABAN
  • ZILVAM MELO DOS SANTOS
  • Data: 29/01/2021

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  • 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.


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  • In this work, nanolatexes were produced by semicontinuous emulsion polymerization. Parameters such as monomeric composition, initiator and surfactant type were investigated in order to obtain a nanolatex with small particle size and high functionalized surface area. Afterwards, the nanolatex was used as a binder to improve the dyeing process of soybean protein fiber (SBF) fabric with a cationic dye (Basic Red 46). The best monomer composition was the one with the following ratio in mass BA/MMA/MAA (5:4:1). The best performance as an initiator was presented by APS, and the SDS had the best performance as a surfactant. The polymeric particles were analyzed by several techniques such as: gravimetry, DLS, SEM, TEM, FTIR, ELS, tensiometry, and conductometry titration. Nanolatexes with particle size as small as 29 nm and surface charge up to 93.8 μC/cm2 were obtained through emulsion polymerization technique. The presence of nanolatex on the surface of the soybean fiber was verified by FTIR and TGA analysis. The nanolatex efficiency as an additive to modify the dyeing process was evaluated by colorimetric data using the Kubelka-Munk equation. Preliminary tests showed that the fabrics functionalized with nanolatex had an increase of up to 13% in color intensiity, showing its ability to be used as surface additive in the dyeing proccess.

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  • MIZRAIM BESSA TEIXEIRA
  •  Influência da cinza da casca de arroz em pastas de cimento para fases iniciais de poços de petróleo offshore, uma alternativa sustentável e econômica.

  • Orientador : JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
  • RODRIGO CÉSAR SANTIAGO
  • LECH WALESA OLIVEIRA SOARES
  • Data: 08/03/2021

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  • O uso da cinza da casca de arroz (RHA) em formulações cimentícias vem sendo estudada amplamente na literatura nos últimos anos. Existem diversas aplicações para esse subproduto da indústria alimentícia. Alguns exemplos são a utilização da cinza como fertilizante, como fonte de sílica amorfa, como fonte de biomassa pozolanicamente ativa e na formulação de pastas de cimento para poços petrolíferos onshore, de temperatura média a alta (50-200°C). Entretanto, pouco se investigou sobre a utilização da RHA para sistemas de baixa temperatura, como é o caso dos processos de cimentação das fases iniciais de poços offshore, que em geral , ocorrem a temperaturas em torno de 3-5°C. Esse estudo tem por objetivo analisar a influência da adição da RHA em matrizes de cimento destinadas à operações offshore que ocorram entre 3-5°C. Pastas de cimento com densidade fixa em 13.5 lb/gal ( 1.62 g/cm³ ), contendo RHA (0%; 10%; 20%; 30%; 40% e 50%), foram preparadas e ensaios tecnológicos conduzidos (Resistencia à Compressão a longo prazo, UCA, Tempo de Espessamento, Estabilidade, Reologia) a fim de verificar a viabilidade do uso da cinza para poços de petróleo de baixas temperaturas. Os testes mostraram que a utilização da cinza proporcionou produto hidratado de resistência similar à uma pasta padrão (Cimento Portland + 2% de bentonita), bem como melhorou propriedades e reológicas da pasta em relação à pasta sem adição. A adição de 50% de cinza reduziu em 5.6% a porcentagem de água livre da pasta, em comparação com a 0%RHA. A formulação contendo 50% de RHA apresentou um perfil adequado de ganho de resistência, com tempo de bombeabilidade de 23h (50Bc). O teste de estabilidade comprovou que a adição de RHA aumenta a estabilidade da pasta, reduzindo o rebaixamento de topo (top drawn) e evitando decantação da pasta. A RHA se apresenta com alternativa sustentável para aplicações em ambientes de baixas temperaturas, tais como fases iniciais de poços de petróleo marítimos, reduzindo consideravelmente o consumo de cimento (15% em peso em relação à pasta padrão), contribuindo assim com a redução na emissão de CO2 na atmosfera devida à produção do cimento. Por fim, a RHA se mostrou extremamente viável economicamente. Em comparação com a pasta padrão, a utilização de 50% de cinza reduziu o custo do barril em 23.7%, o que representa economia de 40,46 R$ por cada barril de pasta.


  • Mostrar Abstract
  • The use of rice husk ash (RHA) in cementitious formulations has been widely studied in the literature in recent years. There are several applications for this by-product of the food industry. Some examples are the use of ash as a fertilizer, as a source of amorphous silica, as a source of pozzolanically active biomass and in the formulation of cement pastes for onshore oil wells, from medium to high temperature (50-200 ° C). However, little has been investigated about the use of RHA for low temperature systems, as is the case with the cementation processes of the initial phases of offshore wells, which generally occur at temperatures around 3-5 ° C. This study aims to analyze the influence of the addition of RHA in cement matrices destined for offshore operations that occur between 3-5 ° C. Cement pastes with a fixed density of 13.5 lb / gal (1.62 g / cm³), containing RHA (0%; 10%; 20%; 30%; 40% and 50%), were prepared and technological tests conducted (Resistance to Compression, UCA, Thickening Time, Stability, Rheology) in order to verify the feasibility of using ash for low temperature oil wells. The tests showed that the use of ash provided hydrated product with 96.8% of the standard paste resistence (Portland Cement  + 2% bentonite), as well as improving the stability and rheology of the paste in relation to those without addition. The addition of 50% ash reduced the percentage of free water in the paste by 5.6%, compared to 0% RHA. The formulation containing 50% RHA showed adequate resistance gain profile, with a pumpability time of 23h (50Bc). The stability test proved that the addition of RHA increases the stability of the paste, reducing the top drawn and avoiding decantation of the paste. RHA is a sustainable alternative for applications in low temperature environments, such as early stages of marine oil wells, considerably reducing cement consumption (15% by weight in relation to standard paste), thus contributing to the reduction in emissions of CO2 in the atmosphere due to cement production. Finally, RHA proved to be extremely economically viable. Compared to standard formulation, the use of 50% ash reduced the cost of the barrel by 23.7%, which represents savings of U$ 7.49 for each barrel (bbl).

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  • RAMONI RENAN SILVA DE LIMA
  • OBTENÇÃO DE BIODIESEL DE ÓLEO DE SOJA UTILIZANDO CATALISADOR HETEROGÊNEO DAS CINZAS DA CASCA DA TANGERINA PONKAN (C. RETICULATA BLANCO)

  • Orientador : LUCIENE DA SILVA SANTOS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANNE GABRIELLA DIAS SANTOS
  • IVONEIDE DE CARVALHO LOPES BARROS
  • LUCIENE DA SILVA SANTOS
  • VALTER JOSE FERNANDES JUNIOR
  • Data: 12/03/2021

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  • : 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.


  • Mostrar Abstract
  • The advance of global energy demand has intensified environmental problems caused by the use of fossil fuels and has been driving the search for and development of greener matrices, which are being used in order to minimize environmental impacts and human health. This work proposed a sustainable process for the production of biodiesel, an alternative fuel to diesel, with the use of a heterogeneous, green catalyst, called CT, derived from a residual biomass, from the bark of 'Ponkan' mandarin (Citrus reticulata Blanco). Through d-optimal experimental planning to obtain soybean biodiesel, process parameters such as: methanol/oil molar ratio, catalyst concentration, temperature and reaction time were optimized. Initially, three catalyst samples were prepared by calcination of the ashes of the tangerine barks at a time of 4h, CT7 (700 ° C), CT8 (800 ° C) and CT9 (900 ° C), and after preliminary tests, the yields (m/m) in biodiesel were 79.77, 77.58 and 77.40 %, respectively. The mass catalyst yield obtained for each temperature (700, 800 and 900 °C) starting from 50 g of bark were 3.76, 1.54 and 0.98%, respectively. The catalysts were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM-FEG), X-ray dispersive energy (EDS), CO2 desorption at programmed temperature (TPD-CO2), thermal analysis (TG/DTG) and Hammett's basicity test.  The quality of biodiesel was evaluated according to the standard procedures established by ASTM (American Society for Testing and Materials) for the properties of kinematic viscosity and density. The XRD patterns of the CT catalyst showed the peaks associated with the characteristic phases of K2CO3, K2O, K2Ca(CO3)2, SiO2, Na2O confirmed by XRD and FRX, which identified large proportions of these oxides. TPD-CO2 analysis demonstrated the presence of weak and moderate base sites in the CT catalyst. Good thermal stability was observed through the TG/DTG curves. The optimized conditions generated by the response surface were: 3 h reaction time, catalyst concentration of 3.5% m/m, molar ratio of 15: 1 (methanol: oil) and temperature of 64 ° C. For these optimized conditions, the conversion of the reaction quantified by 1H NMR was greater than 87% and the catalyst presented reuse capacity of up to 5 times.

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  • ALANE PRISCILLA AMÉRICO DOS SANTOS
  • Estudo teórico das reações de 2,3-dicloro-6,7-dinitroquinoxalina com L-cisteína, homo cisteína e glutationa, visando o desenvolvimento de um quimiodosímetro seletivo para biotióis.

  • Orientador : FABRICIO GAVA MENEZES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • FABRICIO GAVA MENEZES
  • RENATA MENDONÇA ARAUJO
  • LIVIA NUNES CAVALCANTI
  • GUTTO RAFFYSON SILVA DE FREITAS
  • Data: 10/05/2021

  • Mostrar Resumo
  • Biotióis, tais como L-cisteína (Cys), homocisteína (Hcy) e glutationa (GSH), são espécies altamente relevantes em diversos processos biológicos, e por isso, o desenvolvimento de metodologias visando a detecção seletiva destas espécies se traduz em um importante campo de pesquisa. O presente trabalho consiste em prover um suporte teórico para os resultados obtidos a partir da investigação do composto 2,3-dicloro-6,7-dinitroquinolxaina (DCDNQX) como um quimiodosímetro seletivo para o aminoácido L-cisteína (Cys), sendo estendido também para as reações do referido substrato com Hcy e GSH. Foi utilizado o método M06-2X com base de dados 6-311+G (2d, p).  Foram consideradas as possíveis rotas mecanísticas para uma série de reações, considerando-se a versatilidade de Cys, Hcy e GSH como nucleófilos considerando considerando diferentes possibilidades de ataques nucleofílicos pelos grupos amino e/ou tiol, tanto para mono- quanto dissubstituições, incluindo processos de ciclização intramolecular. Foram otimizados os parâmetros geométricos de todas as espécies químicas propostas em busca de parâmetros termodinâmicos, além de serem calculados os estados de transição para formação dos possíveis produtos. Os resultados indicam que o ataque de S e preferível ao do N, porém estes últimos são mais estáveis. Foi estudado o efeito da estrutura em possíveis processos de ciclização intramolecular 


  • Mostrar Abstract
  • Biothiols, such L-cysteine (Cys), homocysteine (Hcy) and glutathione (GSH), are highly relevant species in many biological processes, and therefore, the development of methodologies for the selective detection of these biothiols is a relevant research field. This work aims to provide theoretical support to the results obtainted in our research group for the L-cysteine (Cys) sensing ability of the chemodosimeter 2,3-dichloro-6,7-dinitroquinoxaline (DCDNQX), with an extension for its reactions with Hcy and GSH. The method M06-2X with 6-311+G (2d,p) basis set was applied for all calculations. They were evaluated several mechanistic proposals taken into account the versatility of Cys, Hcy and GSH as nucleophiles, including the possibility of nucleophilick attack by amino ad/or thiol groups, for both mono- and dissubstitution, including intramolecular cyclizations. Geometric parameters, inclding transition states for all molecules and reactions were optimized searching for thermodynamics and kinetics information. The results indicated the preference for the S- over N-attack, and the cyclized product being the most stable. The effect of structure on intramolecular cyclization was also studied.

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  • JOÃO EDSON TAVARES SOUSA DANTAS
  • OBTENÇÃO DE CARBONOS MESOPOROSOS FUNCIONALIZADOS PARA APLICAÇÃO EM SENSORES ELETROQUÍMICOS NA DETECÇÃO DE CONTAMINANTES EMERGENTES

  • Orientador : CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • DANYELLE MEDEIROS DE ARAUJO
  • FERNANDO JOSÉ VOLPI EUSÉBIO DE OLIVEIRA
  • TIAGO PINHEIRO BRAGA
  • Data: 16/07/2021

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  • 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.


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  • THE MESOPOROUS SILICA SBA-15 WAS SYNTHESIZED THROUGH HYDROTHERMAL METHOD AND USED AS TEMPLATE FOR THE SYNTHESIS OF THE MESOPOROUS CARBON, CMK-3, THROUGH NANOCASTING ROUTE. THE SYNTHESIZED MATERIALS KEPT THE HEXAGONAL PORE STRUCTURE. THE CMK-3 WAS ORGANOFUNCTIONALIZED USING MALEIC ANHYDRIDE AND REDUCING REAGENTS IN ORDER TO GENERATE CARBOXYLIC GROUPS AND TO CAUSE ITS REDUCTION, CMK-3RED. BOTH SYNTHESIS AND MODIFICATION OF MESOPOROUS CARBONS WERE PROVEN BY X RAY DIFFRACTOMETRY (XRD), THERMOGRAVIMETRY (TG), RAMAN SPECTROSCOPY AND SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM). THE XRD SPECTRA CONFIRM THAT THE CARBONACEOUS MATERIAL CMK-3 KEPT THE SAME STRUCTURE MORPHOLOGY OF SBA-15, CONFIRMED BY THE SEM IMAGES. THE FUNCTIONALIZED CMK-3RED HAD MORPHOLOGY ALTERATION DUE TO ITS CHEMICAL MODIFICATION, WHICH WAS CONFIRMED BY XRD, SEM AND TG. FOR THE ELECTROCHEMICAL DETECTION OF CAFFEINE AND SALICYLIC ACID ANALYTES WAS USED AN GLASSY CARBON ELECTRODE, WHICH WAS MODIFIED THROUGH DROP CASTING METHOD WITH THE MESOPOROUS CARBONS. DIFFERENTIAL PULSE VOLTAMMETRY WAS USED AS ELECTROCHEMICAL DETECTION TECHNIQUE, EXHIBITING IMPROVEMENT OF SENSITIVITY TO ANALYTES, BOTH INDIVIDUALLY AND SIMULTANEOUSLY, IMPROVING IN 10% WITH CMK-3 AND IN 30% WITH CMK-3RED.

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  • GIDIÂNGELA CECÍLIA CAVALCANTE DA SILVA LIMA
  • SÍNTESES DA ZEÓLITA SILICOALUMINOFOSFATO (SAPO-11) EMPREGANDO RESÍDUO DE LÂMPADAS FLUORESCENTES

  • Orientador : SIBELE BERENICE CASTELLA PERGHER
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALCIDES DE OLIVEIRA WANDERLEY NETO
  • ANTONIO SOUZA DE ARAUJO
  • MARIELE IARA SOARES DE MELLO
  • SIBELE BERENICE CASTELLA PERGHER
  • ÍRIA ALMEIDA LEAL BASSAN
  • Data: 22/07/2021

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    A lâmpada fluorescente é um material bastante utilizado na sociedade, após o consumo por ser tratado como um material que contém metais pesados, como o mercúrio, seu descarte inapropriado causa grandes impactos ambientais. O resíduo da lâmpada fluorescente (pó fosfórico) foi fornecido pela empresa BQMIL (Brasil Química e Mineração Industrial Ltda), localizada em Mossoró/RN, após o processo de esmagamento das lâmpadas separa-se as substâncias por categoria como: vidros, gases, eletrodos (elétrons), isolamento baquelítico e o pó fosfórico, esse pó fosfórico passa-se por um processo de destilação para recuperação do mercúrio, restando-se o resíduo sólido, Com o objetivo de aproveitar e gerenciar o resíduo pó fosfórico, utilizou-se esse material no processo de sínteses de zeólitas, que são compostas por tetraedros de AlO4 e SiO4, ligados entre si pelo compartilhamento de átomos de oxigênio comuns. O resíduo estudado tem em sua composição química silício (Si), alumínio (Al) e fósforo (P), que contribuiu para a realização das sínteses das zeólitas silicoaluminofosfatos (SAPO-11), estrutura AEL, como fonte alternativa de Si, Al e P, por meio do processo hidrotérmico convencional. A metodologia aplicada nos estudos, variou-se parâmetros como a fonte de alumínio adicional na síntese, alumina neutra ou hidróxido de alumínio, temperatura e tempo de cristalização. Os resultados das sínteses foram caracterizados por técnicas de difração de raio X (DRX), espectroscopia da região do infravermelho (IV), ressonância magnética nuclear (RMN), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise textural. A pesquisa realizada neste trabalho, é uma inovação na síntese do SAPO-11, agregando valor ao resíduo e transformando-o em um novo material, assim reduzindo custos nas sínteses e amenizando os impactos ambientais. 


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  • The fluorescente lamp is a material widely used in society, after consumption because it is treated as a material that contains heavy metals, such as Mercury, its inappropriate disposal causes great environmental impacts. The residue from the fluorescente lamp (phosphorous poder) was supplied by the company BQMIL (Brasil Química e Mineração Industrial Ltda), located in Mossoró/RN, after the processo f crushing the lamps, the substances are separated into categories such as: glasses, gases, electrodes (electrons), bakelitic isolation and phosphoric poder, this phosphoric poder undergoes a distillation process to recover mercury, leaving the solid residue. In order to use and manage the phosphoric poder residue, this was used material in the synthesis processo f zeolites, which are composed of tetrahedra of AlO4 and SiO4, linked together by sharing common oxygen atms. The studied residue has in its chemical composition silicone(Si), aluminum (Al) and phosphorus (P), which contributed to the synthesis of silicoaluminophosphates (SAPO-11) zeolites, structure AEL, as na alternative source of Si, Al and P, by means of the conventional hydrothermal process. The methodology applied in the studies, parameters such as the source of additional aluminum in the synthesis, neutral alumina or aluminum hydroxide, temperature and crystallization time were varied. The results of the syntheses were characterized by X-ray diffraction (XRD) techniques, infrared (IR) spectroscopy, nuclear magnetic resonance (NMR), scanning eléctron microscopy (SEM) and textural analysis. The rearch carried out in this work is na innovation in the SAPO-11 synthesis, adding value to the waste and transforming it into a new material, thus reducing costs in syntheses and mitigating environmental impacts.

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  • RENILSON DE OLIVEIRA MAPELE
  • APLICAÇÃO DA TÉCNICA HS-CG-DIC NA ANÁLISE DE AMOSTRAS DE SOLOS POTIGUARES CONTAMINADOS COM GASOLINA COMERCIAL

  • Orientador : VALTER JOSE FERNANDES JUNIOR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • VALTER JOSE FERNANDES JUNIOR
  • ANTONIO SOUZA DE ARAUJO
  • GLAUBER JOSE TUROLLA FERNANDES
  • Data: 27/07/2021

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  • 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.


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  • This work aimed at evaluating the application of the HS-GC-FID technique for analysis of soil samples contaminated with gasoline. For this, samples of five types of soils from Rio Grande do Norte region were inserted in vials, contaminated with commercial gasoline, in the proportion of 3g soil/200 µL gasoline, and analyzed via HS-GC-FID (Shimadzu GC 2010). The samples were left open at room temperature, being sealed only at the time of each analysis. The data obtained from the chromatograms showed that the hydrocarbon concentration decay profile with time can be given by an exponential decay model of the type y = y0 + α e-x/β (R² > 0.99). The TG/DTG data showed that the organic composition of the soil had a maximum value of 3.8% and a maximum moisture content of 1.0%. The XRD and XRF data showed that the main components of the soil are, respectively, silicon, aluminum and iron, present in the form of oxides.

     

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  • RODRIGO VICTOR BARBOSA
  • AVALIAÇÃO TERMOANALÍTICA DA DEGRADAÇÃO DO POLIPROPILENO SOBRE OS MATERIAIS COMPÓSITO DE PERLITA EXPANDIDA IMPREGNADA COM CÉRIO, ZEÓLITA H-Y E A MISTURA COMPÓSITO/ZEÓLITA

  • Orientador : VALTER JOSE FERNANDES JUNIOR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • VALTER JOSE FERNANDES JUNIOR
  • ANTONIO SOUZA DE ARAUJO
  • GLAUBER JOSE TUROLLA FERNANDES
  • Data: 29/07/2021

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  • Este trabalho teve como objetivo avaliar a degradação térmica do polipropileno sobre o compósito de perlita expandida impregnada com óxido de cério, doravante denominada Ce-PER, bem como comparar com a degradação do PP quando empregado uma zeólita H-Y comercial e a mistura do Ce-PER com a H-Y. O óxido de cério foi adicionado à perlita expandida por meio do método de co-impregnação por excesso de solvente. Os materiais foram analisados pelas técnicas de DRX, FRX, MEV, TG/DTG e teste de acidez por termodessorção de n-butilamina. O perfil de degradação do polipropileno foi avaliado em uma termobalança. A degradação do PP foi catalisada quando empregadas as misturas contendo 30%H-Y + PP e 15%H-Y + 15%Ce-PER + PP. Por outro lado, o PP recebeu efeito de estabilização térmica ao utilizar-se as misturas contendo 10% e 30%Ce-PER + PP. Pela análise de acidez obteve-se os valores de densidade total de sítios ácidos para a zeólita H-Y (2,30 mmol) e para o Ce-PER (0,2 mmol).


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  • ABSTRACT: The objective of this work was to evaluate the thermal degradation of polypropylene on the composite of expanded perlite impregnated with cerium oxide, hereinafter referred to as Ce-PER, as well as to compare it with the degradation of PP when using a commercial HY zeolite and a mixture of Ce-PER with HY. Cerium oxide was added to the expanded perlite by means of the excess solvent co-impregnation method. The materials were analyzed by the techniques of XRD, XRF, SEM, TG/DTG and acidity test by thermal desorption of n-butylamine. The degradation profile of polypropylene was evaluated in a thermobalance. The degradation of PP was catalyzed when mixtures containing 30%H-Y + PP and 15%H-Y + 15%Ce-PER + PP were used. On the other hand, PP received a thermal stabilization effect when using the mixtures containing 10% and 30%Ce-PER + PP. The acidity analysis yielded the total acid site density values for zeolite H-Y (2,30 mmol) and for Ce-PER (0,2 mmol).

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  • RANAYANNE SUYLANE PEREIRA CAMPOS
  • CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA DO EXTRATO DA IMBURANA (COMMIPHORA LEPTOPHLOEOS) E SEU EMPREGO NA SÍNTESE VERDE DE PARTÍCULAS DE CuFe2O4.

  • Orientador : DULCE MARIA DE ARAUJO MELO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DULCE MARIA DE ARAUJO MELO
  • RENATA MARTINS BRAGA
  • GILVAN PEREIRA DE FIGUEREDO
  • RODOLFO LUIZ BEZERRA DE ARAÚJO MEDEIROS
  • Data: 29/07/2021

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    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


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  • Copper Ferrite Nanoparticles (CuFe2O4) were synthesized by a green route using the aqueous and hydroethanolic extract of the bark of Commiphora Leptophloeos, popularly known as “Imburana”, a plant native to the Caatinga region in Brazil. The phytoconstituents present in the extract were used as complexing and chelating agents for the synthesis of CuFe2O4 particles. All characterizations of the bark and plant extract were performed by FTIR, TG, UV/Vis and HPLC-MS/MS analyses. The particle size, morphologies and properties of the materials obtained were analyzed by DRX, SEM, UV/Vis, FTIR and Mossbauer spectroscopy. The present study intends to demonstrate the effectiveness of the use of natural extracts as providers of secondary metabolics for the reduction and stabilization of nanomaterial structures of metallic oxides, in this case, Ferrites using an ecologically correct and economically viable green synthesis route. They were identified as secondary metabolites in acid and flavonoid extracts. The presence of quinic acid, eriodictiol, catechins, quercetins and luteolins showed good efficiency and action as complexing and chelating agents for the synthesis of CuFe2O4 particles.

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  • WILLIAN BARBOSA LIMA DO NASCIMENTO
  • SÍNTESE DE NANOPARTÍCULAS POLIMÉRICAS PARA APLICAÇÃO EM CIMENTAÇÃO DE POÇOS DE PETRÓLEO

  • Orientador : JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALCIDES DE OLIVEIRA WANDERLEY NETO
  • FABÍOLA DIAS DA SILVA CURBELO
  • JULIANA DE SOUZA NUNES
  • JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
  • Data: 30/07/2021

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  • Novos aditivos aplicados a cimentação de poços têm sido desenvolvidos em busca de sistemas de pastas cada vez mais eficientes para aplicação em cenários críticos, especialmente os casos onde envolve o risco de migração de gás. O presente trabalho trata do desenvolvimento de uma nova tecnologia aplicada à cimentação de poços de petróleo. Um nanolatex sitentizado a partir da polimerização de emulsão que contém partículas de poliestireno com tamanho aproximado de 65,9 nm, contendo teores de sólidos próximos de 19% e baixos valores de PDI (menores que 0,160). Estas são partículas que se revelaram efetivas como aditivos de pastas de cimento, particularmente como controladores de filtrado para cenários de poços com risco de migração de gás. Os nanolatex foram denominados conforme a concentração de sólidos, variando de 15,80 % (seed 1) a 19,8% (seed 6). Os nanolatex foram caracterizados por gravimetria (análise feita para determinar a conversão polimérica e teor de sólidos), espalhamento dinâmico de luz (DLS – análise do tamanho de partículas e número de partículas), índice de polidispersão (PDI – análise da homogeneidade do tamanho de partículas do sistema), potencial zeta (análise da estabilidade coloidal). As pastas de cimento foram caracterizas por filtração estática e ensaios reológicos. A pasta de cimento aditivada com 1,0 gpc (galão por pé cúbico de cimento) de seed 7 apresentou consistência inferior a 30 UC até 199 °F. Os ensaios de filtrado e viscosidade plástica apresentaram valores dentro de faixas aceitáveis para aplicação em operações de cimentação, 44mL/30min e 112 cP, respectivamente. Com base nos resultados, o nanolatex desenvolvido apresenta-se como um potencial aditivo para aplicação em poços petrolíferos com perca de filtrado e risco de migração de gás.


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  • New additives applied to wells cementing have been developed in search of more and more efficient paste systems for application in critical scenarios, especially those cases where the risk of gas migration is involved. The present work deals with the development of a new technology applied to the cementation of oil wells. A nanolatex sitentized from emulsion polymerization that contains polystyrene particles with a size of approximately 65.9 nm, containing solids content close to 19% and low PDI values (less than 0.160). These are particles that have proven effective as additives to cement pastes, particularly as filtrate controllers for well scenarios with a risk of gas migration. The nanolatex were named according to solids concentration, ranging from 15.80 % (seed 1) to 19.8% (seed 6). The nanolatex were characterized by gravimetry (analysis done to determine polymer conversion and solid content), dynamic light scattering (DLS - analysis of particle size and particle number), polydispersity index (PDI - analysis of the homogeneity of the particle size of the system), zeta potential (analysis of colloidal stability). The cement pastes were characterized by static filtration and rheological tests. The cement paste additivated with 1.0 gpc (gallon per cubic foot of cement) of seed 7 showed consistency below 30 UC up to 199 °F. The filtrate and plastic viscosity tests showed values within acceptable ranges for application in cementing operations, 44mL/30min and 112 cP, respectively. Based on the results, the developed nanolatex presents itself as a potential additive for application in oil wells with fluid-loss and gas migration risk.

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  • MARIA APARECIDA AIRES DE LIMA SARAIVA
  • Síntese e caracterização de complexos do tipo tetracianos - Na2[Fe(CN)4(L)2] - em que L são os ligantes Pirazinamida e Isoniazida

  • Orientador : TIAGO PINHEIRO BRAGA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • SÉRGIO XAVIER BARBOSA ARAÚJO
  • CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • FRANCISCO ORDELEI NASCIMENTO DA SILVA
  • TIAGO PINHEIRO BRAGA
  • Data: 30/07/2021

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  • 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 (E1/2) em 105, 334 e 242 mV para os compostos NAT211, NAT212 e NAT213, respectivamente, indicativo do par redox FeIII/FeII.


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  • The growing number of bacteria resistant to conventional antibiotics has led the scientific community to seek more effective, selective drugs that cause less side effects. In this context, the development of coordination compounds for pharmacological purposes has been a great resource in the fight against resistant microorganisms due to the coordination of metal cations to significantly alter the physiological profile of drugs; making them more active than the free binder, reducing side effects and leading to a reduction in microbial resistance. Given the above, the present work aims to synthesize and characterize iron complexes of the type Na2[Fe(CN)4(L)2] in which L are the ligands, amino, pyrazinamide and isoniazid. The tetracians were obtained from the precursor compound NAT211 - Na2[Fe(CN)4(NH3)2] - dissolved in water followed by the addition of the binders, under stirring. Through vibrational spectroscopy in the infrared region, it was possible to detect the characteristic signals of the ligands coordinated to the metallic center, such as: cyan in the region between 2011 and 2094 cm-1; amino at 3288 cm-1; pyrazinamide in the range of 3412 to 1477 cm-1; and isoniazid from 3302 to 1554 cm-1. The electronic spectra in the UV-Vis region of the complexes showed bands of the type, d-d at 439 nm for the precursor; 378 nm for the compound with the pyrazinamide linker (NAT212) and 303 nm for the complex with the isoniazid (NAT213). The cyanide charge transfer bands (MLCT) are observed between 218 and 210 nm in the synthesized compounds. The MLCT of the N-heterocyclic ligands appear in 494 and 442 nm referring to NAT212 and NAT213, in that order. The analysis of voltammograms showed the presence of only one redox pair, with half wave potentials (E1 / 2) at 105, 334 and 242 mV for compounds NAT211, NAT212 and NAT213, respectively, indicative of the redox pair FeIII / FeII.

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  • GIORGIO LÚCIO FERNANDES
  • Construção de espectrofotômetro UV-VIS multicanal e aplicações no estudo da cinética de reações químicas: uma proposta de plataforma analítica e educacional

  • Orientador : POLLYANA SOUZA CASTRO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • WAGNER BEZERRA
  • FERNANDO SILVA LOPES
  • POLLYANA SOUZA CASTRO
  • VALTER JOSE FERNANDES JUNIOR
  • Data: 11/08/2021

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  • O espectrofotômetro UV-VIS é o instrumento analítico mais utilizado nos laboratórios de análise em todo o mundo. Devido à recorrente falta de investimentos na educação brasileira, ainda é possível observar uma grande carência de infraestrutura nos laboratórios de ensino. Como alternativa à aquisição destes equipamentos comerciais, o presente trabalho apresenta a construção e validação de um espectrofotômetro UV-VIS multicanal portátil, de baixo custo e leve. O instrumento segue o esquema de construção de um espectrofotômetro de feixe simples, utilizando uma câmera CMOS (Complementary metal-oxide-semiconductor) como detector multicanal, uma rede de difração holográfica 1000 linhas/mm e uma cela termostatizada para a amostra, sendo este o componente inovador se comparado a instrumentos comerciais. O aparelho montado teve um custo de aproximadamente $ 95,00, suas dimensões foram de 23cmx13cmx06cm conferindo uma maior facilidade de acomodação e transporte. Para a validação foi utilizada uma solução de permanganato de potássio como espécie química em virtude de seu espectro de absorção característico. Assim testes de calibração e validação analítica do equipamento foram realizados pela construção de uma curva analítica com soluções de concentração de 2,5x10-5 a 2,0x10-4 mol/L. Como resultados foram obtidas as figuras de mérito: coeficiente de correlação linear (R2) 0,997, limite de detecção 0,331 mg/L, limite de quantificação 1,10 mg/L, dispersão das medidas de 1,7%, resolução espectral 0,14nm, velocidade de aquisição de até 120 espectros/s. Além disso, foi calculada a absortividade molar para o permanganato de potássio de 2,554 x103 Lmol-1cm-1, sendo condizente com valores reportados na literatura.  O equipamento também foi utilizado para o monitoramento da cinética de reações químicas. A reação investigada foi a oxidação da sacarose por permanganato de potássio em meio básico, conhecida como o “camaleão químico”. A partir dos resultados obtidos foi observado o comportamento linear na equação de Arrhenius entre as temperaturas de 30°C à 40°C, calculando-se os parâmetros cinéticos Ea=13.932,03 J; ∆H# (308,15K) = 11.370,07 J; ∆S# (308,15K) = -190,43 J; ∆G# (308,15K) = 70.052,13 J. Portanto o equipamento fabricado se mostra como uma promissora plataforma analítica miniaturizada, acessível e com desempenho e performance comparáveis aos equipamentos comerciais, além de se mostrar como uma boa ferramenta de ensino pela capacidade de trabalhar conceitos fundamentais da química. 


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    The UV-VIS spectrophotometer is the most widely used analytical instrument in analytical laboratories around the world. Due to the recurrent lack of investment in Brazilian education, it is still possible to observe a great lack of infrastructure in teaching laboratories. As an alternative to the acquisition of these commercial equipment, the present work presents the construction and validation of a portable, low cost and light multichannel UV-VIS spectrophotometer. The instrument has the construction scheme of a single-beam spectrophotometer, using a CMOS (Complementary metal-oxide-semiconductor) camera as a multi-channel detector, a 1000 lines/mm holographic diffraction grating and a thermostated cell for the sample, innovative component compared to commercial instruments. The assembled device cost approximately $95.00, its dimensions were 23cmx13cmx06cm, providing easier accommodation and transport. For validation, a potassium permanganate solution was used as a chemical species due to its characteristic absorption spectrum. Thus, calibration tests and analytical validation of the equipment were performed by constructing an analytical curve with concentration solutions from 2.5x10-5 to 2.0x10-4 mol/L. As results, figures of merit were obtained: linear correlation coefficient (R2) 0.997, detection limit 0.331 mg/L, quantification limit 1.10 mg/L, measurement dispersion of 1.7%, spectral resolution 0.14nm , acquisition speed of up to 120 spectra/s. In addition, the molar absorptivity for potassium permanganate of 2.554 x103 Lmol-1cm-1 was calculated, being consistent with values reported in the literature. The equipment was also used to monitor the kinetics of chemical reactions. The investigated reaction was the oxidation of sucrose by potassium permanganate in a basic medium, known as the “chemical chameleon”. From the results obtained, the linear behavior in the Arrhenius equation was observed between temperatures from 30°C to 40°C, calculating the kinetic parameters Ea=13,932.03 J; ∆H# (308.15K) = 11,370.07 J; ∆S# (308.15K) = -190.43 J; ∆G# (308.15K) = 70,052.13 J. Therefore, the manufactured equipment shows itself as a promising miniaturized analytical platform, accessible and with performance and performance comparable to commercial equipment, in addition to showing itself as a good teaching tool due to its ability to work fundamental concepts of chemistry.

     

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  • JOADIR HUMBERTO DA SILVA JUNIOR
  • Fabricação e validação de acessórios para espectroscopia e espectroeletroquímica usando impressão 3D para investigações de processos dinâmicos interfaciais e de superfícies.

  • Orientador : POLLYANA SOUZA CASTRO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • POLLYANA SOUZA CASTRO
  • CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • BRUNO CAMPOS JANEGITZ
  • RODRIGO ALEJANDRO ABARZA MUNOZ
  • Data: 24/08/2021

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  • 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.


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  • A polianilina (PANI) é um homopolímero intrinsecamente condutor com interessantes propriedades eletroquímicas e espectroscópicas. Característica da sua natureza macromolecular, esse material pode apresentar propriedades diversas de acordo com a forma como é obtido e/ou processado.Neste trabalho, filmes finos destepolímero foram sintetizados sobre eletrodos de platina por meio de processos eletroquímicos distintos. Ascaracterísticas do material formadoforam investigadas a partir de estudos espectroeletroquímicos in situ usando técnicas espectroscópicas eletrônicas (UV-VIS) e vibracionais (Raman). Além disso, análises complementares utilizando espectroscopia no infravermelho (IRRAS), voltametria cíclica e difraçãode Raios-X também foram utilizadas para caracterização do material. As análises in situforam possíveis graças ao desenvolvimento de células espectroeletroquímicas usando a tecnologia de impressão 3D por fusão e deposição de material (FDM). A competência das célulasfabricadas foi avaliada a partir de materiais e processos com comportamento espectroscópico e eletroquímico previsível e amplamente descritosna literatura. O corante vermelho allura AC e o crescimento e conversão eletroquímica de filmes finos de Azul da Prússia foram investigados obtendoboa consonânciadosresultados, validando portanto a utilização das células espectroeletroquímicas. As características eletroquímicas dos filmes de polianlina sintetizados divergiram de acordo com o método de síntese, e à causa foi atribuída fator conformacional das cadeias poliméricas, que se moldam a partir de mecanismos distintos e característicos de cada meio de obtenção. Os resultados sugerem que filmes obtidos galvanostaticamente apresentam maior organização das cadeias e maior resistência ao transporte de prótons durante processos de interconversão eletroquimicamente induzidos.

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  • LUCAS HILÁRIO NOGUEIRA DE SOUSA
  • Revisão da literatura sobre o gênero Callyspongia e análise da espécie Callyspongia vaginalis

  • Orientador : RENATA MENDONÇA ARAUJO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • NILCE VIANA GRAMOSA POMPEU DE SOUSA BRASIL
  • LEANDRO DE SANTIS FERREIRA
  • RENATA MENDONÇA ARAUJO
  • Data: 17/09/2021

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  • O gênero Callyspongia (Callyspongiidae) é um grupo de demosponges formado por 261 espécies descritas e por aproximadamente 180 aceitas pela revisão de taxonomistas. Os organismos marinhos de Callyspongia estão distribuídos em ecossistemas tropicais, especialmente no Pacífico central e ocidental, mas também nas regiões dos oceanos Índico, Atlântico Oeste e Pacífico Leste. O interesse pelo gênero Callyspongia se deve ao fato deste ser uma fonte de compostos bioativos. Nesta revisão, agrupamos as informações químicas sobre os metabólitos secundários isolados do gênero Callyspongia, bem como, os estudos da atividade biológica desses compostos. Por meio dos dados de RMN, um total de 212 metabólitos foram identificados do gênero Callyspongia (15 espécies e Callyspongia sp.), Dos quais 103 compostos são categorizados como poliacetilenos e lipídios. Além desses, foram isolados no gênero benzenoides, alcalóides, derivados de indol, diazepina, dicetopiperazinas, dipeptídeos, diácido anfifílico, naftopirona, macrolídeo, policetídeos, diidrofuranos, benzofurano, nucleosídeos, peptídeos cíclicos, depsipeptídeos cíclicos. Foram relatadas 109 moléculas com alguma atividade bioativa, principalmente ação citotóxica e antimicrobiana (antibacteriana e antifúngica). Assim, concluímos que os poliacetilenos correspondem à maior classe de metabólitos bioativos do gênero e os resultados estão de acordo com a relevância dos metabólitos para a ação anticâncer. Além disso, uma prospecção química da fração hexânica do extrato etanólico da espécie Callyspongia vaginalis, realizada no presente trabalho, permitiu o isolamento e identificação por técnicas de análise espectroscópica, incluindo RMN 1D e 2D, de duas substâncias: β-sitosterol, amplamente isolado em plantas, mas relatado uma vez no gênero, e uma ceramida, relatada aqui pela primeira vez no gênero Callyspongia. Além disso, a análise de GC-MS permitiu a identificação de quatro compostos insaponificáveis (estigmasterol, brassicasterol, colesterol e lupenona).


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  • The genus Callyspongia (Callyspongiidae) is a group of demosponges including 261 described species and approximately 180 accepted by taxonomist’s review. The marine organisms of Callyspongia are distributed in tropical ecosystems, especially in the central and western Pacific, but also in the regions of the Indian, the West Atlantic and the East Pacific Oceans. The interest in the genus Callyspongia is because it is a source of bioactive compounds. In this review, we group the chemical information about the secondary metabolites isolated from the genus Callyspongia, as well as studies of the biological activity of these compounds. Through NMR data, a total of 212 metabolites were identified from genus Callyspongia (15 species and Callyspongia sp.), of which 103 compounds are categorized as polyacetylenes and lipids. Beside these, benzenoids, alkaloids, indol derivatives, diazepine, diketopiperazines, dipeptides, amphiphilic diacid, naphthopyrone, macrolide, polyketides, dihydrofurans, benzofuran, nucleosides, cyclic peptides, cyclic depsipeptides were isolated in the genus. 109 molecules have been reported with some bioactive activity, mainly cytotoxic and antimicrobial (antibacterial and antifungal) action. Thus, we conclude that polyacetylenes correspond to the largest class of bioactive metabolites of the genus and the results are in accordance with the relevance of the metabolites for anticancer action. In addition, a chemical prospection of the hexane fraction from ethanol extract of the specie Callyspongia vaginalis carried out in the present paper allowed the isolation and identification by spectroscopic analysis techniques, including 1D and 2D NMR, of two substances: β-sitosterol, widely isolated in plants, but reported one time in genus, and a ceramide, reported here for the first time in the genus Callyspongia. In addition, GC-MS analysis allowed the identification of four unsaponifiable compounds (stigmasterol, brassicasterol

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  • IGOR RAFAEL RESENDE DE OLIVEIRA
  • : Investigação in Silico da Interação de Peptídeos Antimicrobianos Análogos da Stigmurina com Modelos de Membranas.

  • Orientador : DAVI SERRADELLA VIEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CARLOS ALESSANDRO FUZO
  • ANDERSON DOS REIS ALBUQUERQUE
  • DAVI SERRADELLA VIEIRA
  • Data: 23/09/2021

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  • 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. 


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  • Stigmurin (Stig), a peptide originating from the venom of the scorpion Tityus stigmurus, and its analogs (StigA8, StigA15, StigA18, and StigA28), are effective in previous in-vitro and in-vivo studies (Larvae of Mariposa Galleria Mellonella), with Stig showing antibacterial activity on Gram-positive bacteria and the analogs on both Gram-positive and Gram-negative. To investigate in detail the interaction of these peptides with different bacterial membranes and establish structural parameters to discuss the mechanism of action of these peptides, molecular dynamics (MD) simulations of Stig, StigA8, and StigA18 peptides were performed in Gram-positive membrane and Gram-negative membrane models. Systems with 1, 2, and 7 peptides were simulated to investigate the effect of peptide concentration on membrane disturbance. MD simulations were carried out using Gromacs 2018 software package and the perturbation and stability analyzes were performed with MEMPLUG (Membrane Thickness, Area by Lipid and Order Parameter). The intermolecular interaction energies were calculated as a function of the time between each peptide and the membrane, showing that there is a greater stabilization in the interactions of the analog peptides with bacterial membranes compared to Stig. Structural parameters, such as membrane fluidity and lipid area, were also evaluated. Analogous peptides caused greater disorder in the lipid tail of bacterial membranes than Stig, characterizing the greater perturbation effect caused by the analogs. Bacterial membranes underwent a slight increase in their surface area, due to the surface interaction and coupling to the membrane surface by the peptides. Finally, the simulations for the concentrated systems (7 peptides) showed the formation of the aggregates, and consequently, a greater local disturbance on the membranes, with drastic reductions in their thickness at the interaction region. The present work corroborates the experimental results and suggests that the mechanism of action of these peptides must be investigated by longer simulations, in concentrations that favor the formation of the aggregates.

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  • ANTONIO MARCELO SILVA LOPES
  • Síntese in situ da liga de FeCo altamente estável encapsulada em carbono a partir do etanol

  • Orientador : TIAGO PINHEIRO BRAGA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • TIAGO PINHEIRO BRAGA
  • MARCO ANTONIO MORALES TORRES
  • JOSÉ MARCOS SASAKI
  • Data: 26/10/2021

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  • Este trabalho se propôs a desenvolver uma liga magnética de FeCo encapsulada em carbono, utilizando-se como precursor de carbono o etanol, através da rota deposição química de vapor (CVD), para aplicação na degradação fotocatalítica do azul de metileno. Inicialmente, sintetizou-se um óxido CoxFeyO4 na proporção 1:1 através do método de Pechini. O material foi submetido à uma redução in situ, através do método CVD usando o etanol como reagente de partida nas temperaturas de 400, 500, 600 e 700ºC. As reações foram estudadas por Cromatografia Gasosa (CG), a partir de alíquotas gasosas coletadas em tempos pré-determinados. A partir das reações de desidrogenação e desidratação do etanol formou-se a liga encapsulada e para fins comparativos reduziu-se a o óxido em liga FeCo pura usando apenas H2. Os materiais formados foram caracterizados e seus resultados interpretados. A partir da análise DRX e Refinamento de Rietveld, foi possível identificar as fases presentes no óxido CoxFeyO4, bem como a presença das fases de carbono cristalino e FeCo nos materiais reduzidos via CVD, cuja intensidade de picos aumenta com a temperatura de síntese. As amostras FeCo-400 e FeCo-700 foram tratadas em meio ácido e alcalino, verificou-se a importância do encapsulamento para a estabilidade da liga de FeCo. Os perfis de TGA indicaram um aumento na estabilidade térmica da liga à medida que a temperatura de síntese é elevada. As medidas magnéticas realizadas para as amostras FeCo, FeCo-400 e FeCo-700, revelaram uma redução nos valores de Ms devido à presença da fase de carbono, bem como mostraram valores de Hc elevados em comparação com a liga de FeCo, especialmente para a amostra FeCo-400, que pode ser associado a existência de uma fração da fase de óxido que não foi reduzido. A espectroscopia Mössbauer confirma a presença da estrutura BCC da liga magnética FeCo nos materiais FeCo, FeCo-400 e FeCo-700 e indica valores de deslocamento isomérico e Bhf coerentes com a literatura para a fase FeCo. Os perfis de TPR-H2 mostram uma redução completa do óxido em liga em aproximadamente 470ºC, o que justifica a presença da mistura de fases óxido e liga na amostra FeCo-400. Os perfis de TPD-NH3 e TPD-CO2 revelam a presença de sítios ácidos de Lewis e sítios básicos (O2-). Os espectros Raman mostraram que a amostras com maior e menor grau de grafitização são respectivamente FeCo-700 e FeCo-500, que após a análise MET confirmou-se a presença de CNTs mais organizado para FeCo-700. A análise MEV-FEG mostra a uniformidade da superfície do óxido, e a previsão da presença de CNTs, que foi confirmada pelas imagens de MET. Ensaios de adsorção comprovaram o encapsulamento dos materiais à medida que a temperatura de síntese aumenta e indicaram que a liga menos encapsulada, FeCo-400, foi o melhor adsorvente devido a sinergia entre  o óxido e a liga de Fe-Co.  Propôs-se um mecanismo para explicar a formação do material de liga encapsulado em carbono baseado nas reações de desidrogração e desidratação do etanol. A energia de band-gap dos materiais indica que são promissores para aplicações fotocatalíticas, onde estudou-se a fotodegradação do azul de metileno (AM), que obteve melhor desempenho para a amostra FeCo-400 através de um processo foto-fenton com geração de H2O2 in situ, que também teve seu mecanismo proposto e cujo sinergismo entre a liga encapsulada e a fase de óxido da amostra, juntamente com o pequeno diâmetro do cristalito da liga FeCo favorecem a fotodegradação do AM.


  • Mostrar Abstract
  • This research proposed to develop a FeCo magnetic alloy encapsulated in carbon, using ethanol as a carbon precursor, through the CVD route, for the photocatalytic degradation of organic contaminants. Initially, a CoxFeyO4 oxide in a 1:1 ratio was synthesized using the Pechini method. The material was subjected to in situ reduction, by the CVD method, using ethanol as the initial reagent at temperatures of 400, 500, 600 and 700ºC. The reactions were studied by Gas Chromatography (GC), from gas aliquots collected at predetermined times. From the ethanol dehydrogenation and dehydration reactions, it is transformed into an encapsulated binder and, for comparative purposes, it is reduced to oxide in the pure FeCo binder using only H2. You are materialized by a characterized and interpreted result. From the analysis of XRD and Rietveld Refinement, it is possible to identify the phases present without CoxFeyO4 oxide, as well as the presence of crystalline carbon and FeCo phases in reduced materials via CVD, whose peak intensity increases with the synthesis temperature. Thus, we show FeCo-400 and FeCo-700 were treated in acidic and alkaline medium and we verified the importance of encapsulation for the stability of the FeCo bond. TGA profiles indicate an increase in the thermal stability of the bond as the local temperature is raised. Magnetic measurements performed for the FeCo, FeCo-400 and FeCo-700 samples reveal a reduction in the more values due to the presence of the carbon phase, as well as showing high Hc values compared to the FeCo Bond, especially for an It presents FeCo-400, which may be associated with the existence of a fraction of the oxide phase that was not reduced. Mössbauer spectroscopy confirms the presence of the BCC structure of the FeCo magnetic bond in FeCo, FeCo-400 and FeCo-700 materials and indicates values of isomeric displacement and Bhf coefficient with literature for the FeCo phase. The H2-TPR profile shows a complete reduction of the oxide in the bond at approximately 470°C, or which justifies the presence of the mixture of oxide and bonding phases in presenting FeCo-400. The profiles of NH3-TPD and CO2-TPD revealed the presence of Lewis acid sites and basic sites (O2-). The Raman spectra will show that a higher and lower degree of graphitization is respectively FeCo-700 and FeCo-500, which uses TEM analysis to confirm the presence of more organized CNTs for FeCo-700. The SEM-FEG analysis shows the uniformity of the oxide surface and the prediction of the presence of CNTs, which was confirmed by the TEM images. Adsorption tests prove or encapsulate two materials as the synthesis temperature increases and indicate a less encapsulated FeCo-400 that synergizes with Fe-Co oxide as an adsorbent. Proposal is a mechanism to explain the formation of carbon-based encapsulated binding material in ethanol dehydration and dehydration reactions. The band-gap energy of two materials indicates that they are promising for photocatalytic applications, where the photodegradation of methylene blue (MB) is studied, which obtains the best removal for the FeCo-400 sample through a photo-processing process. Fenton with in situ H2Ogeneration, which also has its mechanism of synergism between the encapsulated bond and the oxide phase, together with the small diameter of the crystallite of the FeCo bond, favors MB photodegradation.

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  • ROALLISSON SPAYCK DE OLIVEIRA SILVA
  • DETECÇÃO ELETROQUÍMICA DE CAFEÍNA UTILIZANDO UM ELETRODO DE NANOPAREDES DE CARBONO DOPADO COM BORO (B: CNW)

  • Orientador : CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • ELISAMA VIEIRA DOS SANTOS
  • DANYELLE MEDEIROS DE ARAUJO
  • Data: 29/10/2021

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  • 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.


  • Mostrar Abstract
  • Over the years there have been significant increases in the production and consumption of caffeine worldwide, this popularity is due to its important physiological effects, however, its unregulated use and inadequate dosages can cause serious problems in the short and long term. Taking great interest and concern from the scientific community in studying and proposing new effective ways to monitor the dosage used for the production of products containing caffeine. Electrochemical techniques suggest a new and efficient way to detect caffeine quickly. Using simple instrumentation, they provide an efficient detection sensitivity for the compound of interest. The present work will address the use of a new boron-doped carbon nanowall electrode (B: CNW) for the detection of caffeine. Electrochemical studies were performed on synthetic and real samples, the results showed that the new electrode presented an anodic signal for caffeine in the range of 1.35 V, the analysis of the regression residues showed that there is a linear response, obtaining a limit detection of 7.97 x 10-5 M. The electrode was able to efficiently quantify low concentrations of caffeine present in real samples of commercial products. The results and previous studies carried out so far, demonstrate the potential of this modified electrode for future applications in food sensors, but further study and improvement in experimental parameters is required for its use as a chemical and biological sensor.

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  • CARLOS VITAL DOS SANTOS JÚNIOR
  • Estrutura eletrônica e ligações químicas em mecanismos de reações de substituição nucleofílica: Análises topológica da densidade eletrônica total e de recobrimento

  • Orientador : MIGUEL ANGELO FONSECA DE SOUZA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANDERSON DOS REIS ALBUQUERQUE
  • JÚLIO COSME SANTOS DA SILVA
  • MIGUEL ANGELO FONSECA DE SOUZA
  • RENALDO TENÓRIO DE MOURA JÚNIOR
  • Data: 29/10/2021

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  • O entendimento dos aspectos centrais dos mecanismos de reações químicas tem focado na descrição energética e estrutural dos PES (do inglês “profile energetic surface”). No entanto, métodos de análise de ligações químicas podem contribuir com informações cruciais na descrição destes mecanismos. Uma interessante reação química para aplicar análises de ligações químicas são as substituições nucleofílicas bimoleculares (SN2). Uma característica peculiar desta reação em fase gás é a dependência que a forma do PES apresenta em função da natureza do átomo central ou substituinte, normalmente atribuído a efeitos estéricos. O objetivo deste trabalho é aplicar os modelos QTAIM (quantum theory of atoms in molecules), OP (overlap properties) e LVM (local vibrational mode) no estudo das ligações químicas de interesse nos pontos estacionários das reações Cl– + XR3Cl (sendo que A = C, Si) e Cl– + BR2Cl (sendo que B = P e N), com R = H, F, Cl, Me e Et. Para as reações SN2@C e SN2@N, os reagentes e produtos estão separados por um estado de transição pentacoordenado(@C) ou tretacoordenado(@N), correspondente ao ponto de sela na PES. Por outro lado, para as reações SN2@Si e SN2@P, um complexo de transição pentacoordenado(@Si) e tetracoordenado (@P) estável foi observado. Os descritores da análise QTAIM (  e ), propriedades de recobrimento () e as constantes de força LVM (  ) foram obtidas para os sistemas estudados. As análises QTAIM indicam que as ligações C–R e N–R são mais covalentes que as ligações Si–R e P–R, devido aos valores mais negativos de HBCP and  . Estes resultados concordam com as propriedades de recobrimento para as ligações C–R e N–R, indicando uma alta concentração de densidade nestas ligações quando comparada as ligações Si–R e P–R. Além disso, o método LVM (através das constantes de força  )  também revela que as ligações C–R e N–R são mais fortes do que as ligações Si–R e P–R. Por fim, a repulsão de recobrimento de Coulomb (         ) é geralmente maior para as ligações C–R do que Si–R nos sistemas com formato XR3Cl, sugerindo que o efeito estérico experimentados pelo Cl–  nas reações SN2@C está provavelmente associado com um aumento da natureza covalente das ligações C–R que concentra densidade eletrônica de forma mais eficiente do que a ligação Si–R.


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  • Understanding the key aspects of chemical reaction mechanisms is usually focused on the profile energetic surface (PES) energetic and structural. However, bond analysis methodologies can add information about the reaction mechanisms. An attractive reaction to apply bond analysis methods is the bimolecular nucleophilic substitution (SN2). A peculiar feature of this reaction in the gas phase is the PES dependence on the atomic center and/or substituent group nature, generally attributed to steric effects. The central goal of this work is to apply the QTAIM, overlap properties (OP), and local vibrational mode (LVM) theory models to study the chemical bonds in stationary points of the Cl + XR3Cl (with A = C and Si) and C–– + BR2Cl (with B = P and N) reactions, with R = H, F, Cl, Me, e Et. On the one hand, for the SN2@C and SN2@N reactions, the reactants and products are separated by a pentacoordinate(@C) and tetracoordinate (@N) transition state (TS), corresponding to a saddle point in the PES. On the other hand, for SN2@Si and SN2@P reactions a stable pentacoordinate(@Si) and tetracoordinate (@P) transition complex is observed. The chemical bond descriptors  and , overlap properties () and LVM force constants () were obtained for the studied systems. QTAIM analysis indicated that the C–R and N–R bonds are indicated to be more covalent than the Si–R and P–R bonds, due more negative HBCP and  values. These results agree with the overlap properties to C–R and N–R bonds, indicating a high density concentration as compared to Si–R and P-R bonds. Besides, the LVM analysis also reveal that the C–R and N–R bonds are more stronger (from the force constants  values) than Si–R and P–R ones. Lastly, the overlap Coulomb repulsion energy () is generally greater in C–R than in Si–R in XR3Cl systems, suggesting that the steric hindrance experienced by Cl in SN2@C reactions is probably associated with the greater covalent nature of C–R bonds, that concentrate density along the chemical bond more efficiently than in Si–R.

     

Teses
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  • JOSÉ EUDES LIMA SANTOS
  •  ESTUDO DA EFICIÊNCIA DE PRODUÇÃO CATÓDICA DE H2 A PARTIR DA OXIDAÇÃO ELETROQUÍMICA AVANÇADA DOS POLUENTES VERMELHO DE METILA E 2,4-DICLOROFENOXIACETATO DE SÓDIO

  • Orientador : CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • DAYANNE CHIANCA DE MOURA
  • MARCO ANTONIO QUIROZ ALFARO
  • NEDJA SUELY FERNANDES
  • POLLYANA SOUZA CASTRO
  • SUELY SOUZA LEAL DE CASTRO
  • Data: 19/01/2021

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  • A poluição ambiental, em especial da água, e a crise energética causada pelo crescente uso de combustíveis fósseis são dois dos maiores problemas mundiais contemporâneos que requerem uma solução imediata. Por isso, este trabalho propôs avaliar a eficiência da produção de hidrogênio a partir da oxidação de duas das fontes mais poluidoras da água, os corantes e herbicidas. Para tanto, a oxidação eletroquímica do corante vermelho de metila (MR) e o herbicida 2,4-diclorofenóxiacetato de sódio (2,4-DNa) foi investigada nos ânodos de Si/BDD, Pb/PbO2 e Ti/SnO2 dopado com Sb em meio aquoso ácido por aplicar 30 mA cm-2 com simultânea produção e quantificação do gás hidrogênio produzido no compartimento catódico. Os experimentos eletroquímicos foram realizados em uma célula eletroquímica de dois compartimentos separados por uma membrana de Náfion®. O processo de degradação eletroquímica foi monitorado por espectroscopia de UV-VIS, HPLC e Carbono Orgânico Total. Já as propriedades eletrocatalíticas dos ânodos e cátodos foram avaliadas pelos parâmetros de Tafel obtidos por voltametria de varredura linear. Os resultados mostraram, claramente que, MR e 2,4-DNa podem ser oxidados sobre tais ânodos, mas ambos o nível de oxidação e a eficiência de corrente anódica variaram significativamente entre esses materiais. O Si/BDD teve a maior capacidade de remoção eletroquímica dos poluentes orgânicos, que foi atribuída a alta participação dos radicais hidroxila e sulfato. A formação do radical sulfato, apenas no ânodo de BDD, inibiu a produção de oxigênio no ânodo em cerca de 50% em 0,5 mol L-1 de H2SO4. Em relação à produção de hidrogênio, os resultados mostraram que a velocidade de produção de H2 é dependente da corrente aplicada, do tempo de eletrólise e do desenho da célula. Além disso, a eficiência de corrente catódica foi superior a 80% na célula do tipo H e 100% na célula do tipo II. O uso de materiais catódicos alternativos à platina tem eficiências semelhantes a este metal nobre, diferindo apenas em sua estabilidade química/eletroquímica no meio eletrolítico estudado e no sobrepotencial de hidrogênio. Com a produção de hidrogênio, o consumo de energia do sistema eletroquímico pode ser reduzido em até 44% com o ânodo de BDD suportado em nióbio e cátodo de platina em 2 mol L-1 de H2SO4. Portanto, com esse sistema acoplado é possível reduzir o impacto da poluição da água e gerar uma fonte de energia limpa que pode ser utilizada para reduzir o custo dos processos de tratamento eletroquímico da água.


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  • Environmental pollution, especially of water, and the energy crisis caused by the growing use of fossil fuels are two of the greatest contemporary world problems that require an immediate solution. For this reason, this work proposed to evaluate the efficiency of hydrogen production from the oxidation of two of the most polluting sources of water, dyes and herbicides. For this purpose, the electrochemical oxidation of the methyl red dye (MR) and the herbicide 2,4-dichlorophenoxyacetate (2,4-DNa) was investigated in the anodes of Si/BDD, Pb/PbO2 and Ti/Sb doped SnO2 in acidic aqueous medium by applying 30 mA cm-2 with simultaneous production and quantification of the hydrogen gas produced in the cathode bay. The electrochemical experiments were performed in an electrochemical cell of two compartments separated by a Nafion® membrane. The electrochemical degradation process was monitored by UV-VIS spectroscopy, HPLC and Total Organic Carbon analysis. The electrocatalytic properties of anodes and cathodes were evaluated by Tafel parameters obtained by linear sweep voltammetry. The results clearly showed that MR and 2,4-DNa can be oxidized over such anodes, but both the oxidation level and anodic current efficiency varied significantly between these materials. Si/BDD had the highest electrochemical removal capacity of organic pollutants, which was attributed to the high participation of hydroxyl and sulphate radicals. The formation of the sulfate radical, only in the anode of BDD, inhibited the production of oxygen in the anode by about 50% in 0.5 mol L-1 of H2SO4. Regarding hydrogen production, the results showed that the H2 production rate is dependent on the current applied, the electrolysis time and the cell design. Moreover, the cathodic current efficiency was higher than 80% in the type H cell and 100% in the type II cell. The use of alternative cathodic materials to platinum has efficiencies similar to this noble metal, differing only in its chemical/electrochemical stability in the electrolytic medium studied and in the overpotential of hydrogen. With hydrogen production, the energy consumption of the electrochemical system can be reduced by up to 44% with the BDD anode supported on niobium and platinum cathode on 2 mol L-1 of H2SO4. Therefore, with this coupled system it is possible to reduce the impact of water pollution and generate a clean energy source that can be used to reduce the cost of electrochemical water treatment processes.

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  • JOSÉ ANDERSON MACHADO OLIVEIRA
  • CARACTERIZAÇÃO DOS REVESTIMENTOS COMPÓSITOS DE QUITOSANA-TUNGSTÊNIO E QUITOSANA-MOLIBDÊNIO OBTIDOS POR DEPOSIÇÃO ELETROFORÉTICA

  • Orientador : JOSE LUIS CARDOZO FONSECA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANA REGINA NASCIMENTO CAMPOS
  • ALCIDES DE OLIVEIRA WANDERLEY NETO
  • JOSE LUIS CARDOZO FONSECA
  • MARCIA RODRIGUES PEREIRA
  • POLLYANA SOUZA CASTRO
  • RENATO ALEXANDRE COSTA DE SANTANA
  • Data: 21/01/2021

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  • 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 (icoor) 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 icoor 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.


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  • Chitosan is a naturally occurring polysaccharide derived from chitin. It has biocompatible, antibacterial, biodegradable properties, low toxicity, and excellent film formation capacity. Therefore, chitosan-based composite materials or coatings can be applied in different technological and industrial sectors, for example, in the food, cosmetics, textile, biomedicine, and agriculture industries. Due to their mechanical properties and corrosion resistance, tungsten, molybdenum, and their compounds can be used to produce materials with superior properties for applications in environments under extreme operational requirements. Thus, based on the intrinsic properties of chitosan and the metals tungsten and molybdenum, two new composite coatings of chitosan-tungsten (Quit-W) and chitosan-molybdenum (Quit-Mo), obtained by the electrophoretic deposition process, were characterized in this work to evaluate its possible application for protection of metallic structures against corrosion in a medium containing chloride ions (NaCl). The results of morphology (SEM), chemical composition (EDS), crystallography (XRD), and spectroscopy in the infrared region (FT-IR) confirmed the deposition of composite coatings consisting of a film on the micrometric scale, impregnated with metal nanoparticles (tungsten or molybdenum) distributed homogeneously in the chitosan matrix. The results of corrosion resistance, obtained by Potentiodynamic Polarization (PP) and Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), showed that the composite coatings improved the corrosion resistance of 1020 steel exposed in corrosive NaCl medium (3.5 %). The Quit-W composite coating obtained under the operating conditions of 10 V, pH 5.5, and 10 minutes of deposition showed a corrosion current density (icorr) of 4.0 ± 0.2 µA/cm²; the Quit-Mo composite coating obtained in the conditions of 5 V, pH 5.5, and 10 minutes of deposition (suspension 1: 0.5 g/L of chitosan and 1 mmol/L of sodium molybdate) showed an icorr of 1.4 ± 0.3 µA/cm², thus being the most corrosion-resistant coatings for each evaluated system. Therefore, the results presented here prove the achievement of a new class of chitosan-based composite materials with potential application for the protection of metallic structures against corrosion.

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  • PAULO CÉSAR FRANÇA DA CÂMARA
  • Obtenção de biomateriais utilizando derivados de taninos e glicosaminoglicanos para aplicações na engenharia tecidual e medicina regenerativa

  • Orientador : ROSANGELA DE CARVALHO BALABAN
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CARLOS AUGUSTO GALVAO BARBOZA
  • DENISE FREITAS SIQUEIRA PETRI
  • JOSE LUIS CARDOZO FONSECA
  • JULIANA DE SOUZA NUNES
  • PAULO NORONHA LISBOA FILHO
  • ROSANGELA DE CARVALHO BALABAN
  • Data: 02/02/2021

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  • Desenvolver estruturas de polissacarídeos estáveis com propriedades bioquímicas e biomecânicas semelhantes da matriz extracelular (MEC) é o um dos grandes objetivos da engenharia de tecidual e medicina regenerativa. Melhorar a biocompatibilidade de materiais convencionais através de modificação de superfície tem se mostrado um meio eficaz de melhorar sua resposta biológica. Além disso, os biomateriais utilizados em dispositivos médicos necessitam apresentar compatibilidade com diversos meios biológicos, não ativando o sistema imune do paciente, levando a rejeição e falha desses materiais. Nós relatamos uma nova classe de revestimentos de superfície com a finalidade de aumentar a biocompatibilidade e resposta celular usando multicamadas de polieletrólitos automontados (PEMs) com um derivado de taninos catiônico e glicosaminoglicanos (condroitina sulfato ou heparina), por esses polieletrólitos apresentarem estruturas químicas semelhantes às encontradas na MEC. A construção dos PEMs foi monitorada por Ressonância Plasmônica de Superfície in situ com Transformada de Fourier (FT-SPR). As propriedades de superfície avaliadas por Espectroscopia de Fotoelétrons Excitados por Raios X (XPS), Espectroscopia de Força Atômica (AFM) e medidas de ângulo de contato. Foram realizados ensaios in vitro de células e com componentes do sangue humano para avaliar o desempenho dos materiais no meio biológico. A resposta de células-tronco derivadas de adiposo humano (ADSCs) foi avaliada através de ensaios de citocompatibilidade, adesão e proliferação de células usando microscopia de fluorescência. Enquanto os ensaios de hemocompatibilidade através de adsorção de proteínas séricas, adesão e ativação plaquetária, como também ensaios de coagulação do sangue total, pelas técnicas de XPS, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e Espectroscopia no Ultravioleta Visível (UV-vis). Os PEMs se mostraram citocompatíveis, promovendo adesão e proliferação celular na superfície dos biomateriais. Os ensaios com sangue apontam para o alto potencial de desenvolver materiais hemocompatíveis através de derivados de taninos. Particularidades na estrutura química do tanfloc foram sinalizadas como cruciais no controle de adsorção de proteínas do sangue, como fibrinogênio, criando um efeito antiplaquetário na superfície dos materiais. A associação entre os componentes do biomaterial com células e moléculas bioativas chaves em processos biológicos importantes na reconstrução de grandes perdas teciduais destaca o grande potencial dos materiais. Essas são características fundamentais para revestimentos biocompatíveis em aplicações na engenharia tecidual e dispositivos médicos.


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  • Develop stable polysaccharide structures with biochemical and biomechanical properties used by extracellular matrix (ECM) is one of the goals of tissue engineering and regenerative medicine. Improve the biocompatibility of conventional materials through surface modification has been shown to be an effective way to enhance their biological response. In addition, biomaterials used in medical devices need to be compatible with various biological environments, not activating the patient's immune system, leading to rejection and failure of these materials. We report a new class of surface coatings for the purpose of enhancing biocompatibility and cellular response using multilayer self-assembled polyelectrolytes (PEMs) with a derivative of cationic tannins and glycosaminoglycans (chondroitin sulfate or heparin) because they exhibit similar chemical structures to found in ECM. The construction of polyelectrolyte multilayers was monitored by Fourier Transform Surface Plasmon Resonance (FT-SPR). The surface properties were assessed by X-ray Excited Photoelectron Spectroscopy (XPS), Atomic Force Spectroscopy (AFM) and contact angle measurements. The response of human adipose-derived stem cells (ADSCs) was evaluated in vitro through cytocompatibility assays, adhesion and proliferation of the cells using fluorescence microscopy. For the hemocompatibility assays, the adsorption of serum protein, adhesion and platelet activation, as well as whole blood coagulation assays was monitored by XPS, scanning electron microscopy (SEM) and visible ultraviolet (UV-vis) spectroscopy. The interactions of ADSCs with these new biomaterial surfaces demonstrate that these surface coatings exhibit good cytocompatibility and that they promote cell attachment and proliferation. Blood tests point to the high potential of developing hemocompatible materials through tannin derivatives. Particularities in the chemical structure of tanfloc were signaled as crucial in the control of blood protein adsorption, such as fibrinogen, creating an antiplatelet effect on the surface of the materials. The association between biomaterial components and cells and key bioactive molecules in biological processes important in the reconstruction of large tissue losses highlights the great potential of materials. These characteristics are very desirable for biocompatible coatings for applications such as tissue engineering scaffolds and medical devices.

     

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  • STÉPHANIE CAVALCANTE DE MORAIS
  • Avaliação de complexos polieletrolíticos à base de poli(epicloridrina-co-dimetilamina) e poli(ácido 4-estireno-sulfônico-co-ácido maleico) na veiculação de polifosfatos para o controle de incrustações em poços de petróleo

  • Orientador : ROSANGELA DE CARVALHO BALABAN
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ROSANGELA DE CARVALHO BALABAN
  • JOSE LUIS CARDOZO FONSECA
  • MIGUEL ANGELO FONSECA DE SOUZA
  • ALESSANDRO FRANCISCO MARTINS
  • MARCOS ANTONIO VILLETTI
  • Data: 11/03/2021

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  • 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%.


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  • Polyelectrolytic complexes (PEC) based on poly(epichlorohydrin-co-dimethylamine) (EPI-DMA) and poly(4-styrene-sulfonic acid-co-maleic acid) (PSSMA) for polyphosphate encapsulation were first prepared in the literature. The PEC was developed in order to increase the durability of the treatment of scale in oil wells. Sodium hexametaphosphate (SHMP) was used as a model polyphosphate in this work and evaluated as a calcium carbonate scale inhibitor. The relationship between pH and CaCO3 formation was evaluated by static tests, dynamic precipitation in capillary and scanning electron microscopy (SEM) images. At pH 6.5, excellent results were found with complete inhibition of CaCO3 deposition in the capillary with only 2.5 mg L-1 of SHMP and a deformed structure of the CaCO3 crystals by SEM images was observed. In turn, at pH 7.5 and above, SHMP showed a significant decrease in the efficiency of scaling inhibition even at high concentrations. These results were attributed to the precipitation kinetics of CaCO3 under the drastic conditions evaluated. To optimize the PEC formulations, a 23 factorial design was applied. The resulting PEC suspensions were characterized by dynamic light scattering (DLS), zeta potential and SHMP encapsulation efficiency (EE). The best results were found by the formulation using 1% (w/w) of EPI-DMA, 0.1% of PSSMA and addition of SHMP before PSSMA. This optimized formulation was applied in real oil well conditions and showed good stability at 25 °C and reduced stability with increasing temperature. The PEC showed excellent inhibition efficiency against calcium carbonate scale with minimum effective concentration (MCE) of 2.0 mg L-1 using the same concentration of SHMP at 100 °C and 1000 psi. The PEC suspension also showed exceptional performance in the evaluation of the interaction with sandstone, improving not only the adsorption of the material in the rock grains, but also the durability of the treatment by 100%.

     

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  • ARGEU CAVALCANTE FERNANDES
  • APLICAÇÃO DOS PROCESSOS ELETROQUÍMICOS OXIDATIVOS AVANÇADOS (PEOAS) NO TRATAMENTO DE EFLUENTES FARMACÊUTICOS UTILIZANDO ÂNODO DE DDB

  • Orientador : CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALINE MARIA SALES SOLANO
  • CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • DANYELLE MEDEIROS DE ARAUJO
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • ELISAMA VIEIRA DOS SANTOS
  • Data: 19/05/2021

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  • Neste estudo, foram utilizados os processos de Oxidação Anôdica com eletrogeração in situ de peróxido de hidrogênio (OA-H2O2) e Eletro-Fenton (EF) para a descontaminação de dois efluentes sintéticos contendo os medicamentos cafeína e cloridrato de metformina (MET), sendo o primeiro um dos compostos mais consumo pela população em geral e o último usado no tratamento do diabetes tipo II. O ânodo usando foi o diamante dopado com boro DDB. A eficiência dos processos foi avaliada por meio de espectroscopia no UV-vis, DQO, COT e HPLC. Para otimizar os processos, estudou-se a influência de parâmetros operacionais, como concentração de eletrólito de suporte, concentração dos medicamentos, densidade de corrente (15, 30 e 60 mA cm-2) e pH inicial (3,0). A remoção máxima de cafeína, pela demanda química de oxigênio (DQO), atingiu 92% e 53% após 360 min de eletrólise no pH inicial 3 para EF e OA-H2O2, respectivamente, sendo a concentração inicial de cafeína 100 mg L-1, com densidade de corrente constante de 30mA cm-2 e 0,05 mol.L-1 do eletrólito Na2SO4. Quanto a MET, foi possível perceber que o aumento da densidade de corrente aplicada também favoreceu a remoção usando a OA-H2O2. Observando os dados de EF, foi possível perceber que os resultados apresentaram-se melhores com mais de 97% de remoção quando comparado com OA-H2O2 que conseguiu 85% de remoção.


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  • In this study, the Anodic Oxidation processes with in situ hydrogen peroxide (AO-H2O2) and Electro-Fenton (EF) processes were used for the decontamination of two synthetic effluents containing the drugs caffeine and metformin hydrochloride (MET). the first one of the compounds most consumed by the general population and the last used in the treatment of type II diabetes. The anode using was the DDB boron doped diamond. The efficiency of the processes was evaluated by means of spectroscopy in UV-vis, COD, COT and HPLC. In order to optimize the processes, the influence of operational parameters was studied, such as support electrolyte concentration, drug concentration, current density (15, 30 and 60 mA cm-2) and initial pH (3.0). The maximum removal of caffeine, due to the chemical oxygen demand (COD), reached 92% and 53% after 360 min of electrolysis at the initial pH 3 for EF and AO-H2O2, respectively, with the initial concentration of caffeine 100 mg L-1, with a constant current density of 30mA cm-2 and 0.05 mol.L-1 of the Na2SO4 electrolyte. As for MET, it was possible to notice that the increase in the applied current density also favored the removal using AO-H2O2. Observing the EF data, it was possible to notice that the results were better with more than 97% removal when compared to AO-H2O2, which achieved 85% removal.

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  • MAICON OLIVEIRA MIRANDA
  • DEGRADAÇÃO FOTOCATALÍTICA DO IBUPROFENO USANDO NANOPARTÍCULAS DE TITÂNIO SUPORTADA EM CARBONO CMK-3 MESOPOROSO.

  • Orientador : TIAGO PINHEIRO BRAGA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANNE GABRIELLA DIAS SANTOS
  • CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • DAVI SERRADELLA VIEIRA
  • EDSON CAVALCANTI DA SILVA FILHO
  • TIAGO PINHEIRO BRAGA
  • Data: 22/07/2021

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  • 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.

  • Mostrar Abstract
  • TiO2 nanoparticles dispersed in ordered mesoporous CMK-3 carbon with different Ti contents were successfully synthesized and their activity in the photocatalytic degradation of ibuprofen was presented. The photocatalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), nitrogen adsorption-desorption isotherms, diffuse reflectance, Raman spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), scanning electron microscopy (SEM-FEG) and transmission electron microscopy (TEM). A simple theoretical-computational study through the single point energy calculation was also presented. Diffractograms, Raman, and XPS spectra confirmed the formation of anatase and graphitic carbon. Low-angle XRD, N2 physisorption and the TEM images indicated that the CMK-3 support does not undergo a significant change in the mesoporous structure after the insertion of TiO2. The ID/IG ratio observed in the Raman spectra did not vary significantly with an increase in the titanium content, which shows that the crystallinity of CMK-3 is practically unchanged. Anatase crystallite sizes vary from 8 to 15 nm and specific areas vary from 348 to 586 m2.g-1, depending on the TiO2 content. The single point energy calculation confirmed the lowest energy to stabilize the titanium oxide and carbon composite for the sample with 1% of Ti compared to 8 and 18%. The 1% TiO2/CMK-3 photocatalyst exhibited the best photocatalytic performance, reaching 100% degradation in just 5 min. Chemical oxygen demand and total organic carbon results confirmed the mineralization of ibuprofen. The degradation and mineralization mechanism of ibuprofen follows a sequence of radical reactions that occur in solution and on the solid surface, and may lead to the formation of intermediates before its mineralization.

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  • DAMIANA SINÉZIO DE SOUZA
  • Inserção controlada de pilares de óxido de alumínio em argilas bentonitas

  • Orientador : SIBELE BERENICE CASTELLA PERGHER
  • MEMBROS DA BANCA :
  • FABIO GARCIA PENHA
  • FERNANDO JOSÉ VOLPI EUSÉBIO DE OLIVEIRA
  • LINDIANE BIESEKI
  • Manuel Karim Sapag
  • SIBELE BERENICE CASTELLA PERGHER
  • TIAGO PINHEIRO BRAGA
  • Data: 06/08/2021

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  • As argilas são minerais amplamente disponíveis na natureza. Elas são aplicadas como catalisadores em vários processos químicos, como o craqueamento do petróleo, e transformações químicas em solos. Algumas argilas específicas (como as bentonitas) possuem características que nos permitem modificar suas propriedades, tais como o aumento da área específica, aumento de sítios ativos e maior estabilidade térmica. Entre os processos de modificação química das argilas, tem-se a pilarização que consiste na inserção de pilares entre as lamelas, ampliando o espaçamento basal e consequentemente a acessibilidade as galerias da argila, intensificando assim suas características adsortivas e catalíticas. Um sistema para a síntese de pilarização com Al30 foi estudado, o qual possibilitou a obtenção de um material com propriedades superiores aos sintetizados empregando os métodos tradicionais. Como o objetivo de obtenção e pilarização do Al30 foram realizadas variações nos parâmetros: Aplicação da expansão da argila com água, brometo de cetiltrimetilamônio (CTMA-OH), brometo de tetrapropilamônio (TPA-OH), etilenoglicol (EG), temperatura, tempo, e concentração dos reagentes. A temperatura de síntese da solução pilarizante bem como o tempo de aquecimento mostram ser em conjunto o fator primordial com relação ao tamanho dos espaçamentos basais. A concentração dos reagentes também contribuiu para obtenção do Al30. Os melhores resultados foram obtidos para a solução pilarizante com razão [OH]/[Al] = 2,4, temperatura de 95°C durante 12h. Os resultados mostraram que é possível obter algum controle sobre a inserção e o tamanho dos pilares em pilarizações com argilas do tipo bentonita através do ajuste de parâmetros do sistema de síntese comumente usados para pilarizações com Al13.


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  • Clays are minerals widely available in nature. They are applied as catalysts in various chemical processes, such as oil cracking, and chemical transformations in soils. Some specific clays (such as bentonitic) have characteristics that allow us to modify their properties, such as an increase in specific area, an increase in active sites and greater thermal stability. Among the chemical modification processes of clays, there is pillarization, which consists of inserting pillars between the lamellae, increasing the basal spacing and consequently the accessibility of the clay galleries, thus intensifying its adsorptive and catalytic characteristics. A system for the synthesis of pillarization with Al30 was studied, which made it possible to obtain a material with properties superior to those synthesized using traditional methods. Variations were made in the parameters: Application of clay expansion with water, cetyltrimethylammonium bromide (CTMA-OH), tetrapropylammonium bromide (TPA-OH), ethylene glycol (EG), temperature, time, and concentration of reagents. The synthesis temperature of the pillaring solution as well as the heating time together show to be the primary factor in relation to the size of the basal spacings. The concentration of reagents also contributed to obtain Al30. The best results were obtained for the pillaring solution with ratio [OH]/[Al] = 2.4, temperature of 95°C for 12h. The results showed that it is possible to obtain some control over the insertion and size of columns in pillars with bentonite clays by adjusting the parameters of the synthesis system commonly used for pillars with Al13.

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  • FLORYMAR ESCALONA DURAN
  • Tratamento de emissões gasosas residuais utilizando tecnologias de eletroabsorção. 

  • Orientador : CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ENGRACIA LACASA FERNÁNDEZ
  • CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • DANYELLE MEDEIROS DE ARAUJO
  • GIANCARLO RICHARD SALAZAR BANDA
  • MANUEL ANDRES RODRIGO RODRIGO
  • Data: 24/08/2021
    Ata de defesa assinada:

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  • 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.


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  • In the search for new alternatives for the treatment of volatile organic compounds (VOCs) and gases with an unpleasant odor, in this work, the degradation of gaseous pollutants using electrochemically assisted absorbent devices was studied. For this, a packed column or a Venturi injector was integrated into an electrochemical cell (with boron-doped diamond anodes (BDD) supported on Tantalum and/or Silicon substrates) and the efficiency in the removal of toluene and perchloroethylene (PCE) from air streams was studied, without and with the mediating effect of the Co(II)/Co(III) couple in solution. In the first results, it was obtained that the formation of Co(III) on the Ta/BDD anode was significantly higher concerning the Si/BDD anode, which was later corroborated with the treatment of gaseous streams contaminated with PCE, where again the Ta/BDD anode was more efficient both in the production of Co(III) species and in the degradation of the pollutant, and the degradation rate increased in the presence of cobalt, especially when previous electrolysis was carried out for the accumulation of oxidants. Comparing the absorbent devices, it was obtained that the removal of PCE was more efficient using the Venturi injector both in absorption experiments and in electroabsorption. For its part, the removal of toluene by mediated electroabsorption yielded the best efficiencies, especially at high current densities; however, important participation of the sulfate/persulfate pair was also suggested in electroabsorption experiments with only an acidic medium as a supporting electrolyte. With the packed column, the system showed a better performance for the electrochemical degradation of toluene, while the Venturi injector reported the best efficiencies for the retention of the contaminant in the electrolyte/absorbent. The results obtained are interesting because, in general, both electroabsorption systems allowed the efficient removal of the treated pollutants. The BDD anode substrate seems to have a determining effect on the efficiency of the mediated electrochemical treatments, an aspect that has been little investigated and therefore offers a new line of study. Finally, the mediating effect of the Co(II)/Co(III) pair was significant in the treatment of PCE with pre-electrolysis and in the oxidation of toluene at the highest current density, in both cases using Si/BDD anodes, which highlights the relevance of mediated electro-oxidation mechanisms. The results obtained with the highest amounts of Co(III) generated at the Ta/BDD anode propose that the promotion of oxidants is not always positive from the point of view of their accumulation in the electrolyte, Ta/BDD anode appears to promote sufficient amounts of hydroxyl radicals, making the presence of the metal unnecessary.

    The high potential demonstrated so far by this integrated technology and the need to develop new gas treatment processes for real applications, suggest that electro-scrubbing technology may, in the long term, have important industrial applications in the treatment of numerous pollutants. gaseous.
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  • SEMUEL EBENEZER DANTAS COSTA
  • Produção e avaliação de rochas sintéticas para ensaios de recuperação avançada de petróleo.

  • Orientador : TEREZA NEUMA DE CASTRO DANTAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANTONIO ROBSON GURGEL
  • EDNEY RAFAEL VIANA PINHEIRO GALVAO
  • JOSE LUIS CARDOZO FONSECA
  • MARCOS ALLYSON FELIPE RODRIGUES
  • TAMYRIS THAISE COSTA DE SOUZA
  • TEREZA NEUMA DE CASTRO DANTAS
  • Data: 31/08/2021

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  • Por causa da dependência da sociedade moderna em relação aos derivados de petróleo, pesquisas sobre sua exploração e produção têm se tornado imperativas. Como as rochas naturais usadas em ensaios laboratoriais de recuperação avançada de petróleo (EOR) dependem da sua difícil obtenção e, pelo fato delas serem anisotrópicas, ensaios com similares sintéticos mostram-se como uma alternativa para análises e avaliações dos métodos EOR. Assim, este trabalho tem como objetivo produzir e analisar rochas sintéticas que possam substituir as rochas naturais em ensaios de EOR. Para isso, foram produzidas rochas a partir de misturas de areia da praia e argilas cerâmica, diatomita e caulinita, utilizando planejamento fatorial 23 com triplicata no ponto central. Na obtenção das rochas, foram variadas a concentração de aglomerante, pressão de compactação e temperatura de sinterização para avaliar os comportamentos das propriedades petrofísicas e mecânicas das rochas sintéticas. A análise de variância (ANOVA) mostra que os modelos obtidos para porosidade, permeabilidade e resistência à compressão uniaxial das rochas sintéticas são preditivos e significativos, com coeficientes de determinação de, no mínimo, 0,95276. Além disso, as propriedades petrofísicas das rochas produzidas apresentaram valores similares aos das rochas carbonática e arenitos Berea e Botucatu, comumente usadas em ensaios de EOR, com porosidades de 17,89 a 36,78% e permeabilidades de 14,34 a 201,98 mD. Os melhores resultados foram obtidos com as rochas de argila cerâmica, a qual apresenta maior quantidade de minerais fundentes. 


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  • : Due to modern society dependence on petroleum derivatives, researches about its exploration and production have become extremely important. Since the natural rocks commonly used in enhanced oil recovery (EOR) laboratorial trials are difficult to acquire and, also due to the fact that these rocks are usually anisotropic, the utilization of synthetic similar materials appear as an alternative to analysis and evaluation of EOR methods. Therefore, the present work aims to produce and evaluate synthetic rocks that may replace natural ones in EOR studies. To achieve that goal, rocks were created by mixing sand beach and ceramic, diatomaceous and kaolinite clays, using a 23 factorial experimental design and triplicate in the central point. During the making of the rocks, the binder concentration, compaction pressure and syntherization temperature were changed, in order to evaluate the petrophysical and mechanical characteristics of the synthetic rocks. The variance analysis (ANOVA) indicates that the porosity, permeability and uniaxial compressive strength models obtained are both predictive and significant, reaching determination coefficients of at least 0.95276. In addition, the petrophysical properties of the manufactured rocks presented similar values when compared to limestone and Berea and Botucatu sandstones, commonly used in EOR studies, with porosities from 17.89 to 36.78% and permeabilities from 14.34 to 201.98 mD. The best results were obtained with the ceramic clay, which contains a higher amount of funding minerals.

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  • MAILON AGUIMAR DE LIMA
  • Obtenção de nanocristais de celulose de resíduo de algodão e sua potencial aplicação em pastas de cimento para poços de petróleo

  • Orientador : JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANDREZA KELLY COSTA NOBREGA
  • JOSE HERIBERTO OLIVEIRA DO NASCIMENTO
  • JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
  • LUIZ HENRIQUE DA SILVA GASPAROTTO
  • ULISSES TARGINO BEZERRA
  • Data: 20/09/2021

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  • A cimentação primária consiste na injeção de cimento no espaço anular entre a parede externa da coluna de revestimento e a formação rochosa. Este processo é extremamente importante na indústria de petróleo e gás, tendo como objetivo, fixar a tubulação e prevenir a migração de fluidos entre zonas permeáveis. Em seu estado

     

    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.


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  • Primary cementation consists in injection of cement into the annular space between the outer wall of the coating column and the rock formation. This process is extremely important in the oil and gas industry, aiming to fix the piping and prevent the migration of fluids between permeable zones. In its hardened state, it is extremely important to cement to be durable, providing a longer “life span” to the well. For this, 3 (three) characteristics are essential to the cement paste: porosity, permeability and compressive strength. Cellulose nanocrystals (CNC) has been widely applied as reinforcement material in cement and polymer matrices due to its unique properties such as: high crystallinity and contact surface, high Young modulus, high tensile strength and low thermal expansion coeficiente. For this reason, the aim of this research was to evaluate the influence of adding different concentrations of cellulose nanocrystals (0 to 0.3%) on mechanical strength of the cement (compressive strength), porosity and permeability. The nanocrystals were obtained from a cotton fiber residue arising from the sanding process, provided by the VICUNHA TÊXTIL® industry, Natal – RN. The obtention was carried out by acid hydrolysis (H2SO4  65% w/w), under constant agitation, for 60 minutes at 45ºC. The hydrolysis was stopped in an ice bath. The resulting suspension was subjected to 4 (four) centrifugation cycles of 15min at 11000rpm and 20ºC and then subjected to the dialysis process until reaching a pH close to 5-6. The stability of the resulting nanocrystal suspension was assessed by the zeta potential, in addition, the characterization of the CNC was made by transmission electron microscopy (MET), TGA, FTIR e XRD. The pastes were formulated based on the standards established by the API (American Petroleum Institute), with a volume of 600cm3  of paste and density of 15lb/gal. It was evaluated the concentrations of 0; 0.05; 0.1; 0.15; 0.2 and 0.3% of CNC in the compressive strength, porosity and permeability of the specimens. The results show that the resulting nanocrystal suspension was well dispersed, with needle-shaped nanocrystals (nanowhiskers) with a diameter and length of approximately 17 and 175nm respectively. The mechanical tests show a rapid gain in compressive strength (after 24 hours of curing), around 45% for the formulation containing 0.2% of CNC. Even after 28 days of curing, pastes reinforced with CNC still show better results when compared to the standard, with a gain greater than 30%, also for formulation 0,2%. The porosity and permeability tests show that even standard pastes (without the addition of CNC) have low permeability. Even so, the addition of nanocrystals reduced porosity by approximately 27% and paste permeability by 25% after adding any concentrations of CNC. The results indicatethat there is a great potential in the use of CNC to improve the mechanical strength of oil well cement, as well as reducing its porosity and permeability, thus enabling a more effective sealing of the annular space, preventing gas migration through the cement sheath and, consequently, improving well integrity.

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  • JÚLIO CÉSAR OLIVEIRA DA SILVA
  • APLICAÇÃO DA OXIDAÇÃO ELETROQUÍMICA PARA TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS REAIS EM PLANTA PILOTO

  • Orientador : DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • ELISAMA VIEIRA DOS SANTOS
  • ALINE MARIA SALES SOLANO
  • MARCO ANTONIO QUIROZ ALFARO
  • ÁMISON RICK LOPES DA SILVA
  • Data: 03/12/2021

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  • A água é o eixo central para o desenvolvimento dos países de forma sustentável que deve ser consumido e descartado de forma consciente, porém é um recurso limitado, cada vez mais escasso em algumas regiões do mundo. A contaminação dos mananciais hidricos superficias e subterrâneos por compostos químicos orgânicos é definitivamente uma questão preocupante. Ultimamente muitas alternativas tecnológicas de tratamento de águas residuárias e de água potável pra o consumo humano têm sido propostas, dentre elas os processos de oxidativos avançados (AOPs) tem ganhado aceitação para a desinfecção e descontaminação de efluentes. Os tratamentos por processos de oxidativos avançados (AOPs) tem mostrado boa eficácia quanto a eliminação de contaminantes químicos e microbianos na água. O principal ponto de destaque dos (AOPs) é a produção in situ da espécie altamente reativa o radical hidroxila (•OH), o radical superóxido (•O2-) e o radical sulfato (•SO4-) podendo fragmentar os poluentes orgânicos e patógenos. Esses processos são baseados em eletrogeração de radicais hidroxílicos (•OH), que podem reagir de forma não seletiva com poluentes orgânicos até sua remoção completa. Os radicais (•OH) têm alto potencial redox (2,8 eV/SHE) e não são seletivos,sendo capazes de atacar compostos orgânicos por quatro vias: abstração de hidrogênio, combinação ou adição de radicais e transferência de elétrons. Neste trabalho foi construído uma planta piloto e um reator para tratamento eletroquímico de oxidação anódica em águas residuárias da indústria do petróleo, indústrias têxteis, fármacos e pesticidas, desinfecção de água com potencial de potabilidade como alternativa substituinte do cloro que possa ser uma alternativa de remediação com baixo custo de montagem, instalação e consumo energético, podendo ser utilizado fontes de energia solar. Os resultados desta pesquisa revelam claramente que a oxidação eletroquímica – oxidação anódica utilizada em escala de planta piloto é eficiente e pode ser utilizada de forma  conjunta com outras técnicas de tratamento de águas residuárias, como também uma alternativa para desinfecção de águas com potencial de potabilidade, sem a utilização e armazenamento de cloro. O reator se mostrou eficiente, podendo ser aplicado eletrodos anódicos de materiais diversos de acordo com a viabilidade econômica do material. Assim como o reator a planta piloto pode ser utilizada para outros tipos de efluentes possibilitando outras pesquisas e consequentemente elevar a variedade de efluente que poderá ser tratada pelo mesmo equipamento.

     


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  • Water is the central axis for the sustainable development of countries, which must be consumed and disposed of conscientiously, but it is a limited resource, increasingly scarce in some regions of the world. Contamination of surface and underground water sources by organic chemical compounds is definitely a matter of concern. Lately, many technological alternatives for the treatment of wastewater and drinking water for human consumption have been proposed, among them the advanced oxidative processes (AOPs) have gained acceptance for the disinfection and decontamination of effluents. Treatments by advanced oxidative processes (AOPs) have shown good effectiveness in eliminating chemical and microbial contaminants in water. The main highlight of the (AOPs) is the in situ production of the highly reactive species, the hydroxyl radical (•OH), the superoxide radical (•O2-) and the sulfate radical (•SO4-) which can fragment organic pollutants and pathogens . These processes are based on electrogeneration of hydroxylic radicals (•OH), which can react non-selectively with organic pollutants until their complete removal. Radicals (•OH) have a high redox potential (2.8 eV/SHE) and are not selective, being able to attack organic compounds by four ways: hydrogen abstraction, combination or addition of radicals and electron transfer. In this work, a pilot plant and a reactor were built for the electrochemical treatment of anodic oxidation in wastewater from the petroleum industry, textile industries, pharmaceuticals and pesticides, disinfection of water with potability potential as a substitute for chlorine that can be a remediation alternative with low cost of assembly, installation and energy consumption, solar energy sources can be used. The results of this research clearly reveal that electrochemical oxidation - anodic oxidation used on a pilot plant scale is efficient and can be used in conjunction with other wastewater treatment techniques, as well as an alternative for disinfection of water with potability potential, without the use and storage of chlorine. The reactor proved to be efficient, and anodic electrodes of different materials can be applied according to the economic viability of the material. Like the reactor, the pilot plant can be used for other types of effluents, enabling further research and consequently increasing the variety of effluents that can be treated by the same equipment.

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  • EDILSON DO VALE JÚNIOR
  • APLICAÇÃO DE MÉTODOS ELETROQUÍMICOS E ELETROANALÍTICOS NO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS

  • Orientador : CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • ELISAMA VIEIRA DOS SANTOS
  • ALINE MARIA SALES SOLANO
  • DANYELLE MEDEIROS DE ARAUJO
  • MARCO ANTONIO QUIROZ ALFARO
  • Data: 10/12/2021

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  • 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.


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  • The application of electrochemical technologies in remediation of wastewater has been extensively studied due to the promising results achieved. These technologies are mainly based on the generation of species with high oxidation power, which in turn are responsible for the degradation and mineralization of organic compounds. In this work, the application of some of these methodologies in the treatment of synthetic contaminated water was studied, in addition to the use of electroanalytical technologies in the detection and quantification of these compounds. The results achieved are presented in two distinct chapters. In the first chapter, peroxycoagulation (PC) was used to treat a synthetic effluent of methyl orange (MO), an azo dye, studying the effects of different parameters including initial pH, current density (j), initial concentration of dye and electrolyte support. In addition, PC performance has been compared to other advanced electrochemical processes, under similar experimental conditions. The results indicate that the kinetic decay of the MO increases in the following order: electrocoagulation (EC) < electrochemical oxidation (EO) with electrogenerated H2O2 < PC < electro-Fenton (EF). This behavior is attributed to the highly oxidizing character of the homogeneous ●OH radicals generated by the EF and PC processes. Energy consumption was about 0.06 kWh gCOD-1, 0.09 kWh gCOD-1, 0.7 kWh gCOD-1 and 0.1 kWh gCOD-1 were achieved for PC, EF, EO-H2O2 and EC, respectively. PC thus appears as a promising and competitive alternative for the decontamination of wastewater. In the second chapter, the detection and quantification of p-benzoquinone (BQ) was performed using the differential pulse voltammetry (DPV) technique with a diamond film sensor, in addition to BQ degradation by anodic oxidation. A series of electrochemical galvanostatic oxidation experiments with 130 mL of BQ solution was carried out in order to understand the effect of current density, pollutant concentration and initial pH using different electrolytes with similar conductivity. The ideal operating conditions were achieved in 33.3 mA cm-2, 100 mg L-1 of BQ at pH 5.0 with 50 mM Na2SO4. In addition, the evolution of short-chain carboxylic acids in this test was followed over time to suggest a possible degradation route. Demonstrating the efficiency of electrochemical technology in the degradation and evaluation of treatment.

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  • CARLOS AUGUSTO CABRAL KRAMER
  • AVALIAÇÃO DA OXIDAÇÃO DA LIGNINA DO PSEUDOCAULE DA BANANEIRA CATALISADA POR CO3O4: UMA INVESTIGAÇÃO EXPERIMENTAL E  TEÓRICA DAS PROPRIEDADES DA LIGAÇÃO ΒO4 COM ABORDAGEM DFT, QTAIM E NCI 

  • Orientador : LUCIENE DA SILVA SANTOS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANDERSON DOS REIS ALBUQUERQUE
  • ANNE GABRIELLA DIAS SANTOS
  • LUCIENE DA SILVA SANTOS
  • SAULO GREGORY CARNEIRO FONSECA
  • ÁMISON RICK LOPES DA SILVA
  • Data: 13/12/2021

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    A lignina é uma macromolécula natural que, em geral, é formada pelas unidades aromáticas siringuila, guiacila e hidroxifenil (unidade S, G e H, respectivamente). A partir de sua estrutura é possível a obtenção de moléculas de alto valor agregado, entretanto, os processos esbarram na necessidade da quebra da ligação que une estas unidades aromáticas, a ligação βO4, que, em geral, exige condições agressivas sob altas temperaturas e pressões. Focando no desenvolvimento um método eficiente para oxidação da lignina, mas em condições brandas, experimentalmente foi estudada a oxidação da lignina de bananeira na presença de gás oxigênio atmosférico e Co3O4  como catalisador heterogêneo sob temperatura de 80°C e pressão ambiente. A concentração ideal do catalisador verificada foi de 1% (mol/mol), que após 54 horas de reação foi suficiente para a oxidação da estrutura. Na avalição pela modelagem computacional via DFT (do Inglês, Teoria do Funcional da Densidade) com uso do orbitais de fronteira de Kohn-Sham, observou-se que a oxidação altera abruptamente a topologia eletrônica, reduzindo a energia de ligação em βO4 para todos os modelos considerados e os torna mais reativos. Através do QTAIM (do Inglês, Teoria Quântica de Átomos em Moléculas) e NCI (do Inglês, Interações Não Covalentes), investigou-se as principais interações intramoleculares e suas propriedades relacionadas a ligação βO4. Foi observado que ligninas formadas por unidade G e S (com metoxilas ligadas à segunda unidade aromática) apresentam menor gap HOMO-LUMO e, portanto, são menos estáveis em comparação com os modelos que não possuem as metoxilas (unidades H). Assim, como possuem mais interações de caráter repulsivo e desestabilizador que tornam a ligação βO4 mais fraca, porém em algumas conformações específicas ligações de hidrogênio são formadas que fazem o efeito inverso. Isto permite concluir que Lignina derivadas de madeira de lei (hardwood), naturalmente, são mais reativas e possuem menor energia de dissociação da ligação βO4, em comparação às ligninas derivadas de madeira macia (softwood) e de biomassa de plantas herbáceas. Contudo, todos os tipos de lignina se tornam mais reativas e tem a ligação βO4 após a oxidação.


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  • Lignin is a natural macromolecule that, in general, is formed by the aromatic units S, G and H, depending on their origin. It is noteworthy that from its structure it is possible to obtain molecules of high added value, however, the processes come up against the need to break the bond that unites these aromatic units, the βO4 bond. This work, through computational modeling methods via DFT, QTAIM and NCI, investigated the main intramolecular interactions and their properties related to this bond. The stability was also evaluated, by evaluating the boundary orbitals, of these models and their oxidized equivalents. It can be seen that lignins that have methoxyl linked to the second aromatic unit, that is, the unit that performs the βO4 bond, perform interactions that are totally different from models that do not have them. For some specific conformations, hydrogen bonds between the gamma hydroxyl and the methoxyl of SUA were characterized and these are responsible for making the βO4 bond stronger. However, the methoxylated models are dominated by repulsive and destabilizing interactions that make their βO4 bonds, in general, 4.41% weaker than the models formed by H units that perform attractive and stabilizing dihydrogen interactions. The computational modeling used confirmed that lignins derived from more oxygenated monomers have a smaller HOMO-LUMO gap and, therefore, are less stable. In the developed study, the replacement of alpha hydroxyl by carbonyl (oxidation) was able to abruptly change the electronic topology, reducing the binding energy in βO4 for all models considered. Experimentally, an efficient oxidative method was developed, which was applied in the oxidation of banana organosolv lignin via atmospheric oxygen gas with an oxidizing agent in the presence of Co3O4 as a heterogeneous catalyst at a temperature of 80°C under ambient pressure. The ideal concentration of the catalyst verified was 1% (mol/mol), which after 54 hours of reaction was sufficient for the satisfactory oxidation of the structure, which was confirmed by FTIR analysis.

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  • KAROLINE NÓBREGA CELINO
  • Avaliação da viabilidade da glicerina como fase polar de uma emulsão de glicerina em olefina para perfuração de poços de petróleo.

  • Orientador : ROSANGELA DE CARVALHO BALABAN
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALCIDES DE OLIVEIRA WANDERLEY NETO
  • FABIO PEREIRA FAGUNDES
  • FABÍOLA DIAS DA SILVA CURBELO
  • JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
  • ROSANGELA DE CARVALHO BALABAN
  • Data: 13/12/2021

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  • 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.


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  • The drilling in ultra-deep waters presents a series of difficulties and specificities, related to the depth of the well, water depth, high pressures and salt
    formations found in the pre-salt basins. Moreover, there is still a need to use fluids in compliance to environmental legislation for cleaning and disposing of
    cuttings at sea. In this sense, inverted emulsion fluids, from brine in olefin, are favorable and have been used extensively for this application. The fluids need
    to maintain their rheological properties throughout the entire drilling, also considering the variation of temperature, in order to minimize the formation of
    hydrates, interaction with clayey areas, interaction with saline zones and damage to the formation. The hypothesis of this thesis is that the substitution of
    brine for glycerin can promote the maintenance of rheological properties, as well as mitigate the interaction with clay and salt zones, not potentiate the
    formation of hydrates and give a destination to a residue from the production of biodiesel. For this purpose, in the preliminary study, the physical-chemical
    characteristics of the dispersed phase and the continuous medium were studied for application in an emulsified system of glycerin in olefin. Keeping in mind
    the initial characteristics, the emulsified system was applied as a drilling fluid, using commercial additives and comparing the rheological responses varying
    the temperature. The interaction with saline and clay zones was investigated by assessing the interaction of the dispersed phase and the continuous medium
    using clay and salt plugs. Among the main results, the glycerin obtained as a by-product of biodiesel was compatible with the commercial additives used in
    drilling fluids based on brine in olefin, demonstrating the feasibility of immediate application in drilling fluids, given the maintenance of rheological
    properties, decreasing the volume of filtrate and less reactivity towards salt and clay areas. In this way, the thesis presented a new composition of drilling
    fluid in ultra-deep waters, with the potential to minimize damage to the rock formation, through the use of a residue from the biodiesel production industry,
    without the need for previous treatments.

15
  • IZABELLE CRISTINA DA COSTA SOARES
  • Percepções teóricas e experimentais para degradar compostos orgânicos: condições experimentais, tecnologias e poluentes.

  • Orientador : CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALINE MARIA SALES SOLANO
  • CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • DANYELLE MEDEIROS DE ARAUJO
  • ELIANE BEZERRA CAVALCANTI
  • ELISAMA VIEIRA DOS SANTOS
  • Data: 13/12/2021

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  • A qualidade da água, assim como sua poluição, tem gerado grande inquietação na comunidade científica. Esta problemática tem sido acompanhada pelo crescente interesse público, gerando uma demanda política para legislar de forma mais rigorosa os limites de emissão e conteúdos de poluentes nas águas. Dentro deste contexto, tecnologias eletroquímicas de tratamento de água são altamente promissoras para remediação ambiental. Estas tecnologias baseiam-se no elevado poder de oxidação dos radicais hidroxila (•OH), que têm uma alta reatividade para oxidar compostos orgânicos presentes nos efluentes. Portanto, a presente tese, estudou a aplicação de diferentes Processos Eletroquímicos Oxidativos Avançados (PEOAs) para tratar soluções sintéticas contaminadas. Foi avaliada a influência de diferentes grupos funcionais na estrutura do corante por medidas potenciodinâmicas e por análises computacionais, que permitiram realizar estudos morfológicos nos orbitais de fronteira onde os elétrons são mais energéticos e, então, é realizada a transferência de elétrons para a superfície do eletrodo, que foi associada às medidas eletroquímicas. Além disso, os estudos teóricos foram usados para entender a eletrólise em massa, em termos de mineralização. Os corantes têxteis azos reativos Reactive Orange 16, Reactive Violeta 4, Reactive Red 228 e Reactive Black 5 foram escolhidos devido apresentarem a mesma estrutura de base molecular com diferentes grupos funcionais. No caso do capítulo 4 foram empregados tratamentos eletroquímicos e fotoeletroquímicos utilizando radiação UVA e solar. Uma solução contendo o herbicida Triclopyr foi tratada em  pH neutro por diferentes PEOAs. A comparação com os tratamentos eletro-Fenton revelou o papel crucial da reação foto-Fenton, uma vez que promoveu a produção de Fe(II) solúvel que favoreceu a remoção do pesticida. O complexo Fe(III)-EDDS (1:1) provou ser um catalisador de ferro eficiente para o tratamento do herbicida triclopir em pH neutro pelo processo PEF. Por fim, uma rota plausível para a degradação do herbicida catalisado por Fe(III)-EDDS por PEF e SPEF é finalmente proposta com base nos subprodutos detectados: três compostos heteroaromáticos e quatro N-alifáticos lineares, formamida e ácidos tartrônico e oxâmico. Os PEOAs estudados neste trabalho demonstraram ser tecnologias satisfatórias e sustentáveis para o tratamento de efluentes.


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  • Water quality, as well as its pollution, feared great concern in the scientific community. This problem has been accompanied by increasing public interest, generating a political demand to legislate more rigorously the limits of emission and content of pollutants in water. Within this context, electrochemical water treatment technologies are highly promising for environmental remediation. These technologies are based on no high oxidation power of two hydroxyl radicals (• OH), which has a high reativity to oxidize organic compost present in effluents. Therefore, at present, I study the application of different Advanced Oxidative Eletrochemical Processes (PEOAs) to treat contaminated synthetic solutions. It is endorsed by the influence of different functional groups in the core structure by potentiodynamic measurements and by computational analyzes, which will allow us to carry out morphological studies in front of orbit where the electrons are more energetic and, then, it has been carried out by transferring the electrons to the electrode surface. , which was associated with electrochemical measurements. Furthermore, the theoretical studies are used to understand electrolyte in mass, in terms of mineralization. The two corantees are reactive Orange 16, Reactive Violeta 4, Reactive Red 228 and Reactive Black 5 foram escolhidos which present the same molecular-based structure with different functional groups. No case of chapter 4 for eletrochemical and photoeletrochemical treatments using UVA and solar radiation. A solution containing or herbicide Triclopyr was treated at neutral pH by different PEOAs. In comparison with the eletro-Fenton treatments it revealed the crucial role of the photo-Fenton reaction, one time that it promoted the production of soluble Fe (II) that favors the removal of pesticides. The Fe (III) -EDDS (1: 1) complex provides an efficient ferrous catalyst for triclopyr herbicide treatment in neutral pH for the PEF process. Finally, a plausible rotation for the degradation of the herbicide catalyzed by Fe (III) -EDDS by PEF and SPEF is finally proposed based on the detected by-products: three heteroaromatic compost and four linear N-aliphatic, formamide and tarthronic and oxamic acids. The PEOAs studied in this work prove to be satisfactory and sustainable technologies for the treatment of effluents.

2020
Dissertações
1
  • ERNANI DIAS DA SILVA FILHO
  • Géis superparamagnéticos baseados em poliacrilamida e magnetita

  • Orientador : JOSE LUIS CARDOZO FONSECA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOSE LUIS CARDOZO FONSECA
  • ALCIDES DE OLIVEIRA WANDERLEY NETO
  • SEVERINO ALVES JUNIOR
  • Data: 03/02/2020

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  • 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. 


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  • Polyacrylamide and magnetite gels are used for various applications due to their magnetic properties. Magnetite has some advantages such as low production cost and low toxicity. Such characteristics provide its use in biomedical and technological applications such as hyperthermia, drug release, effluent treatment, magnetic separation and abrasives. Thus, Superparamagnetic gels based on polyacrylamide and magnetite were synthesized by the in situ preparation of magnetite nanoparticles in physical polyacrylamide hydrogels (PAM) at different polymer concentrations. The formation of magnetite nanoparticles and their magnetic properties were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), vibrating sample magnetometer (VSM), scanning electron microscopy (SEM) and Rheology. Gels show that the main functional group of PAM (amide I and amide II) appeared in the three samples of gels synthesized with magnetite. Through the structural refinement technique by the Rietveld method showed an average size of diameters ranging from 12-16.3 nm. SEM micrographs of the gel with Fe3O4 show that the materials have spherical structures. The Rheology measurements showed that the viscosity is decreasing with the shear rate and has a behavior of a non-Newtonian fluid. Magnetic measurements show that the saturation magnetization decreases with the percentage of polyacrylamide and show superparamagnetic behavior.

2
  • ELMAR DAMASCENO JUNIOR
  • Aplicação da paligorsquita na liberação pH-responsiva de fármacos tuberculostáticos

  • Orientador : DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • JOSE LUIS CARDOZO FONSECA
  • SIBELE BERENICE CASTELLA PERGHER
  • NEDJA SUELY FERNANDES
  • VERA R. LEOPOLDO CONSTANTINO
  • Data: 04/02/2020

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  • A tuberculose (TB) é a segunda maior causa de mortes ocasionadas por agravamento de uma infecção no mundo. Esse status é principalmente devido a problemas de eficácia terapêutica encontrados nos tratamentos existentes. A isoniazida (INH) e a rifampicina (RIF) são fármacos de primeira linha bastante eficazes no tratamento e na prevenção da TB. Entretanto, a administração desses medicamentos pode ocasionar efeitos colaterais graves, como neuropatia periférica, hepatotoxicidade, e hematotoxicidade, oriundos do uso prolongado dessas substâncias. Dessa forma, faz-se necessário a busca por novos sistemas de liberação para fármacos tuberculostáticos, de modo a evitar efeitos adversos indesejados, proteger o fármaco da degradação no trato gastrointestinal, aumentar a sua biodisponibilidade e, consequentemente, melhorar a sua eficácia terapêutica. O presente trabalho estudou a obtenção de sistemas pH-responsivos para INH e RIF, utilizando a paligorsquita (PAL) como nanocarreador, um material natural, abundante e de baixo custo. O processo de incorporação foi avaliado por meio de um planejamento fatorial, a fim de se investigar a influência de alguns fatores na adsorção dos fármacos. O experimento utilizando a concentração máxima (0,075 mg/mL para INH e 0,125 para RIF), menor massa de PAL (300 mg) e pH mais baixo (pH 2), foi o mais eficiente perante os demais experimentos realizados, resultando em uma maior dose de fármaco incorporado, equivalente a 12,93 mg/g de PAL para INH e 33,62 mg/g de PAL para RIF. Os resultados obtidos pelas técnicas de caracterização empregadas (FTIR, DRX, TG/DTG, DSC, Potencial Zeta, MEV e EDS) e pela aplicação de modelos cinéticos de adsorção, comprovaram, a incorporação dos fármacos no argilomineral e ajudaram a elucidar o mecanismo de interação entre os materiais. Por meio dos estudos de liberação in vitro realizados para a isoniazida, conseguiu-se constatar a eficácia do sistema pH- dependente obtido para o fármaco. Mais de 60% da dose foi liberada em meio intestinal (pH 6,8 e pH 7,4). O estudo cinético mostrou que o modelo de ordem zero foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais, indicando que a INH é liberada de forma prolongada a partir da paligorsquita. A tuberculose (TB) é a segunda maior causa de mortes ocasionadas por agravamento de uma infecção no mundo. Esse status é principalmente devido a problemas de eficácia terapêutica encontrados nos tratamentos existentes. A isoniazida (INH) e a rifampicina (RIF) são fármacos de primeira linha bastante eficazes no tratamento e na prevenção da TB. Entretanto, a administração desses medicamentos podem ocascionar efeitos colaterais graves, como neuropatia periférica, hepatotoxicidade, hematotoxicidade e outros efeitos adversos oriundos do uso prolongado dessas substâncias, podendo resultar em descontinuação do tratamento. Dessa forma, faz-se necessário a busca por novos sistemas de liberação para fármacos tuberculostáticos, de modo a evitar efeitos adversos indesejados, proteger o fármaco da degradação no trato gastrointestinal, aumentar a sua biodisponibilidade e, consequentemente, melhorar a sua eficácia terapêutica. O presente trabalho estudou a obtenção de sistemas pH-responsivos para INH e RIF, utilizando a paligorsquita (PAL) como nanocarreador, um material natural, abundante e de baixo custo. O processo de incorporação foi avaliado por meio de um planejamento fatorial, a fim de se investigar a influência de alguns fatores na adsorção dos fármacos. O experimento utilizando a concentração máxima (0,075 mg/mL para INH e 0,125 para RIF), menor massa de PAL (300 mg) e pH mais baixo (pH 2), foi o mais eficiente perante os demais experimentos realizados, resultando em uma maior dose de fármaco incorporado, equivalente a 12,93 mg/g de PAL para INH e 33,62 mg/g de PAL para RIF. Os resultados obtidos pelas técnicas de caracterização empregadas (FTIR, DRX, TG/DTG, DSC, Potencial Zeta, MEV e EDS) e pela aplicação de modelos cinéticos e isotermas de adsorção comprovaram a incorporação dos fármacos no argilomineral e ajudaram a elucidar o mecanismo de interação entre os materiais. Por meio dos estudos de liberação in vitro realizados para a isoniazida, conseguiu-se comprovar a eficácia do sistema pH-dependente obtido para o fármaco. Mais de 60% da dose foi liberada em meio intestinal (pH 6,8 e pH 7,4). O estudo cinético mostrou que o modelo de ordem zero foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais, indicando que a INH é liberada de forma prolongada a partir da paligorsquita.


  • Mostrar Abstract
  • Tuberculosis (TB) is the second leading cause of death from worsening infection worldwide. This status is mainly due to therapeutic efficacy problems encountered in existing treatments. Isoniazid (INH) and rifampicin (RIF) are very effective first-line drugs in the treatment and prevention of TB. However, administration of these drugs may cause serious side effects such as peripheral neuropathy, hepatotoxicity, hematotoxicity and other adverse effects from prolonged use of these substances, which may result in discontinuation of treatment. Thus, it is necessary to search for new delivery systems for tuberculostatic drugs, in order to avoid unwanted adverse effects, protect the drug from degradation in the gastrointestinal tract, increase its bioavailability and, consequently, improve its therapeutic efficacy. The present work studied the obtaining of pH-responsive systems for INH and RIF, using palygorskite (PAL) as nanocarrier, a natural, abundant and low cost material. The incorporation process was evaluated through a factorial design in order to investigate the influence of some factors on drug adsorption. The experiment using the maximum concentration (0.075 mg / mL for INH and 0.125 for RIF), lower PAL mass (300 mg) and lower pH (pH 2) was the most efficient compared to the other experiments performed, resulting in a higher concentration. incorporated drug dose equivalent to 12.93 mg / g PAL for INH and 33.62 mg / g PAL for RIF. The results obtained by the characterization techniques employed (FTIR, XRD, TG/DTG, DSC, Zeta Potential, SEM and EDS) and by the application of kinetic models and adsorption isotherms confirmed the incorporation of the drugs in the clay mineral and helped to elucidate the mechanism of interaction between materials. Through in vitro release studies performed for isoniazid, it was possible to prove the efficacy of the pH-dependent system obtained for the drug. More than 60% of the dose was released into the intestinal medium (pH 6.8 and pH 7.4). The kinetic study showed that the zero-order model was the best fit to the experimental data, indicating that INH is released at a long time from the palygorskite.

3
  • LAMARA MACIEL DOS SANTOS
  • SÍNTESE DE ZEÓLITA A SEM GERAÇÃO DE RESÍDUOS: AVALIAÇÃO DOS PARÂMETROS REACIONAIS PARA UMA ROTA ECO-FRIENDLY

  • Orientador : SIBELE BERENICE CASTELLA PERGHER
  • MEMBROS DA BANCA :
  • SIBELE BERENICE CASTELLA PERGHER
  • DULCE MARIA DE ARAUJO MELO
  • FABIO GARCIA PENHA
  • MARIELE IARA SOARES DE MELLO
  • Data: 10/02/2020

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  • 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.


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  • There is a huge consumption of synthetic zeolites in the world and zeolite A has been the most used due to its versatility, being used as adsorbent, detergent additive, animal feed and agriculture. However, its route of hydrothermal synthesis does not meet the criteria of sustainability and reduction of residues. Thus, type A zeolite samples were synthesized from an experimental design, aiming to optimize the synthesis process and to evaluate the effect of crystallization time and NaOH/SiO2 and H 2 O/SiO 2 ratios. Additionally, the reuse of separated alkaline mother liquor during filtration was also studied. Significant amount of mother liquor waste is generated in the preparation of zeolitic materials. Recycling is proposed as the best solution for handling such chemical wastes. As a result, it was possible to optimize the synthesis process to obtain crystals of zeolite A, with adequate morphology and crystallinity, in 79 minutes and with a 50% reduction of water and sodium hydroxide content in the synthesis gel. Zeolite A crystals with high crystallinity could also be obtained within 60 min at 100 °C by reusing the mother liquor. The materials were characterized by powder X-ray diffraction and scanning electron microscopy.

4
  • RENATO DANTAS LUZ PEIXOTO
  • AVALIAÇÃO DO POTENCIAL E DESEMPENHO DE CARBONATO ASSIMÉTRICO E ÉSTERES DE BABAÇU COMO BASE ORGÂNICA EM FLUIDOS DE PERFURAÇÃO NÃO AQUOSOS.

  • Orientador : LUCIENE DA SILVA SANTOS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANNE GABRIELLA DIAS SANTOS
  • LUCIENE DA SILVA SANTOS
  • MARCUS VINICIUS GOMES PAIXÃO
  • ROSANGELA DE CARVALHO BALABAN
  • TATIANA DE CAMPOS BICUDO
  • Data: 19/02/2020

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  • Baixa toxicidade e elevada biodegradabilidade são responsáveis pela inclusão dos fluidos à base de éster vegetal como uma alternativa ambientalmente correta para a perfuração de poços petrolíferos, conforme regulamentam os órgãos ambientais. No entanto, as suas propriedades físico-químicas resultam em aplicações limitadas, tornando-se necessária a busca por uma fonte de éster mais confiável tecnicamente e com alto desempenho para ser usado como base orgânica. Nesse contexto, os carbonatos assimétricos provenientes da transesterificação de decan-1-ol com o carbonato de dimetila foram sintetizados e testados como potenciais substitutos, uma vez que são estruturalmente semelhantes aos ésteres vegetais e se apresentam como uma alternativa viável com diversas vantagens, tais como maior estabilidade termo oxidativa e compatibilidade com elastômeros. Além disso, os produtos formados durante sua hidrólise não são prejudiciais às propriedades reológicas dos fluidos. Os ésteres de babaçu foram também sintetizados e testados neste trabalho para comparação. Os espectros de absorção na região do infravermelho dos materiais sintetizados forneceram características pertinentes aos carbonatos e ésteres. Uma banda forte do grupo carbonila e a presença de uma absorção intensa do estiramento CꟷO. As análises de cromatografia gasosa e ressonância magnética nuclear de hidrogênio confirmaram a síntese dos produtos obtidos. Os valores baixos no ponto de fluidez e viscosidade cinemática permitiram o uso destes na formulação de fluidos de base sintética, os quais provavelmente não congelarão em regiões próximas ao Blowout Preventer durante as perfurações em águas profundas. Os valores elevados de pontos de fulgor obtidos indicam que o armazenamento e uso destes materiais são considerados seguros. O desempenho dos fluidos, avaliado a partir de parâmetros reológicos, estabilidade elétrica e filtrado, mostrou que o fluido a base de carbonato assimétrico apresentou desempenho superior àquele formulado com ésteres de babaçu, representando uma alternativa real para a aplicação em fluidos de base sintética.


  • Mostrar Abstract
  • Low toxicity and considerable biodegradability are responsible by the inclusion of vegetable esters-based fluids as an altern ative environmentally correct for oil wells drilling, according to environmental agencies regulations. However, the physicochemical properties of the fatty esters result in limited applications in synthetic base fluids. The use of unsymmetrical carbonates can be considered a viable alternative, as they present several advantages over esters, such as greater thermal oxidative stability and compatibility with various elastomers. In addition, the products formed during its hydrolysis are not detrimental to rh eological properties of fluids. Additionally, they tend to have high biodegradability, since they are structurally similar to vegetable esters. Thus, the aim of this work is to synthesize unsymmetrical carbonates by the reaction between decan-1-ol and dimethyl carbonate using KOH as catalyst, and to evaluate the potential of asymmetrical carbonates as organic base in non aqueous drilling fluids. The employment of babassu esters served as a comparative for the work. The infrared spectrum provided the structural information presenting the two most important characteristics in the asymmetrical carbonates spectrum, the strong band of the carbonyl group (C═O), which appears at 1749 cm-1, and the presence of intense absorption at 1261 cm-1 of the CꟷO stretch. Due to the low pour point (−4.5 °C), fluids formulated with this organic compound probably will not freeze in the regions near the Blowout Preventer during deepwater drilling. Transport, storage and use is safe as it has a high flash point (128 °C). The relatively low kinematic viscosity (3.2 cSt) revealed this compound as promising in the formulation of non-aqueous fluids. The fluid performance, evaluated by laboratory tests (rheological parameters, electrical stability and filtrate), showed that this carbonate represents a real alternative for application in invert emulsion fluids in substitution to other organic bases. Thus, limitations on the use of ester-based drilling fluids can be suppressed by employing asymmetric carbonates as continuous phase.

5
  • ADRIANA PERPETUA FIGUEIREDO PAULISTA
  • SÍNTESE DA LIGA Fe-Co PELO MÉTODO DE ESFERAS HÍBRIDAS UTILIZANDO CARBOXIMETILCELULOSE COMO DIRECIONADOR E SUA APLICAÇÃO EM CATÁLISE

  • Orientador : TIAGO PINHEIRO BRAGA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • FERNANDO JOSÉ VOLPI EUSÉBIO DE OLIVEIRA
  • JOÃO MARIA SOARES
  • RÔMULO BATISTA VIEIRA
  • TIAGO PINHEIRO BRAGA
  • Data: 28/02/2020

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  • 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.


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  • Hybrid spheres is confirmed to be an efficient method in the synthesis of Fe-Co alloy. The carboxymethylcellulose-based organic precursor (CMC) was added dropwise to a solution containing Fe3+ and Co2+ , leading to the formation of the hybrid spheres from the complexation of the metal cations with the radicals present in the biopolymer (cross-linking process). The hybrid spheres were calcined in air atmosphere leading to the formation of Fe and Co based oxide. After, it was reduced with H2 flow to form the FeCo alloy. The alloy was applied in the ethylbenzene dehydrogenation reaction to styrene production (high added value product). In order to characterize the obtained materials, it was used the infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TG), magnetometry and gas chromatography (GC). FTIR confirms the complexation mechanism between metal ions and CMC and the complete oxidation of the biopolymer after calcination. The diffractograms confirm the formation of the FeCo alloy after reduction under H2 atmosphere. TG indicates the minimum temperature at which the alloy is oxidized, confirming the chemical resistance of the FeCo alloy against the oxidizing atmosphere. The magnetic hysteresis curves confirm the ferromagnetic nature of the FeCo alloy. The ethylbenzene dehydrogenation reaction was selective for the formation of styrene in the presence of the FeCo alloy, confirming the interesting properties of the iron-based catalysts for dehydrogenation reactions.

6
  • FRANCILENE RUFINO DE LIRA
  •  Síntese de um Eletrólito Polimérico Sólido em Forma de Membrana Autossustentável - Alginato de Sódio e Perclorato de Lítio.

  • Orientador : DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • MARIA GORETTE CAVALCANTE
  • ULISANDRA RIBEIRO DE LIMA
  • Data: 10/03/2020

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  • Membranas autossustentáveis foram sintetizadas baseadas em um eletrólito polimérico sólido (EPS), tendo como matriz hospedeira o alginato de sódio (NaAlg) e como agente dopante o perclorato de lítio (LiClO_4) em diferentes volumes (1, 3, 5 e 7 mL). As membranas foram obtidas utilizando o método de síntese sol-gel e, então, caracterizadas por DRX, FTIR-ATR, MEV, TG/DTG e DSC. Nos difratogramas observa-se que o comportamento amorfo da membrana de alginato de sódio puro predomina nas membranas com o sal. Nos espectros de FTIR-ATR não foi observado deslocamento das bandas, no entanto, as interações físicas entre as cadeias poliméricas e os íons do sal são confirmadas pela variação da área de duas bandas caracterizadas como bandas marcadoras. As imagens morfológicas obtidas por MEV mostraram que todas as membranas, com exceção da AlgL1, apresentam superfícies heterogêneas com aglomerados de diferentes formatos e tamanhos, evidenciando a presença do sal na matriz polimérica. As curvas TG/DTG mostraram o comportamento térmico das membranas evidenciando que o sal não interfere na decomposição do polímero. No entanto, o sal se decompõe em temperaturas menores à medida que se aumenta a sua concentração no eletrólito. Realizou-se, a partir dos dados TG/DTG, um estudo cinético da decomposição térmica das membranas, utilizando os métodos de Coats - Redfern (CR) e Horowitz – Metzger (HM), que sugerem uma cinética de primeira ordem. Obteve-se, então, o fator pré-exponencial A e os parâmetros térmicos de ativação, E*, ΔH*, ΔS* e ΔG*. Através das curvas de DSC observa-se que ocorrem dois eventos exotérmicos sendo o primeiro relacionado com a decomposição do polímero enquanto o segundo está relacionado com a decomposição do sal.

     


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  • Self-sustainable membranes were synthesized used in a solid polymer electrolyte (SPE), having as host matrix or sodium alginate  and as site doping or perforating agent  in different volumes (1, 3, 5 and 7 mL). The membranes were obtained using the sol-gel synthesis method and then characterized by XRD, FTIR-ATR, SEM, TG/DTG and DSC. The diffractograms showed that the amorphous behavior of the pure sodium alginate membrane predominates in the membranes with salt. In the FTIR-ATR spectra no band shifting was observed, however, the physical interactions between the polymeric chains and the salt ions are confirmed by the variation of the area of two bands characterized as marker bands. As morphological images applied by SEM, which show all membranes except AlgL1, show heterogeneous surfaces with clusters of different shapes and sizes, evidencing the presence of salt in the polymeric matrix. TG/DTG curves showed the thermal behavior of the membranes showing that salt does not interfere with polymer decomposition, however, the salt decomposes at lower temperatures as its concentration in the electrolyte increases. From the TG/DTG data, a kinetic study of the thermal decomposition of the membranes was performed using the Coats - Redfern (CR) and Horowitz - Metzger (HM) methods, which suggest first order kinetics. The pre-exponential factor A and the thermal activation parameters, E*, ΔH*, ΔS* and ΔG* were obtained. Through the DSC curves it is observed that two exothermic events occur, the first related to the decomposition of the polymer while the second related to the decomposition of the salt.

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  • MATEUS COSTA MEDEIROS
  • Obtenção De Produtos De Alto Valor Agregado A Partir Do Líquido Técnico Da Casca De Castanha De Caju Usando Oxidação Eletroquímica Com Ânodos Ativo E Inativo

  • Orientador : CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • DANYELLE MEDEIROS DE ARAUJO
  • MARCO ANTONIO QUIROZ ALFARO
  • Data: 13/03/2020

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  • 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.


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  • Electro-organic synthesis is undergoing a renaissance due to the tremendous contributions of various electrocatalytic materials, as well as the use of electrical current as a cheap and suitable reagent to conduct electrosynthetic transformations, avoiding the use of oxidizing or reducing agents. Consequently, electrosynthesis has a significant impact due to its advantages such as versatility, environmental compatibility (possibility to recover and recycle unconverted substrates), automation (turning on or off electric current), inherent safety and potential cost-benefit, among others. In this context, the electrochemical synthesis mechanism depends on the nature of the electrode material used, that is, the species formed depend on the anode or cathode used. Boron-doped diamond (BDD) electrodes belong to the class of inactive anodes that lead to the combustion of organic matter, producing few intermediates and low selectivity in the reaction. However, dimensionally stable anodes (DSA) belong to the class of active anodes that are characterized in producing different intermediates and having selective reactions. Therefore, in this work, the performance of BDD and DSA (Ti/RuO2IrO2TiO2) in the electro-oxidation of cashew nut shell liquid (CNSL) was evaluated, in order to favor its conversion into products with high added value, such as carboxylic acids. The evolution of five carboxylic acids was followed over time for three different current densities, using 0.10% and 0.01% LCC in NaOH 1.00 mol L-1 for BDD and DSA respectively. At 70 mA cm-2, the most notable increase in organic acid concentrations occurred during the last two hours, reaching electrochemical conversions of 4.1 and 7.8% for acetic and oxalic acids, respectively for BDD anode, already in DSA the conversion was more selective, producing only acetic acid with a yield of 11.7% in 30 minutes of electrolysis.

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  • THIAGO JACKSON TORRES CRUZ
  •  SÍNTESE DE ZEÓLITA LTA UTILIZANDO RESÍDUOS DE CINZAS LEVES DE CARVÃO

  • Orientador : SIBELE BERENICE CASTELLA PERGHER
  • MEMBROS DA BANCA :
  • FABIO GARCIA PENHA
  • MARIELE IARA SOARES DE MELLO
  • SIBELE BERENICE CASTELLA PERGHER
  • TIAGO PINHEIRO BRAGA
  • Data: 28/08/2020

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    O carvão mineral é um combustível fóssil sólido que no processo de queima gera grandes volumes de resíduo. Por se tratar de um resíduo que contém metais pesados seu descarte em locais inapropriados causa grandes impactos ambientais. Com o objetivo de minimizar os problemas de gerenciamento do resíduo, utilizou-se este material no processo de síntese de zeólitas, que são materiais cristalinos porosos a base de aluminosilicatos. O resíduo usado como estudo foi fornecido pela SATC Criciúma – SC e apresenta em sua composição química 24,09% de Al2O3 e 54,25 % de SiO2.  Estudos de síntese utilizando cinzas leves de carvão com o objetivo de obter zeólita LTA foram realizados, tanto por meio hidrotérmico como fusão alcalina, e a combinação dos dois métodos, variando parâmetros como: tempo de cristalização, relação Na/T, ultrassonificação, temperatura de agitação do gel e temperatura de fusão alcalina do resíduo. Os resultados foram caracterizados por técnicas de difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV-FEG).


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  • Mineral coal is a solid fossil fuel that, in the burning process, generates large volumes of waste. As it is a waste that contains heavy metals, its disposal in inappropriate places causes great environmental impacts. In order to minimize waste management problems, use this material in the zeolite reproduction process, which are the porous crystalline materials based on aluminosilicates. The residue used as a study was supplied by SATC Criciúma - SC and presents its chemical composition 24.09% Al2O3 and 54.25% SiO2. Studies of the use of coal ash with the objective of obtaining ATL were carried out, both by hydrothermal and alkaline fusion, and the combination of two methods, varying as: crystallization time, Na / T ratio, ultrasonification, gel agitation temperature and temperature alkaline melting process of the residue. The results were characterized by X-ray diffraction techniques (XRD) and scanning electron microscopy (SEM-FEG).

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  • WILLAME GOMES DA SILVA BATISTA
  • Avaliação da Resina Poliéster como material alternativo para aplicação em operação de Tamponamento e Abandono de Poços de Petróleo.

  • Orientador : JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
  • FABRICIO GAVA MENEZES
  • PAULO HENRIQUE SILVA SANTOS MOREIRA
  • RODRIGO CÉSAR SANTIAGO
  • Data: 10/09/2020

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  • 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


  • Mostrar Abstract
  • Alternative materials to portland cement have been extensively studied in recent years for application in oil well plug and abandonment operations. Among these materials, thermosetting resins have stood out due to their rheological and mechanical properties being compatible with the application in oil wells. Resin systems containing reused PET in their composition were evaluated, as well as the influence of montmorillonite and dolomite. The resin compositions were characterized using infrared, with characteristic bands of polyester and styrene monomers being identified in all systems, even with the addition of the thixotropic agent and mineral filler. Compressive strength (RC), rheology, and stability under sedimentation tests were performed. The pure polyester resin showed a RC value above 90 MPa for all curing times. This result is 12 times higher than the minimum required for abandonment operations (7 MPa). All systems presented Newtonian behavior and the addition of 5% dolomite decreased the apparent viscosity. The optimum systems was formulated with 0.1 montmorillonite and 5% dolomite. Based on the results presented, the polyester resin proved to be promising for application in operations of plug and abandonment of oil wells.

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  • JORDAN KERVEN PATRÍCIO DA SILVA
  • 2,3-Dicloro-6,7-dinitroquinoxalina como um quimiodosímetro para detecção de L-cisteína em meio aquoso

  • Orientador : FABRICIO GAVA MENEZES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • FABRICIO GAVA MENEZES
  • RENATA MENDONÇA ARAUJO
  • LIVIA NUNES CAVALCANTI
  • Tula Beck Bisol
  • Data: 05/10/2020

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  • Aminoácidos são espécies químicas altamente relevantes, atuando como blocos de construção para a síntese de proteínas, além de possuírem outras funções biológicas. A L-cisteína (Cys) é um aminoácido proteico essencial, destacando-se como parte de sítios catalíticos de enzimas, precursor da glutationa, além de outras funções. Por conta de sua relevância, a Cys tem sido um alvo para o desenvolvimento de sistemas moleculares capazes de detectá-la seletivamente. O presente trabalho faz uso do composto 2,3-dicloro-6,7-dinitroquinoxalina (DCDNQX) como uma quimiodosímetro para detecção de cisteína em solução aquosa a partir de reações de substituição nucleofílica aromática (SNAr). O DCDNQX foi sintetizado a partir de um protocolo em três etapas sintéticas sequenciais com bom rendimento global (65%). Foi verificado por espectroscopia UV-Vis que o DCDNQX reage preferencialmente com Cys frente outros aminoácidos selecionados (tirosina (Tyr), alanina (ala), lisina (Lys), histidina (His) e ácido glutâmico (Glu)) em solução de DMF-H2O 5:1 v/v, na presença de K2CO3. Tal comportamento se justifica pela alta nucleofilicidade do grupo tiolato em relação a fenóis e aminas em reações do tipo SNAr. A detecção seletiva de Cys a partir das suas reações com DCDNQX foi realizada com base na banda que surge em 275 nm, e o tempo de análise foi de 20 minutos. No momento, os produtos oriundos das reações de DCDNQX com Cys, nas condições estudadas, estão em fase de caracterização com vistas no entendimento completo do mecanismo de detecção do referido aminoácido.


  • Mostrar Abstract
  • Amino acids are key species in several biological processes due their role as building block for the synthesis of proteins as well as other biological functions. L-cysteine is an essential proteic amino acid, and beside other functions, acts effectively in active site of enzymes and as glutathione precursor. Due its relevance, Cys has became an interesting target for the development pf molecular systems able to detect it. This work reports the use of 2,3-dichloro-6-7dinitroquinoxaline (DCDNQX) as a functional chemodosimeter for detection of Cys in aqueous solution based on nucleophilic aromatic substitution (SNAr). DCDNQX was synthetized in good overall yield (65%) via a sequential three-step protocol. UV-Vis spectroscopy analysis indicated that DCQNQX reacts selectively with Cys over other selected amino acids (tyrosine (Tyr), alanine (Ala), lysine (Lys), Histidine (His) and glutamic acid (Glu)) in DMF-H2O 5:1 v/v solution in the presence of K2CO3. This behavior is justified by the higher nucleophilicy of tiolate over phenols and amines in SNAr reactions. Selective sensing was based on the band at 275 nm that emerges in the reaction between DCDNQX and Cys after 20 minutes. At this moment, the products from reaction of DCQNQX and Cys are under characterization in attempt to understand the whole mechanisms involved in the detection of this relevant amino acid.

     

Teses
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  • ÁMISON RICK LOPES DA SILVA
  • Aplicação da Teoria do Funcional da Densidade (DFT) e da Teoria Quântica de Átomos e Moléculas (QTAIM) no entendimento de oxidação anódica de poluentes promovida pelo ânodo de diamante dopado com boro (BDD)

  • Orientador : CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • ANDERSON DOS REIS ALBUQUERQUE
  • JOAO BOSCO LUCENA DE OLIVEIRA
  • DANIELA KARLA DE SOUZA XAVIER
  • SAULO GREGORY CARNEIRO FONSECA
  • Data: 31/01/2020

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  • 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.


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  • In environmental electrochemistry, there is a centralized focus on effluent decontamination, using catalytic techniques and materials that promote the oxidation / mineralization of organic materials present in the effluent. Electrochemistry applied in this context is a treatment that fits green chemistry, as it avoids the use of aggressive reagents in the environment. The chemical complexity surrounding the oxidation of polluting molecules is studied step by step in order to understand and improve processes at the molecular level. One step further, as contributions from computational studies, apply to these molecular systems, have a complete character, because a literature is still considered poor in this collaboration of the fields of environmental electrochemistry and theoretical chemistry. To contribute to this focus and improve the literature, two systems have been studied. The first work, which composes these, deals with the evaluation of the result of an electroanalytical technique: cyclic voltammetry. Applied to caffeine using boron-doped diamond anode (BDD). The electroanalytical profile displayed for this system results in an oxidative peak, which presents a coffee oxidation as a direct oxidation, ie, a peak that occurs before the water discharge potential. Indicating that caffeine oxidation occurs directly on the surface of the BDD. From the information provided by the experimental measurements, a BDD surface cluster was computationally used to verify coffee-electrode interactions, obtaining thermodynamic parameters and geometric interactions by DFT, QTAIM and ELF (Electronic Location Function) calculations. According to the results of the energy analysis, obtained from the DFT, as more and less stable geometries were used thermodynamically. Topological data of interaction geometries were used using QTAIM and ELF to verify how influences occurred during an interaction and relationship to the interaction energy. The second work, which includes, deals with a more active scenario, an anodic oxidation using BDD to mineralize another pollutant, the Eriochrome Black T (EBT) in solution with Mg2+ and Ca2+ cations. The oxidation made in batch, monitoring the decontamination by COD and UV-VIS. The behavior observed was opposite to the related literature, when the treatment used was electro-fenton. In this scenario, use of DFT to obtain the complex structures formed between EBT and cations, and after qtaim calculations applied the complexes in order to analyze the Metal-binder bonding in the complexes structure. The electronic density in these bonds reveals the strength of the complexes. In order to compare the facility order in undergoing oxidation among the complexes formed, considering complex with the tri and hexavalent coordination sphere.

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  • LISZT YELTSIN COUTINHO MADRUGA
  • CARBOXIMETILAÇÃO DE KAPPA-CARRAGENANA PARA OBTENÇÃO DE NANOFIBRAS BIOCOMPATÍVEIS

  • Orientador : ROSANGELA DE CARVALHO BALABAN
  • MEMBROS DA BANCA :
  • RODRIGO JOSÉ DE OLIVEIRA
  • CARLOS AUGUSTO GALVAO BARBOZA
  • ELITON SOUTO DE MEDEIROS
  • LEANDRO DE SANTIS FERREIRA
  • ROSANGELA DE CARVALHO BALABAN
  • Data: 04/02/2020

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  • Modificações químicas de polissacarídeos são importantes rotas para aumentar, desenvolver ou mudar as propriedades destes polímeros. A sulfatação e carboximetilação de polissacarídeos tem despertado grande interesse, pois os polissacarídeos modificados apresentam uma variedade de atividades biológicas e crescente aplicação na produção de biomateriais. No entanto, os métodos de sulfatação geram resíduos tóxicos, devido ao uso de agentes sulfatantes fortemente hidrolíticos. Nesse estudo a kappa-carragenana (KC), um polímero naturalmente sulfatado, foi modificada por reação de carboximetilação com o ácido monocloroacético com o intuito de obter diferentes graus de substituição (DS). O DS foi calculado a partir do espectro de 1H RMN e variou de 0,8 a 1,6. A estrutura química da carboximetil-kappa-carragenana (CMKC) foi confirmada por espectroscopia na região do infravermelho (FT-IR) e Ressonância Magnética Nuclear (1H e 13C RMN). A modificação química aumentou a viscosidade relativa da KC em água e diminuiu a viscosidade relativa em solução salina. As CMKCs apresentaram maior absorção e retenção de umidade, bem como atividade antioxidante superior quando comparadas com KC. Nos testes de atividade antibacteriana em solução, as CMKCs com DS 0,8, 1,0 e 1,2 exibiram inibição de crescimento contra Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Escherichia coli e Pseudomonas aeruginosa. Sendo assim, com o intuito de aplicar em biomateriais o polímero sintetizado, foram formadas nanofibras através da técnica de electrospinning utilizando uma mistura em solução aquosa de poli(álcool vinílico) (PVA) e 25 a 75% de CMKC com DS 1,1 e posterior reticulação por temperatura. O processo de manufatura das fibras foi completamente isento de produção de resíduos tóxicos. As nanofibras foram caracterizadas através de FT-IR, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia fotoeletrônica de raios-X (XPS). A caracterização demonstrou a presença do grupo carboxilato e sulfato em todas as fibras, o que comprovou a presença da CMKC. Foram avaliados a citocompatibilidade, crescimento e adesão celular e diferenciação em osteoblastos utilizando células tronco derivadas de tecido adiposo humano (ADSC). Os resultados mostraram que as nanofibras com presença de CMKC são citocompatíveis e promovem um maior crescimento, adesão e diferenciação celular em osteoblastos. Ensaios de adesão e ativação plaquetária e coagulação sanguínea em contato com o material foram realizados com amostras de plasma e sangue humano. Atividade antibacteriana em solução e na superfície das nanofibras foram realizadas em 6 h e 24 h com cepas de Staphylococcus aureus, Escherichia coli e Pseudomonas aeruginosa. Nanofibras com maior porcentagem de CMKC apresentaram atividade coagulante mais acentuada, bem como maior atividade antibacteriana em contato com a superfície. Mediante os dados obtidos, o biomaterial formado é um forte candidato para aplicação em curativos para ferimentos.


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  • Chemical modifications of polysaccharides are important routes to increase, develop or change the properties of these polymers. The sulfation and carboxymethylation of polysaccharides has attracted great interest, since the modified polysaccharides present a variety of biological activities and increasing application in the production of biomaterials. However, sulfation methods generate toxic waste due to the use of strongly hydrolytic sulfating agents. In this study kappa-carrageenan (KC), a naturally sulfated polymer, was modified by carboxymethylation reaction with monochloroacetic acid in order to obtain different degrees of substitution (DS). The DS was calculated from the 1H NMR spectra and ranged from 0.8 to 1.6. The chemical structure of carboxymethyl-kappa-carrageenan (CMKC) was characterized by infrared (FT-IR) and 1H and 13C NMR spectra, which confirmed carboxymethylation. The chemical modification increased the relative viscosity of KC in water and decreased the relative viscosity in saline solution. CMKCs showed higher moisture absorption and retention as well as superior antioxidant activity when compared to KC. In the tests for antibacterial activity in solution, CMKCs with DS 0.8, 1.0 and 1.2 exhibited growth inhibition against Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa. Thus, in order to apply to biomaterials the synthesized polymer, nanofibers were formed through the electrospinning technique using an aqueous solution blend of polyvinyl alcohol (PVA) and 25 to 75% CMKC with DS 1.1 and posterior cross-linking by temperature. The fiber manufacturing process was completely green, with no hazardous waste produced. The nanofibers were characterized by FT-IR, scanning electron microscopy (SEM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The characterization showed the presence of the carboxylate and sulfate groups in all the fibers, which proved the presence of CMKC. Cytocompatibility, cell growth and adhesion and differentiation in osteoblasts through stem cells derived from human adipose tissue (ADSC) were evaluated. The results showed that nanofibers with CMKC are cytocompatible and promote increased cell growth, adhesion and differentiation in osteoblasts. Adhesion and platelet activation assays and blood coagulation in contact with the material were performed with plasma and human blood samples. Antibacterial activity in solution and on the surface of the nanofibers were performed at 6 h and 24 h with strains of Staphylococcus aureus, Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa. Nanofibers with higher percentage of CMKC have more pronounced coagulant activity, as well as higher antibacterial activity in contact with the surface. Based on the obtained data, the biomaterial formed is a strong candidate for application in wound dressings.

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  • LILIAN CAVALCANTE DA SILVA
  • DEVELOPMENT OF CHEMOSENSORS FOR IONS BASED ON QUINOXALINE AND QUERCETINE DERIVATIVES

  • Orientador : FABRICIO GAVA MENEZES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • FABRICIO GAVA MENEZES
  • JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
  • LUCIENE DA SILVA SANTOS
  • RODRIGO CRISTIANO
  • SAVIO MOITA PINHEIRO
  • Data: 10/02/2020

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  • 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.


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  • The development of artificial chemosensors for detection of ionic analytes has attracted great attention to biological and environmental fields due the possibility of fast and sensitive analysis via simple and low cost procedures. This work reports the synthesis, structural elucidation and evaluation of some quinoxaline and quercetin derivatives to detect ions in solution. Firstly, synthesis and characterization of nine novel polyfunctionalized quinoxaline potentially applied as chemosensors is presented. These compounds were obtained in good yilds (65-84%) via an one-pot procedure starting from oxidation of L-ascorbic acid followed by its reaction with two equivalents of o-phenylenediamine to afford the compound AAQX. This later reacts with aromatic aldehydes to provide a series of Schiff base as final products. Two compounds were selected to be evaluated as chemosensors. The product from reaction with benzaldehyde was verified as a selective chromogenic chemosensor for Cu2+ toward several pother cations in methanol-water 4:1 v/v. On the other hand, a nitrated compound was verified effect for detection of F- in DMSO and DMSO-water. Sensing mechanisms were proposed based in spectroscopic and theoretical data. In the second part, a multidisciplinary proposal for chemistry classes is presented. This approach is based in the ability of a coordination complex between quercetin and Al3+ to detect F- in aqueous medium. Initially, rutin is easily isolated from Bredemeyera floribunda Willd and then undergoes hydrolysis fo afford quercetin. Alternatively, rutin can be purchase at interesting price. A 2:1 coordination complex between quercetin and Al3+ (QCT2-Al3+) was characterized and applied as chromogenic and fluorogenic sensor for detection of F-. This project showed to be very interesting since it encompasses several areas, such as natural products, synthesis, organometallic chemistry and computational chemistry, leading to high stimulus for undergraduate students in chemistry courses. Lastly, a review article based on quinoxaline derivative as chromogenic and fluorogenic chemosensors for cation in solution is proposed.

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  • LAURA GABRIELA GURGEL DE CARVALHO
  • Ésteres de amido de amêndoa de manga: síntese, caracterização e estudo de aplicabilidade em filmes para embalagens de alimentos e sistemas de emulsão inversa

  • Orientador : ROSANGELA DE CARVALHO BALABAN
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ADRIANO LINCOLN ALBUQUERQUE MATTOS
  • JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
  • MARCUS VINICIUS GOMES PAIXÃO
  • NÍVIA DO NASCIMENTO MARQUES
  • ROSANGELA DE CARVALHO BALABAN
  • ROSSANA MARA DA SILVA MOREIRA THIRÉ
  • Data: 21/07/2020

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  •  Após o processamento industrial da manga, porções da fruta, como casca e caroço, são descartadas sem o devido aproveitamento. Cerca de 15% do peso da manga é devido ao caroço, a partir do qual é possível obter o amido. Nesse sentido, o uso do amido da manga para obtenção de insumos que agreguem valor a um rejeito da indústria é bastante promissor. Entretanto, apesar do amido ser um polímero vantajoso por ser biodegradável e obtido por uma fonte renovável, ele possui limitações para certas aplicações industriais. Nesse contexto, foi realizada a modificação química do amido da amêndoa de manga com laurato de vinila, com o objetivo de superar essas limitações. A obtenção do éster de amido foi confirmada por infravermelho (IV) e ressonância magnética nuclear (RMN). As condições de síntese utilizadas levaram à produção de laurato de amido com graus de substituição 2,4 (LA1) e 0,28 (LA2). O amido de amêndoa de manga apresentou cristalinidade do tipo A. Por outro lado, seus ésteres perderam o padrão de cristalinidade correspondente ao granulo, apresentando picos largos e dispersivos, correspondentes a um material amorfo. Diversas misturas de amido e laurato de amido foram utilizadas na preparação de filmes poliméricos, e suas propriedades mecânicas e físicas foram avaliadas. O laurato de amido com alto grau de substituição (LA1) não apresentou bons resultados em nenhum dos métodos utilizados na preparação de filmes. Por sua vez, o laurato de amido com baixo grau de substituição (LA2) apresentou resultados promissores. Os filmes das misturas de amido e laurato de amido, com concentração máxima de 15% para o LA2 (em relação ao amido), preparados por microfluidificação, apresentaram maior elongação na ruptura, maior opacidade, menor tensão na ruptura e menor módulo de Young que os filmes de amido puro. A etapa de microfluidificação foi determinante para a obtenção de filmes com baixos valores de permeabilidade ao vapor de água. Em uma segunda vertente de aplicabilidade, o LA1 (laurato de amido com grau de substituição 2,4), que não apresentou boas propriedades em filmes para embalagens de alimento, teve seu desempenho avaliado como modificador reológico em uma emulsão de salmoura em olefina, visando aplicação em fluidos de perfuração. Ao contrário do amido e do LA2, o LA1 apresentou boa solubilidade em olefina e propiciou aumento significativo de viscosidade na emulsão inversa utilizada como modelo.


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  • After the industrial mango processing, portions of the fruit, such as peel and seed, are discarded without proper use. About 15% of the weight of mango is due to the seed, from which it is possible to obtain starch. Thus, the use of mango starch to obtain inputs that add value to industrial waste is quite promising. However, although starch is an advantageous polymer because it is biodegradable and obtained from a renewable source, it has limitations for certain industrial applications. In this context, chemical modification of the mango almond starch with vinyl laurate was carried out, with the aim of overcoming these limitations. The production of the starch ester was confirmed by infrared (IV) and nuclear magnetic resonance (NMR). The applied synthesis conditions led to the production of starch laurate with degrees of substitution 2.4 (SL1) and 0.28 (SL2). Mango almond starch showed type A crystallinity. On the other hand, its esters lost the crystallinity pattern corresponding to the granule, presenting wide and dispersive peaks, corresponding to an amorphous material. Several mixtures of starch and starch laurate were used in the preparation of polymeric films, and their mechanical and physical properties were evaluated. Starch laurate with a high degree of substitution (SL1) did not show good results in any of the methods used in the preparation of films. In turn, starch laurate with a low degree of substitution (SL2) showed promising results. The films of starch and starch laurate mixtures, with a maximum concentration of 15% for SL2 (in relation to starch), prepared by microfluidization, showed greater elongation at break, greater opacity, lower stress at break and lower Young modulus than the pure starch films. The microfluidization step was decisive for obtaining films with low water vapor permeability values. In a second aspect of applicability, SL1 (starch laurate with degree of substitution 2.4), which did not present good properties in films for food packaging, had its performance evaluated as a rheological modifier in an emulsion of brine in olefin, aiming application in drilling fluids. Unlike starch and SL2, SL1 showed good solubility in olefin and provided a significant increase in viscosity in the reverse emulsion used as a model.

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  • MONICKARLA TEIXEIRA PEGADO DA SILVA
  • Síntese de nanocompósitos a base de Fe2SiO4-Fe7Co3 disperso na SBA-15: Aplicação como adsorvente e fotocatalisador magneticamente separável

  • Orientador : TIAGO PINHEIRO BRAGA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOSÉ MARCOS SASAKI
  • LUCIENE DA SILVA SANTOS
  • SIBELE BERENICE CASTELLA PERGHER
  • TIAGO PINHEIRO BRAGA
  • VINÍCIUS PATRÍCIO DA SILVA CALDEIRA
  • Data: 22/07/2020

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  • 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.


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  • The present study describes the synthesis of a new type of Fe2SiO4-Fe7Co3 based nanocomposite dispersed in the mesoporous material SBA-15 in order to apply in the dyes adsorption, in the photocatalytic degradation of methylene blue (MB) and consequent magnetic separation. The parameters studied were: the reduction temperature and amount of hydrogen used in the synthesis and how these affect the physicochemical properties of the oxide-alloy mixture with iron and cobalt, as well as the adsorption capacity and photodegradation of methylene blue. The prepared materials were characterized by X-ray diffraction (XRD), Mössbauer spectroscopy (MS), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), vibratory sample magnetometry (VSM), temperature programmed reduction (H2-TPR), N2 or Aradsorption and desorption isotherms , Scanning electron microscopy (SEM-FEG) and Transmission electron microscopy (TEM). The XRD results together with the TPR profiles confirmed the formation of Fe2SiO4-Fe7Co3-based nanocomposites at temperatures between 690 and 720 °C and amount of H2 between 0.5 and 2%. The increase of the reduction temperature and the increase of H2 content in the reduction mixture led to the formation of a higher amount of alloy compared to oxide according to the data obtained by the Rietveld refinement. Low-angle XRD, N2 isotherms, and TEM images show the formation of the SBA-15-based mesoporous support with a high specific area of 640 m/g². However, the surface area and mesoporous structure of the silica was slightly altered (to 420 m/g²) after Fe and Co insertion due to partial pore filling by the composite. For samples containing the metals dispersed on SBA-15, there may be an interconnection between mesopores according to scanning hysteresis loop from N2 and Ar isotherms accompanied by mathematical models. Adsorption tests confirmed that the material reduced at 700 °C using 2% of H2 had the highest adsorption capacity for methylene blue (MB) dye. The nanocomposites obtained have good adsorption capacity for MB dye and can be easily separated from the final dispersion by applying an external magnetic field after adsorption. The photocatalysis results confirmed that the silica support is essential to optimize the photocatalytic activity of the Fe and Co species in the dye degradation, favoring the accessibility of active sites.  The attraction of the dye by the nanocomposite occurs mainly by π-π interactions and the mixing of Fe2SiO4 and Fe7Co3 phases leads to a synergistic effect which favor the methylene blue adsorption and the photocatalytic activity process compared to the same isolated phases. The degradation of the MB occur through a sequence of reactions both on the solid surface and on the solution.

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  • MARIANA ALVES LEITE DUTRA
  • HIDROGÉIS HÍBRIDOS DE POLIACRILAMIDA E AMIDO: SÍNTESE, CARACTERIZAÇÃO E ESTUDO DA APLICABILIDADE EM ÁGUAS CONTAMINADAS

  • Orientador : ROSANGELA DE CARVALHO BALABAN
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ADRIANO LINCOLN ALBUQUERQUE MATTOS
  • JOSE LUIS CARDOZO FONSECA
  • MARCUS VINICIUS GOMES PAIXÃO
  • MORSYLEIDE DE FREITAS ROSA
  • ROSANGELA DE CARVALHO BALABAN
  • Data: 14/08/2020

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  • Amido obtido da amêndoa do caroço da manga Tommy Atkins foi utilizado na fabricação de hidrogéis com acrilamida. Esses hidrogéis híbridos foram sintetizados por via radicalar, em meio aquoso, e caracterizados por FT-IR, RMN 13C, MEV, DRX, reometria e grau de intumescimento. As diferentes proporções molares de amido/acrilamida e MBA (N,N’-metilenobisacrilamida) utilizadas na alimentação provocaram mudanças nas propriedades viscoelásticas, na cinética de gelificação, no grau de intumescimento e na morfologia de superfície. Os hidrogéis sintetizados foram avaliados quanto ao potencial de adsorção de poluentes fenólicos de águas contaminadas, mostrando-se eficientes na remoção desses resíduos. Os valores das capacidades máximas de adsorção no equilíbrio (Qeq) variaram de 2 a 21 mg/g, sendo fortemente dependentes das concentrações de acrilamida, amido e MBA no sistema. O tipo de isoterma de adsorção que se adequou melhor foi a do modelo de Freundlich, com valores de R2entre 0.95 – 0.97. Os hidrogéis também apresentaram eficiência na liberação desses poluentes fenólicos, indicando a possibilidade de reutilização desses materiais. Além disso, em uma segunda vertente de aplicabilidade em águas contaminadas, os hidrogéis foram capazes de incorporar nanopartículas de prata em suas redes tridimensionais, com a finalidade de obter nanocompósitos com potencial para detecção de possíveis contaminantes de águas na ordem de 10-8 mol.L-1, através da técnica de espectroscopia Raman amplificada por superfície (SERS).


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  • Starch obtained from Tommy Atkins mango kernel was used in the manufacture of acrylamide hydrogels. These hybrid hydrogels were synthesized by radical in aqueous medium and characterized by FT-IR, 13C NMR, SEM, XRD, rheometry and degree of swelling. The different molar proportions of starch / acrylamide and MBA used in the feed caused changes in viscoelastic properties, gelling kinetics, swelling degree and surface morphology. The synthesized hydrogels were evaluated for the potential of adsorption of phenolic pollutants from contaminated waters, proving to be efficient in removing these residues. The equilibrium adsorption (Qeq) values ranged from 2 to 21 mg / g and were strongly dependent on acrylamide, starch and MBA concentrations in the system. The type of adsorption isotherm that best fitted was that of the Freundlich model, with R2 values between 0.95 - 0.97. Hydrogels also showed efficiency in the release of these phenolic pollutants, indicating the possibility of reuse of these materials. In addition, in a second strand of applicability in contaminated waters, hydrogels were able to incorporate silver nanoparticles in their three-dimensional networks, in order to obtain nanocomposites with potential to detect possible water contaminants in the order of 10-8 mol. L-1 using the surface amplified Raman spectroscopy (SERS) technique.

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  • RAFAEL VIANA SALES
  • ESTUDO EXPERIMENTAL E TEÓRICO DA DESSULFURIZAÇÃO ADSORTIVA DE DIESEL REAL USANDO MATERIAIS MESOPOROSOS DE ALTA EFICIÊNCIA

  • Orientador : LUCIENE DA SILVA SANTOS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANNE GABRIELLA DIAS SANTOS
  • ENRIQUE RODRÍGUEZ CASTELLÓN
  • LUCIENE DA SILVA SANTOS
  • MIGUEL ANGELO FONSECA DE SOUZA
  • TIAGO PINHEIRO BRAGA
  • VINÍCIUS PATRÍCIO DA SILVA CALDEIRA
  • Data: 28/08/2020

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  • A queima de combustíveis fósseis emite óxidos de enxofre (SOx), 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.


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  • The burning of fossil fuels emits sulfur oxides (SOx), which negatively affect human health and the environment, in addition to being highly undesirable by oil refineries. Researchers have sought to develop alternative methods to conventional technology, hydrodesulfurization (HDS), which is an expensive and ineffective method for removing heavy sulfur molecules. Thus, in this work, the mesoporous silicas MCM-41 and SBA-15 were synthesized and modified with metallic cations Ni2+ and Ag+ for application in adsorptive desulfurization of real diesel fuel. MCM-41 was obtained from green silica (amorphous silica MPI), from beach sand, and commercial silica. The pure and modified adsorbents were characterized by X-ray diffractometry (XRD), N2 adsorption-desorption isotherms, high-resolution scanning electron microscopy by field emission (SEM-FEG), scanning transmission electron microscopy  (STEM), high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) and X-ray excited photoelectron spectroscopy (XPS). These techniques were important for the elucidation of materials of the type MCM-41 and SBA-15. The results of the SEM-FEG and STEM micrographs coupled with X-ray spectroscopy by dispersive energy (EDX) showed a uniform dispersion of Ag nanoparticles on the supports. Molecular dynamics simulation, using the DFT/ONIOM method, and XPS data revealed that the adsorption of aromatic sulfur compounds by AgMCM-41 is controlled by the interactions between the sulfur atoms and the silver species. The best fit of the experimental data to the kinetic model of pseudo-second order and to the Langmuir equilibrium model is an indication that chemisorption mechanisms, especially π type complexation, govern the removal of sulfur compounds by the AgMCM-41 and AgSBA-15 adsorbents, under the conditions studied, which is in agreement with the theoretical study and the XPS results. The maximum adsorptive capacities for AgMCM-41 obtained from sustainable silica and for AgSBA-15 were 31.25 mg‧g-1 and 20.30 mg‧g-1, respectively. The pure and silver modified supports showed a satisfactory regeneration rate, after 5 recycling steps, using a chloroform/hexane/acetone solution.

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  • ADRIANO MARTINEZ BASSO
  • Oligomerização do etileno empregando complexos de Ni/β-diimina heterogeneizados em materiais mesoporosos: Efeito da morfologia e estrutura.

  • Orientador : SIBELE BERENICE CASTELLA PERGHER
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CRISTIANO FAVERO
  • ELEDIR VITOR SOBRINHO
  • FABIO GARCIA PENHA
  • SIBELE BERENICE CASTELLA PERGHER
  • TIAGO PINHEIRO BRAGA
  • Data: 25/09/2020

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  • Os compostos mesoporosos do tipo SBA-15 de morfologia fibra, plaqueta, bastão e plaqueta alargada e o mesoporoso do tipo KIT-6 foram covalentemente ancorados ao ligante do tipo β-diimina 2-fenilamino-4-fenilimino-2-penteno (L2). A SBA-15 de morfologia de plaqueta alargada também foi ancorada ao ligante do tipo β-diimina 2-ortodisopropilfenilamino-4-ortodisopropilfenilimino-2-penteno (L1). Os materiais híbridos formados foram complexados com níquel. Os precursores catalíticos Ni-β-diimina-mesoporoso foram testados para a oligomerização heterogeneizada de etileno. Os materiais foram caracterizados por DRX de baixo ângulo, análise termogravimétrica, sortometria de N2, RMN-1H, RMN-29Si, análise elementar, espectroscopia de absorção atômica, microscopia eletrônica de varredura e de transmissão. Os resultados mostraram que todos os complexos foram mais seletivos e menos ativos. Dentre as SBA-15, aquela de morfologia plaqueta teve a maior atividade (12.103 h-1) mantendo a seletividade para a-C4 acima de 90% por pelo menos três ciclos catalíticos. Comparando a SBA-15 com a KIT-6, esta teve melhor atividade (6,0.103 contra 3,0.103 h-1). As seletividades para a-C4 foram praticamente iguais (96% para a SBA-15 e 94% para a KIT-6), mantendo esses índices acima de 90% por pelo menos três ciclos catalíticos. O ligante L1 teve baixa atividade (0,3.103 h-1 contra 3,0.103 h-1 do ligante L2) e favoreceu à formação de 59% de polímeros.


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  • Mesoporous compounds of type SBA-15 with fiber, platelet, rod and enlarged platelet morphology and mesoporous type KIT-6 were covalently anchored to the β-diimine 2-phenylamine-4-phenylimine-2-pentene (L2) ligand. The enlarged platelet morphology SBA-15 was also anchored to the β-diimine 2-orthodisopropylphenylamine-4-orthodisopropylphenylimine-2-pentene ligand (L1). The hybrid materials formed were complexed with nickel. The catalytic precursors Ni-β-diimine-mesoporous were tested for heterogenized ethylene oligomerization. The materials were characterized by low angle XRD, thermogravimetric analysis, N2 sortometry, NMR-1H, NMR-29Si, elemental analysis, atomic absorption spectroscopy, scanning and transmission electron microscopy. The results showed that all complexes were more selective and less active. Among the SBA-15, the one with platelet morphology had the highest activity (12,103 h-1) maintaining the selectivity for a-C4 above 90% for at least three catalytic cycles. Comparing the SBA-15 with the KIT-6, this one had better activity (6.0.103 against 3.0.103 h-1). The selectivities for a-C4 were practically equal (96% for SBA-15 and 94% for KIT-6), keeping these rates above 90% for at least three catalytic cycles. The L1 ligand had low activity (0.3.103 h-1 against 3.0.103 h-1 of the L2 ligand) and favored the formation of 59% polymers.

2019
Dissertações
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  • ERIVALDO PAULINO DA COSTA
  • Síntese multicomponente de 3-estiril-1H-quinoxalina-2-onas em meio aquoso

  • Orientador : FABRICIO GAVA MENEZES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • FABRICIO GAVA MENEZES
  • ROSANGELA DE CARVALHO BALABAN
  • RODRIGO CRISTIANO
  • Data: 21/01/2019

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  • 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.


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  • Nitrogen heterocycles compounds are of great relevance due their applications in many scientific areas, notably in the development of new materials of technological interest, as well as therapeutic agents and other biological active compounds. Recently, application of green chemistry concepts highlighted the relevance of multicomponent reactions (MCR) in aqueous medium to organic synthesis. This work reports the synthesis of 3-styryl-1H-quinoxaline-2-one-based nitrogen heterocycles (SQXO) based in MCR protocol in aqueous medium. The tri-component systems, which involves reaction of o-phenylenediamine sodium pyruvate and different aldehydes, were carried out in 20% aqueous acetic acid, and in the presence of sodium acetate. Fourteen SQXO derivatives, including eight new compounds, were obtained in 65-92% in 8-14 hours. Products were properly characterized by melting point as well as infrared and nuclear magnetic resonance (1H and 13C) spectroscopies. Reactions are supposed to proceed via mechanism involving initial condensation of aromatic diamine and sodium pyruvate, to afford 3-methyl-1-quinoxaline-2-one, which reacts with different aldehydes via aldol-type condensation. It is important to point out that only water molecules are released to the medium during all stages. This green synthetic protocol becomes especially attractive due the applications of SQXO derivatives in many areas, notably those associated to biological and material fields.

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  • LUIZ HENRIQUE MEDEIROS DA COSTA
  • REGIOSSELETIVIDADE DAS REAÇÕES DE N-/O- NITROSO ALDOL: um estudo DFT das reações de nitrosobenzeno com morfilina e pirrolidina

  • Orientador : MIGUEL ANGELO FONSECA DE SOUZA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MIGUEL ANGELO FONSECA DE SOUZA
  • DAVI SERRADELLA VIEIRA
  • GUTTO RAFFYSON SILVA DE FREITAS
  • Data: 25/02/2019

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  • Os compostos C-nitroso aromáticos têm sido largamente estudados, devido às suas versatilidades. Investigações sobre esses compostos podem ser encontrados em diversas áreas do conhecimento científico. O grupo nitroso (R-NO) age de forma ambivalente, ou seja, como nucleófilo e eletrófilo, reagindo com biomoléculas que possuem átomos de enxofres (nucleófilo), por exemplo. As reações do tipo Aldo N-/O-Nitroso têm sido bastante exploradas, em especial, usando o nitrosobenzeno (PhNO) para novas rotas sintéticas. A investigação dos processos reacionais em química computacional passa, essencialmente, por cálculos de energia eletrônica, em que se obtêm informações sobre as energias e as mudanças estruturais relativas das espécies envolvidas nas reações químicas. Neste trabalho, foram utilizados métodos computacionais para compreender como se dá os processos mecanísticos: 1-morfolina-1-ciclohexeno reagindo com o nitrosobenzeno e 1-pirrolidina-1-ciclohexeno também reagindo com o nitrosobenzeno. Todas as geometrias otimizadas das reações foram calculadas com o método DFT, funcional/conjuto de base M06-2X/6-31+G (d, p). Após essa etapa, foi feito o single point (cálculo da energia naquele determinado ponto) dessas geometrias otimizadas, contudo utilizamos o funcional B2PLYPD3 e o conjuto de base 6-311+G(2d,p), a fim de obter resultados mais acurados. Os resultados nos mostrou que o processo de reação passa por três etapas: estados de transição 1 (TS1), intermediários zwitteriônicos e estados de transição 2 (TS2). Analogamente as reações de Diels-Alder, as reações estudadas apresetaram isomeria endo e exo. Isto levou a oito possibilidades de conformações para o TS1 de cada reação, bem como para os intermediários. Já no TS2 obteve apenas 4 estrutura para reação com a 1-morfilinaciclohexeno, visto que as estruturas com isomeria exo mudaria de isomeria para endo.Contudo, com a pirrolidina obteve-se duas conformações. Alem disso, para a reação da 1-morfolinaciclohexeno foi apresentado um mecanismo de reação que corrobora com estudos experimentais. Já com a 1-pirrolidinaciclohexeno o metodo usada não foi efetivo para entrar em consonância com resultados experimentais. Assim, esse trabalho traz uma pespectiva para elucidação da reação aldol N-/O-Nitroso.


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  • Aromatic C-nitroso compounds have been widely studied because of their versatility. Investigations of these compounds can be found in several areas of scientific knowledge. The nitroso group (R-NO) acts ambivalently, that is, as nucleophile and electrophile, reacting with biomolecules that have sulfur atoms (nucleophile), for example. Aldo N-/O-Nitroso reactions have been explored, in particular, using nitrosobenzene (PhNO) for new synthetic routes. The investigation of the reactive processes in computational chemistry steps, essentially, by calculations of electronic energy, in which information is obtained on the energies and the relative structural changes of the species involved in the chemical reactions. In this work, computational methods were used to understand how mechanical processes occur: 1-morpholine-1-cyclohexene reacting with nitrosobenzene and 1-pyrrolidine-1-cyclohexene also reacting with nitrosobenzene. All optimized geometries of reaction were calculated using the DFT method, functional / base set M06-2X / 6-31+G(d,p). After this step, the single point was made of these optimized geometries, but we used the B2PLYPD3 functional and the base set 6-311G(2d,p), to obtain more accurate results. The results showed that the reaction process goes through three stages: transition states 1 (TS1), zwitterionic intermediates and transition states 2 (TS2). Analogously to the reactions of Diels-Alder, the reactions studied present endo and exo isomerism. It led to eight possible confomation for the TS1 of each reaction, as well as for the intermediates. In TS2, however, only 4 structure was obtained for reaction with 1-morpholinecyclohexene, whereas structures with exo isomeria would change to endo isomerism. However, with pyrrolidine, two conformations were obtained. Furthermore, for the reaction of 1-morpholinecyclohexene, a reaction mechanism was presented which corroborates with experimental studies. With 1-pyrrolidinecyclohexene, the method used was not effective to be in agreement with experimental results. Thus, this work provides a perspective for elucidation of the aldol N- / O-Nitroso reaction.

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  • JÉSSICA NAYARA DA SILVA CÂMARA
  • SÍNTESE DE COMPÓSITOS A PARTIR DO ÁLCOOL POLIVINÍLICO REFORÇADOS COM RESÍDUOS NÃO-METÁLICOS DE PLACAS DE CIRCUITO IMPRESSO

  • Orientador : ADEMIR OLIVEIRA DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ADEMIR OLIVEIRA DA SILVA
  • PAULO ROBERTO CUNHA DOS SANTOS
  • SIBELE BERENICE CASTELLA PERGHER
  • Data: 13/05/2019

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  • 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.


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  • The renewal of technologies causes the increase of electronic waste in the environment. The search for methods for the treatment of these wastes generates great discussions at national as well as international level. The printed circuit boards coming from obsolete equipment arouse great interest in researches, since they have several metals in their composition, that can be recovered. However, there are still few studies that seek to reuse the substrate from the removal of metals. Composite materials have been widely studied because they provide improvements in the mechanical, thermal and physicochemical properties of materials for certain applications. In this work were developed composites with residues of printed circuit board, having as its matrix the polyvinyl alcohol. 5%, 10%, and 20% by weight of plate powder were used for the production of the composites, which were submitted to thermal analysis (TG/DSC). The mechanical properties (wear and friction coefficient) were determined by mechanical pin-disk test. Surface topography was analyzed by Scanning Electron Microscopy (SEM). The samples were then subjected to the flammability test to evaluate the flame behavior and characterized by X-ray fluorescence and absorption spectroscopy in the infrared region with Fourier transform. Based on the results of the mechanical test, it was verified that there was no significant variation in the coefficient of friction and in the wear of the materials. In relation to the thermal analysis, it was verified the reduction of the thermal stability and the production of large number of residues with the increase of the load percentage. This growth is due to the presence of silicon compounds and metals present in the powder of the plates that qualify the composites as flame retardants. In the flammability test, it was possible to observe that the increase of the mass of the plate of dust causes the increase of the resistance of the flame propagation in the composites, causing very little damage to the materials.

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  • THUANNY MOURA DE SOUSA
  • DESENVOLVIMENTO E REATIVIDADE DE NITROSILO COMPLEXOS DE RUTÊNIO COM POSSÍVEL AÇÃO ANTIBACTERIANA

  • Orientador : FRANCISCO ORDELEI NASCIMENTO DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • FRANCISCO ORDELEI NASCIMENTO DA SILVA
  • CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • DANIEL DE LIMA PONTES
  • TERCIO DE FREITAS PAULO
  • Data: 02/07/2019

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  • O presente trabalho tem como finalidade o desenvolvimento de nitrosilo complexos de rutênio capazes de atuarem como doador de óxido nítrico em sistemas biológicos, tendo em vista que essa molécula atua em uma diversidade de processos fisiológicos tais como a neurotransmissão, regulação da pressão arterial e participação no sistema imunológico no combate a células tumorais e parasitas intracelulares. Por esta razão, apresenta-se a síntese, caracterização, reatividade e ensaios antibacterianos dos complexos do tipo cis-[Ru(bpy)(phen)(L)(NO)](PF6)3 onde L são os ligantes tiouréia e 4-nitroimidazol, bpy = 2,2’-bipiridina e phen = 1,10’-fenantrolina. Os compostos foram obtidos a partir do complexo precursor cis-[Ru(bpy)(phen)Cl2] em água e etanol com adição dos ligantes em estudo. Através da técnica de UV-Vis, em meio aquoso, foi possível identificar as bandas MCLT para os ligantes polipiridínicos como para o ligante nitrosilo na faixa de 420-480 nm. Com relação aos espectros de infravermelho, os complexos exibiram bandas em 1926 e 1942 cm-1 atribuídas ao ѵ(NO+) com tiouréia e 4-nitroimidazol, respectivamente, indicando a coordenação do ligante nitrosil. Os voltamogramas cíclicos obtidos em NaTFA 0,1 mol/L e pH 3,5 mostraram E1/2 em 32 mV para o complexo com tiouréia e 112 mV para o 4-nitroimidazol, ambos referentes ao par redox NO+/0. No que diz respeito à reatividade, os complexos mostraram ter capacidade de liberar o óxido nítrico por redução fotoquímica e que a reação de interconversão nitrosil-nitrito ocorre em pH 6,70 e pH 5,86 para os compostos com tiouréia e 4-nitroimidazol, respetivamente. A atividade antibacteriana dos nitrosilo complexos foi investigada frente às bactérias Pseudomonas aeruginosa (ATCC-9027) e do complexo cis-[Ru(bpy)(phen)(TU)(NO)](PF6)3 frente as bactérias Staphylococcus aureus (ATCC-25923/ATCC-700698) e Staphylococcus epidermidis (ATCC-12228 /ATCC-35984). O teste revelou um MIC de 121,5 μM, do complexo com tiouréia para às Pseudomonas aeruginosa (ATCC-9027) e um MIC de 511 μM para às bactérias Staphylococcus aureus (ATCC-25923/ATCC-700698) e epidermidis (ATCC-12228). Isto indica que o composto em estudo possui capacidade de inibir o crescimento destas bactérias. Além disso, o composto apresentou um MBC de 511 μM para Staphylococcus aureus (ATCC-25923) e Staphylococcus epidermidis (ATCC-35984) sugerindo que o mesmo seja um agente antibacteriano.


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  • The present work aims at the development of nitrosyl ruthenium complexes capable of acting as a donor of nitric oxide in biological systems, considering that this molecule acts in a variety of physiological processes such as neurotransmission, blood pressure regulation and participation in the immune system in the fight against tumor cells and intracellular parasites. For this reason, we present the synthesis, characterization, reactivity and antibacterial assays of cis-[Ru(bpy)(phen)(L)(NO)] (PF6) 3 type complexes where L are the thiourea and 4- nitroimidazole, bpy = 2,2'-bipyridine and phen = 1,10'-phenanthroline. The compounds were obtained from the cis- [Ru(bpy)(phen)Cl2] precursor complex in water and ethanol with addition of the ligands under study. Through the UV-Vis technique, in aqueous solution, it was possible to identify the MCLT bands for the polypyridine linkers as for the nitrosyl linker in the 420-480 nm range. With respect to the infrared spectra, the complexes exhibited bands in 1926 and 1942 cm-1 attributed to ѵ(NO+) with thiourea and 4-nitroimidazole, respectively, indicating the coordination of the nitrosyl ligand. The cyclic voltammograms obtained in NaTFA 0.1 mol / L and pH 3.5 showed E1/2  in 32 mV for the complex with thiourea and 112 mV for 4-nitroimidazole, both referring to the NO+/0 redox pair. Regarding the reactivity, the complexes showed to be able to release the nitric oxide by photochemical reduction and that the nitrosyl nitrite interconversion reaction occurs at pH 6.70 and pH 5.86 for the compounds with thiourea and 4-nitroimidazole, respectively. The antibacterial activity of the nitrosyl complexes was investigated against the bacteria Pseudomonas aeruginosa (ATCC-9027) and the cis-[Ru(bpy)(phen)(TU)(NO)](PF6)3 complex against Staphylococcus aureus bacteria (ATCC- 25923/ATCC-700698) and Staphylococcus epidermidis (ATCC-12228 /ATCC-35984). The test revealed a MIC of 121.5 μM, from the thiourea complex for Pseudomonas aeruginosa (ATCC-9027) and a MIC of 511 μM for the bacteria Staphylococcus aureus (ATCC-25923/ATCC-700698) and epidermidis (ATCC -12228). This indicates that the compound under study has the ability to inhibit the growth of these bacteria. In addition, the compound showed a MBC of 511 μM for Staphylococcus aureus (ATCC-25923) and Staphylococcus epidermidis (ATCC-35984) suggesting it to be an antibacterial agent.

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  • HELOISE OLIVEIRA MEDEIROS DE ARAÚJO MOURA
  • INVESTIGAÇÃO DO EFEITO DE PRÉ-TRATAMENTOS NA ESTRUTURA DE BIOMASSAS LIGNOCELULÓSICAS PARA O ISOLAMENTO DE CELULOSES DE ALTA REATIVIDADE

     
  • Orientador : LUCIENE DA SILVA SANTOS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • LEILA MARIA AGUILERA CAMPOS
  • LUCIENE DA SILVA SANTOS
  • LUIZ HENRIQUE DA SILVA GASPAROTTO
  • ROSANGELA DE CARVALHO BALABAN
  • Data: 12/07/2019

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  • 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.

     

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  • The lignocellulosic biomass is composed of cellulose, hemicellulose and lignin strongly bonded to each other and stands out as a highly available and promising raw material for conversion processes. Cellulose has been widely studied in literature as a renewable source for the production of chemical platforms, molecules of great importance for the biorefinery industry capable of being converted into the most diverse chemical compounds used in today's society. However, the efficient separation of cellulose is still challenging due to the recalcitrant nature of the biomass. Thus, this work aims to evaluate the efficiency of the combined acid/peroxide-alkaline (APA) pretreatment, the ultrasound cavitation (US) and the association of both methods (USA + PA) under different conditions in increasing the accessibility of common residual biomasses in the Brazilian Northeast: sugarcane bagasse (Saccharum officinarum), corn cob (Zea mays) and prickly pear pseudostem (Opuntia ficus-indica L. Mill.), as well as on the crystallinity changes of the celluloses that will be isolated later. For this, the peak deconvolution of X-ray diffraction (XRD) data was compared to the absorption bands generated by the Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) analysis of the samples, in order to evaluate the effectiveness of the APA treatment under conditions already found in the literature and in a new methodology with ultrasonic assisted acidic step (US). The evaluation of the polymorphism and inferred crystallinity parameters showed that cavitation made possible the production of a more accessible biomass under milder conditions of acid treatment (30 min, 90 °C) for removing hemicellulose and with shorter time (60 min) of the delignification step (peroxide-alkaline) for sugarcane bagasse and prickly pear pseudostem samples. The deconvolution methodology was also applied to the derived thermogravimetric curves (DTG) and was successful for separating the overlapping mass loss events and in the determination of the mass content of lignocellulosic fractions by calculating the area under each degradation curve, with precision and accuracy comparable to the standard characterization method for these biomasses.

     
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  • LAYSA RENATA DUARTE BRITO SABINO
  • REMOÇÃO DE POLUENTES EMERGENTES (RIFAMPICINA E AZUL BRILHANTE FCF) DO MEIO AQUOSO USANDO TECNOLOGIAS ELETROQUÍMICAS: ESTUDO DOS EFEITOS DOS PRINCIPAIS PARÂMETROS NA DESCONTAMINAÇÃO DOS EFLUENTES

  • Orientador : CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • ELISAMA VIEIRA DOS SANTOS
  • MARCO ANTONIO QUIROZ ALFARO
  • Data: 15/07/2019

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  • Os poluentes emergentes mais facilmente detectados no ambiente aquático são os antibióticos e os corantes, o primeiro por possuir característica refratária dificultando a remoção efetiva nos esgotos e plantas de tratamento, o segundo por ser produzido e utilizado em larga escala em várias etapas industriais. Diante do contexto, há a necessidade da aplicação de técnicas para degradação / remoção de poluentes que estarão no meio ambiente e provocarão, a longo prazo nos seres humanos, resistência a medicamentos e câncer. Neste estudo foi realizado o tratamento por oxidação anódica e eletro- fenton de efluentes sintéticos contaminados com um medicamento utilizado para tratamento de Tuberculose, Rifampicina e o outro contaminado com o corante Azul Brilhante FCF, utilizando os eletrodos de Diamante Dopado com Boro (BDD) e Feltro de Carbono (CF). O efeito da aplicação de diferentes correntes na degradação e a influência da concentração inicial do poluente, foram examinados. Estudos comparativos utilizando outros materiais de eletrodos comerciais também foram investigados, assim como a avaliação da eficiência de diferentes eletrólitos. A degradação da rifampicina teve melhores resultados com o material BDD / CF na densidade de corrente de 50 mAcm-2, atingindo 98% de remoção de DQO. Enquanto que a remoção do Azul Brilhante teve bons resultados a partir da aplicação da corrente de 250 mA por 6h, a depender da concentração inicial, chegando à eficiência de corrente de 93%.


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  • The most easily detected emerging pollutants in the aquatic environment are antibiotics and dyes, the first to have a refractory feature making it difficult to effectively remove wastewater from sewage and treatment plants, the second to be produced and used on a large scale in several industrial stages. On this context, there is a need for the application of advanced techniques for the degradation/removal of these pollutants that are in environment and will, in the long term, cause resistance to drugs and cancer in humans. In this study was done the treatment by anodic oxidation and electro- fenton of synthetic effluents contaminated with a drug used to Tuberculosis, Rifampicin and the other contaminated with the Brilliant Blue FCF using Boron Doped Diamond (BDD) electrodes and Carbon Felt (CF). The effect of the application of different currents on the degradation and the influence of the initial concentration of the pollutant were examined. Comparative studies using other commercial electrode materials were also investigated, as was the evaluation of the efficiency of different electrolytes. The degradation of rifampicin had better results with the BDD / CF material at current density of 50 mAcm-2, achieving 98% COD removal. While the removal of Brilliant Blue had good results from the application of the current of 250 mA for 6 hours, depending on the initial concentration, reaching current efficiency of 93%.

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  • EDUARDO AUGUSTO DA SILVA DINIZ
  • ESTUDO DA DINÂMICA E CARACTERIZAÇÃO ESTRUTURAL DA INTERFACE PROTÉICA EM QUIMERAS XILANASE-XBP POR SIMULAÇÃO MOLECULAR

  • Orientador : DAVI SERRADELLA VIEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DAVI SERRADELLA VIEIRA
  • ANDERSON DOS REIS ALBUQUERQUE
  • NORBERTO DE KASSIO VIEIRA MONTEIRO
  • Data: 17/07/2019

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  • 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.


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  • In the field of molecular biology and biotechnology, proteins owning two or more combined activities, coupled with an appropriate structural stability, have been widely applied. A few years ago three hybrid enzymes / chimeras were produced by a semi-rational protein fusion strategy, resulting in the insertion of a Xylose Binding Protein (XBP) to a Xylanase GH11, whose function is to degrade xylan , the main component of the plant cell wall. The enzymes produced showed a catalytic efficiency in the degradation of xylan two to three times higher than the isolated xylanase, besides increasing its activity in the presence of xylose, a substance that would naturally inhibit xylanase alone. Xylose activation occurs via allosteric mechanism. Currently, simulation techniques such as molecular dynamics (DM) are the best ones to bring forward detailed information at the atomic level regarding structural protein behavior, but they present limited timescale to investigate the problem fully, because the structures generated can be trapped in a local energy minimum. In this work, we explore alternative ways of circumventing these limitations, with a computationally less demanding technique for generation of new ensemble of structures, the CONCOORD, for the case of chimeric proteins with allostery. More robust statistical techniques (PCA and FMA) were used to analyze the results in order to provide a more complete analysis of the functional motions in these proteins. In addition, a detailed structural characterization of the protein interfaces between the enzymatic domains was performed since these interfaces play a fundamental role in the allosteric effect. The FMA analysis indicated that the stability of the interface is well related to a specific movement, the rotation of the xylanase and XBP domains in opposite directions, which showed good correlation with the interfacial energy for chimeras 209, 262 and 271. In the case of chimera 271 the correlation was slightly worse due to a more intense and extensive movement of the thumb region (xylanase) compared to chimeras 209 and 262. The presence of intermittent interfacial residues, especially in chimeras 209 and 262, was identified. Chimera 271 has the most stable interface, with the least amount of intermittent interfacial residues. It was observed that the occurrence of a high structural variability during the simulations is associated to a change in the interfacial energy, mainly for chimeras 209 and 262, that is, when the protein undergoes some considerable conformational transition, the interfacial energy responds, increasing or decreasing, which is in agreement with the existence of intermittent interfacial residues. Detection of such residues is fundamental to understand the structural allosterism and stabilization mechanism determined by the XBP insertion position in xylanase. A strategy which will be adopted in future studies, in continuity to the work presented here, in order to improve the stability of the protein interface and, consequently, the allosteric effect, will be the insertion of disulfide bridges at the interface concentrating on the intermittent and inert residues. The mutant hybrid enzymes produced in silico can be tested experimentally by collaborating groups

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  • MARCEL GALDINO DE SOUZA
  • CATALISADORES A BASE DE Ni SUPORTADO EM MgAl2O4: Estudo comparativo dos métodos One-pot e impregnação

  • Orientador : DULCE MARIA DE ARAUJO MELO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DULCE MARIA DE ARAUJO MELO
  • RENATA MARTINS BRAGA
  • RODRIGO CÉSAR SANTIAGO
  • Data: 19/07/2019

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  • Este trabalho avalia a concentração do combustível e o método de síntese de catalisadores para reforma a seco de metano. Os catalisadores foram sintetizados via microondas, usando-se uréia como combustível com concentração entre 25 e 100% do valor estequiométrico; além disso, usou-se o método de impregnação para incorporar o níquel para dois desses catalisadores, os quais foram nomeados Ni-MgAl (IBT); Ni-MgAl (IAT), onde IAT faz referência a alto teor de uréia e IBT baixo teor de uréia. Os outros dois catalisadores Ni-MgAl(OBT) e Ni-MgAl(OAT) foram sintetizados via One-pot, mantendo a mesma concentração de uréia, tal como foi usada nos catalisadores impregnados. Os catalisadores foram caracterizados por difração de raios X (DRX), área superficial (BET), microscopia eletrônica de varredura (MEV), Termorredução programada (TPR).  De acordo com o DRX, o material com alto teor de ureia apresentou estrutura cristalina e fases bem definidas (NiO, MgO, NiAl2O4 e MgAl2O4), demonstrando que a concentração do combustível interfere na cristalinidade. Já o BET mostrou que esse material tem baixa área superficial, o que é normal para esse tipo de óxido. Os catalisadores preparados com baixo teor de uréia demonstraram através do DRX uma característica amorfa, no entanto, o refinamento pelo método Rietveld, indicou a presença das mesmas fases que os outros dois catalisadores com alto teor de uréia. Isso ocorre muito provavelmente devido uma combustão incompleta, uma vez que o teor de ureia foi menor. Os resultados dos testes catalíticos mostraram percentuais consideráveis de conversão do metano em gás de síntese a 750°C.


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  • This work evaluates the fuel concentration and the method of synthesis of catalysts for dry reforming methane. The catalysts were synthesized via microwaves, using urea as fuel with a concentration between 25 and 100% of stoichiometric; also, the impregnation method was used to incorporate the nickel for two of these catalysts, that were appointed Ni-MgAl (IBT); Ni-MgAl (IAT) where IAT make reference for high content of urea and IBT for lower urea content. The others two catalysts Ni-MgAl(OBT) e Ni-MgAl(OAT) was synthesized by One Pot, keeping the same urea concentration such as used in the catalysts impregnated. The catalysts was characterized by X Ray Diffraction (XRD), Specific Area (BET), Scanning Electron Microscope (SEM), Temperature-Programmed Reduction (TPR). According to XDR, the material with high urea content presented crystal structures and well defined phases (NiO, MgO, NiAl2O4 and MgAl2O4 ), demonstrating that the fuel concentration interferes in crystallinity, already the BET showed that this material has low superficial area, which is normal for this type of oxide. The catalysts prepared with low urea content demonstrated through XRD amorphous feature, however, the refinement by the Rietveld method, indicated the presence of the same phases that others two catalysts with high urea content. This occurs most likely due to incomplete combustion, once time that urea content was low. The result of catalysts tests showed considerable percentages of conversion of methane into synthesis gas ate 750°C

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  • MAYRA SILVA COUTINHO
  • DESENVOLVIMENTO DE SENSORES CROMOGÊNICOS BASEADOS EM REAÇÕES ENZIMÁTICAS E NANOPARTÍCULAS DE PRATA PARA ANÁLISE DE ÁCIDOS ASCÓRBICO E FERRO (III) EM MEIO AQUOSO

  • Orientador : FABRICIO GAVA MENEZES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ELISANE LONGHINOTTI
  • FABRICIO GAVA MENEZES
  • JOSE LUIS CARDOZO FONSECA
  • TIAGO PINHEIRO BRAGA
  • Data: 22/07/2019

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  • 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.


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  • The development of chemical systems aiming detection of specific analytes in solution has attracted great attention due the possibility of fast, low cost and practical implementation. In this context, methods based on enzymatic reactions and nanostructured systems play a relevant role. This work consist in two main parts. Firstly, a new method for detection of ascorbic acid (AA, vitamin C) based on its interfering effect in the quantification of glucose by the enzymatic colorimetric method is presented. This method is based in the inhibition of chromophore quinoneimine, generated by sequential enzymatic processes, which its concentration is proportional to concentration of glucose in the medium.  UV-vis analysis showed a linear correlation between decreasing of quinoneimine concentration concomitantly to increasing of AA concentration. The method was validated by quantification of AA from commercial effervescent tablets, with satisfactory errors, from 0.01 to 1.25 %, and limits of detection and quantification of 0.045 and 0.138 mg.L-1, respectively. In the second part of the work, silver nanoparticles functionalized with the natural product rutin (RU-AgNPs)  were employed in the detection of Fe3+ ions in solution, in the presence of AA. In the best experimental condition (AgNO3, 0,2mM; AA, 0,1 mM; NaOH, 0,1 M e AA, 1mM), according to UV-vis analysis, small but polydisperse nanoparticles (4.1 nm), as verified by transmission electronic microscopy. In the presence of Fe3+, these nanoparticles increase in size (14.7 nm average) and undergo aggregation, as verified by TEM. These effects are not verified in the presence of Cu2+, Zn2+, Hg2+, Ni2+, Pb2+, Mg2+, Cr3+, Sr2+, Ba2+, Cu+ e Al3+. Although Co2+ ions also affects the RU-AgNPs, this effect is not pronounced enough for interfering in the detection of Fe3+ ions. Mechanistically, adsorption of anionic RU to silver surface via 3-hydroxychromen-4-one moiety, since it is the main site to coordinate to metal, while addition of Fe3+ induces to the formation of a coordination complex through anionic catechol group, in which at least 2:1 ligand-Fe3+ stoichiometry is required for aggregative effect. In this process, AA has a crucial role for selective detection and two possible explanation include avoid of previous oxidation of RU by silver and/or coordination of ascorbate do other cations. UV-vis analysis showed a linear correlation between concentration of Fe3+ ions in solution (1-10 μM) and the decreasing in the surface plasmon resonance band (396 nm) associated to RU-AgNPs. Limits of detection and quantification for quantification of Fe3+ were found to be 17 nmol L-1 e 56 nmol L-1, respectively.

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  • SUEDSON DE CARVALHO SILVA RODRIGUES
  • ESTUDOS ESTRUTURAIS E BIOLÓGICOS DO PEPTÍDEO STIGA15 E A RELAÇÃO COM O PROTÓTIPO NATURAL STIGMURINA

  • Orientador : RENATA MENDONÇA ARAUJO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • RENATA MENDONÇA ARAUJO
  • FABRICIO GAVA MENEZES
  • MATHEUS DE FREITAS FERNANDES PEDROSA
  • EDILBERTO ROCHA SILVEIRA
  • Data: 22/07/2019

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  • Devido ao amplo espectro de atividades biológicas relatadas na literatura para peptídeos presentes na peçonha de escorpiões, tem sido observado um aumento nos estudos dessas moléculas, principalmente os peptídeos antimicrobianos, que são investigados como alternativas estratégicas para enfrentar problemas como a resistência a antibióticos convencionais. Sabe-se que o mecanismo de ação de peptídeos antimicrobianos ocorre, em grande parte, pela interação com a membrana do microrganismo, causando desestabilização da bicamada lipídica, resultando na formação de poros, o que leva à lise celular. Entretanto, os detalhes dessas interações ainda não são totalmente conhecidos e podem variar significativamente de peptídeo para peptídeo, com isso, estudos da interação peptídeo-membrana com meios biomiméticos fazem-se necessários. O presente trabalho propôs a síntese e caracterização de um potencial peptídeo bioativo, denominado StigA15. Esse peptídeo foi arquitetado a partir da sequência primária da Stigmurina, peptídeo antimicrobiano originalmente isolado da espécie Tityus stigmurus. A StigA15 foi obtida por síntese de peptídeos em fase sólida. Foram então empregadas como ferramentas principais de investigação a Calorimetria de Titulação Isotérmica (ITC) e as espectroscopias de Dicroísmo Circular (CD) e Ressonância Magnética Nuclear (RMN) para o peptídeo análogo. Todos esses experimentos foram desenvolvidos em meios que mimetizam os ambientes de membranas. Para o peptídeo StigA15, observou-se que a substituição por duas lisinas carregadas, resultou no aumento na atividade contra bactérias Gram-positiva e negativa e fungos, sendo a StigA15 mais ativa para essas cepas do que o peptídeo nativo. Segundo estudos preliminares, identificou-se que o StigA15 possui um maior momento hidrofóbico e que por isso poderia se inserir mais na superfície da membrana e interagir de maneira mais efetiva do que a Stigmurina. Pode-se observar uma seletividade para o peptídeo StigA15, por apresentar uma taxa de hemólise baixa nas concentrações ativas contra o microrganismo. Isso foi confirmado por estudos de ITC que demonstraram a maior interação de StigA15 em vesículas aniônicas do que em vesícula zwitteriônicas. Verificou-se por espectroscopias de CD e RMN que o peptídeo se estrutura em a-hélice quando em contato com meios miméticos de modelos de membranas. Além disso, foi comprovado por RMN uma alta anfipacidade da StigA15 o que, juntamente com sua carga líquida positiva (+4), é propriedade bastante recorrente em peptídeos com significativa atividade antimicrobiana. Portanto, é apresentado um peptídeo inédito com alto potencial biotecnológico.


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  • Due to the broad spectrum of biological activities reported in the literature for peptides present in the venom of scorpions, an increase has been observed in the studies of these molecules, especially the antimicrobial peptides, which are investigated as strategic alternatives to face problems such as resistance to conventional antibiotics. It is known that the mechanism of action of antimicrobial peptides occurs in large part by the interaction with the microorganism membrane, causing destabilization of the lipid bilayer, resulting in the formation of pores, which leads to cell lysis. However, the details of these interactions are not yet fully known and can vary significantly from peptide to peptide, therefore, membrane-peptide interaction studies with biomimetic media are necessary. The present work proposes the synthesis and the characterization of the bioactive peptide StigA15, designed from the primary sequence of Stigmurin, which has originally been isolated from the Tityus stigmurus scorpion. The peptide was obtained from Fmoc solid phase peptide synthesis and Isothermal Titration Calorimetry (ITC) and Circular Dichroism (CD) and Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectroscopies were used as main research tools and the respective experiments were performed in media that mimic membrane environments. When compared the activity of StigA15 to that of the of the wild-type Stigmurin, it was observed that the substitution of two serine residues by two charged lysines resulted in higher activities against Gram-positive and negative bacteria as well as against fungi. According to preliminary studies, it has been identified that StigA15 has a higher hydrophobic moment and therefore could be inserted more deeply in the membrane than Stigmurin. StigA15 presents selectivity towards pattogen cells, since it presents very low hemolysis rates at the active antimicrobial concentrations. This selectivity is further supported by ITC experiments that indicated significatly stronger interactions of StigA15 with anionic vesicles, when compared to zwitterionic vesicles. CD and NMR spectroscopies indicated that the peptide adopts helical conformations in membrane mimetic enviorenments. In addition, NMR spectrosccopy proved that the peptide shows high amphipathicity which is, together with its net positive charge (+4), a feature commonly found in several antimicrobial peptide sequences. Therefore, here is presented a novel peptide sequece with high biotechnological potential

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  • NATHÁLIA OLIVEIRA FELICIANO
  • ADIÇÃO DE POLÍMERO EM MICROEMULSÃO: CARACTERIZAÇÃO E EFEITO DO SEU USO NO TESTE EOR

  • Orientador : ALCIDES DE OLIVEIRA WANDERLEY NETO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALCIDES DE OLIVEIRA WANDERLEY NETO
  • JOSE LUIS CARDOZO FONSECA
  • MONICA RODRIGUES DE OLIVEIRA
  • Data: 29/07/2019

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  • 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).


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  • After exhaustion of its natural energy, the reservoirs retain high amounts of hydrocarbons. The application of advanced oil recovery methods is a way of increasing the oil recovery factor resulting from the use of conventional recovery methods, which are capable of shifting only about 30% of the oil and this is due to the high viscosity of the oil and the elevated interfacial tensions between the injection fluid and the fluid to be displaced. Among the advanced recovery methods, there are thermal, miscible and chemical methods. The application of the chemical methods is done when a certain chemical interaction between the injection fluids and the fluid to be displaced is desired. This work aims to study microemulsion systems (with and without polymer in its composition) for the advanced recovery of oil, determining the phenomena of interface and viscosity, and evaluating their recovery efficiencies. For this, these systems were characterized by measurements of aggregate size, viscosity, surface tension, contact angle and oil recovery. The microemulsion systems were obtained by choosing points in the Pseudoternary diagram, of the following composition: Ultranex Np 120 (Surfactant - T), secondary butanol (Co-surfactant - C), heptane (oil phase - FO), distilled water (aqueous phase - FA) and polyacrylic acid (polymer), in a fixed ratio of C/T = 1. The chosen systems have a fixed quantity of 5% m/m FO, while the quantities of C/T and FA vary between 35 and 60%. The systems with polymer in its formulation were obtained with the addition of 0.2% m/m of the polymer. A comparison made between the surface tension results and the viscosity measurements showed that the oil displacement, for the systems without polymer, is mainly due to interfacial action, while for the systems with polymer, the recovery obtained is mainly due to mechanical displacement. In addition, all the systems under study presented positive results for tertiary recovery, increasing the wettability of sandstone, reaching 41% of original oil in place recovery (% OOIP).

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  • LUIS OTAVIO DE ARAUJO
  • EMBALAGENS ATIVAS: SÍNTESE DE FILMES ANTIMICROBIANOS À BASE DE POLIETILENO DE BAIXA DENSIDADE E ZEÓLITA A CONTENDO PRATA

  • Orientador : SIBELE BERENICE CASTELLA PERGHER
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DULCE MARIA DE ARAUJO MELO
  • FABIO GARCIA PENHA
  • KATYA ANAYA JACINTO
  • MARIELE IARA SOARES DE MELLO
  • SIBELE BERENICE CASTELLA PERGHER
  • Data: 29/10/2019

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  • As embalagens ativas antimicrobianas são materiais dotados da capacidade de inibição e eliminação de microrganismos que deterioram alimentos. Tendo em vista a grande importância de práticas que visem à obtenção de alimentos mais seguros, menor desperdício e maior vida de prateleira desses produtos, o presente trabalho teve por objetivo sintetizar filmes compósitos à base de Polietileno de baixa densidade e zeólita A substituída com diferentes teores de prata para uso como embalagem ativa. Foram inseridos 1%, 5% e 10% de prata, por meio de troca catiônica, na estrutura da zeólita A. Os materiais de partida foram caracterizados por meio de difração de raios X, Microscopia Eletrônica de Varredura, Análise termogravimétrica e Fluorescência de raios X. A inserção de prata na zeólita não alterou a sua estrutura. A atividade antibacteriana da zeólita substituída com prata foi realizada por meio da concentração inibitória mínima utilizando-se Escherichia coli como bactéria alvo. A concentração inibitória mínima (CIM) da zeólita com 1% de prata e concentração 0,05 mg de zeólita/mL não foi capaz de inibir o crescimento visível da bactéria, entretanto, com o aumento da concentração houve inibição total no período de 24h. Os teores de 5% e 10% apresentaram CIM igual a 0,05 mg de zeólita/mL. Os filmes de Polietileno de baixa densidade (PEBD) adicionados de zeólita A substituída com prata foram sintetizados por via úmida. O teor mássico de zeólita nos filmes variou de 1% a 5% em massa. Os filmes não apresentaram mudanças significativas nos perfis de degradação térmica com o aumento do teor mássico de zeólita/Ag presente no compósito. Os filmes que apresentaram melhor atividade antibacteriana frente à Escherichia coli e Staphylococcus aureus foram aqueles preparados com a zeólita substituída com 5% e 10% de prata e com teor mássico de 5% (m/m), mostrando grande potencial para aplicações como embalagens ativas na preservação de alimentos.


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  • Active antimicrobial packagings are materials endowed with the ability to inhibit and eliminate microorganisms that deteriorate food. Considering the great importance of practices aimed at obtaining safer food, less waste and longer shelf life of these products, the present work had the objective of synthesizing low density Polyethylene and zeolite A composite films substituted with different contents of silver for use as active packaging. 1%, 5% and 10% silver were inserted by means of cation exchange in the structure of zeolite A. The starting materials were characterized by X-ray powder diffractometer, scanning electron microscopy, thermal gravimetric analysis and X-ray Fluorescence diffractometer. The silver insertion in the zeolite did not change its structure. The antibacterial activity of the silver-substituted zeolite was performed by the minimum inhibitory concentration using Escherichia coli as target bacterium. The MIC of the zeolite with 1% silver and concentration of 0,05 mg zeolite/mL was not able to inhibit the visible growth of the bacterium, however, with the increase of the concentration there was total inhibition in the period of 24h. The contents of 5% and 10% showed MIC equal to 0,05 mg of zeolite/mL. The LDPE films added with silver-substituted zeolite A were synthesized by wet-casting. The zeolite mass content in the films ranged from 1% to 5% by mass. The films did not show significant changes in the thermal degradation profiles with the increase of the zeolita/Ag mass content present in the composite. The films with best antibacterial activity against Escherichia coli and Staphylococcus aureus were those prepared with 5% and 10% silver substituted zeolite and with a mass content of 5% (w/w), showing great potencial for applications such as active packaging in food preservation.

Teses
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  • JOSÉ ALBERTO BATISTA DA SILVA
  • PRODUÇÃO DE BIODIESEL E BIOLUBRIFICANTES: AVALIAÇÃO DE NOVOS CATALISADORES E ANTIOXIDANTES NATURAIS

  • Orientador : LUCIENE DA SILVA SANTOS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DULCE MARIA DE ARAUJO MELO
  • LEILA MARIA AGUILERA CAMPOS
  • LUCIENE DA SILVA SANTOS
  • MARITZA MONTOYA URBINA
  • TATIANA DE CAMPOS BICUDO
  • TIAGO PINHEIRO BRAGA
  • Data: 18/02/2019

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  • 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 CO2, 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.


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  • This research work was developed seeking the production of clean technologies and bioproducts with perspectives in industrial applications. For this purpose, several materials and bioproducts were obtained. The production of alternative silica (MP1) from the beach sand allowed to obtain mesoporous materials, MCM-41, as synthesized and modified, for several purposes, among these applications in CO2 adsorption processes, due to modifications with alkanolamines, MEA and DEA in addition to impregnation with metal cations, such as Ni+2, Zn+2 and Ag+, which allowed applications in deep desulphurization processes in petroleum derivatives. The chemical modification of MP1 with metals produced SKS bimetallic catalysts, successfully used in the synthesis of bioproducts such as biodiesel and biolubricants. All products were characterized by FTIR, TG / DTG, NMR, CG / MS, DRX, MEV-FEG, EDS, RANCIMAT, FRX, ICP-OES. Tests of reuse of the catalyst and studies on the conversion were carried out in order to obtain the best synthesis parameters. The bioproducts obtained obeyed the specifications of ANP 45/2014 for biodiesel and ANP 669/2017 for biolubricants. In order to optimize the use of the obtained bioproducts, natural antioxidants were obtained from the extracts of Syzygium aromaticum and Punica granatum and effectively tested in cotton biodiesel, to evaluate the effects produced in the oxidative stability of the biofuel.

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  • ANA KARINA PEREIRA LEITE
  • LOFs MISTAS E NANOCOMPÓSITOS COM PROPRIEDADES ADSORTIVAS, FOTOLUMINESCENTES E MAGNÉTICAS: DA SÍNTESE À APLICAÇÃO

  • Orientador : BRAULIO SILVA BARROS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • BRAULIO SILVA BARROS
  • DULCE MARIA DE ARAUJO MELO
  • LUCIENE DA SILVA SANTOS
  • RENATA MARTINS BRAGA
  • JARLEY FAGNER SILVA DO NASCIMENTO
  • JOANNA ELZBIETA KULESZA
  • Data: 20/02/2019

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  • As LOFs (do inglês, Lanthanide-Organic Frameworks) têm se destacado como uma importante classe de materiais funcionais. Estes materiais apresentam interessantes propriedades óticas e magnéticas, que estão diretamente relacionadas a presença de íons lantanídeos conectados por ligantes orgânicos em uma rede cristalina híbrida. Mais recentemente, estas propriedades têm sido estendidas pela combinação com outros tipos de materiais de interesse, ou em outras palavras, pela formação de compósitos ou materiais derivados. Dentre as vastas possibilidades, a combinação de materiais porosos e/ou luminescentes com a magnetita, que apresenta interessantes propriedades magnéticas, tem sido considerada como promissora para o sensoriamento e a adsorção seletiva de compostos químicos orgânicos além de outras possibilidades. Neste trabalho foram sintetizadas LOFs mistas e nanocompósitos Fe3O4/LOF pelos métodos solvotérmico e hidro(solvo)térmico usando íons lantanídeos (La3+, Tb3+, Gd3+, Eu3+) e ligantes orgânicos politópicos. As amostras foram caracterizadas por DRX, IV, TG, MEV, espectroscopia de fotoluminescência e avaliadas como sensores químicos para metais (Pb3+, Cd3+ e Li3+), bem como na adsorção seletiva de corantes orgânicos. Os resultados sugerem que o uso de um direcionador de crescimento, ácido acético, usado para o controle da morfologia das partículas, promoveu a formação de uma estrutura inesperada, onde os íons lantanídeos (La3+ e Tb3+) se encontram coordenados a íons formiato em uma rede tridimensional, ao invés do ligante isoftálico, como esperado. Os íons formiato foram formados a partir da hidrólise do solvente usado, dimetilformamida (DMF). As amostras cristalizadas são isoreticulares com uma estrutura já reportada na literatura e de fórmula [Ce(HCOO)3]n. Os espectros de IV exibiram o deslocamento do estiramento relacionado ao grupo carbonila do íon formato. O íon Tb3+ foi incorporado à estrutura conferindo luminescência verde. A morfologia dos pós mudou de micro hastes para aglomerados de pequenas partículas semelhantes a flores quando a concentração do ácido acético foi incrementada. LOFs preparadas com os íons lantanídeos (Gd3+ e Eu3+) e o precursor do ligante, ácido 1,3,5 benzeno tricarboxílico (BTC). Os resultados de DRX confirmaram a cristalização de uma isoestrutura da LOF [Gd(BTC)(H2O)].(DMF)(H2O)0.5, enquanto que os resultados de IV sugerem a desprotonação do grupo carboxílico do ligante e a sua coordenação ao íon Gd3+. A luminescência vermelha do composto quando excitado na região do ultravioleta confirmou a incorporação dos íons Eu3+. Nanocompósitos (Gd, Eu)-LOF@Fe3O4 foram preparados sob condições solvotérmicas. Os resultados de DRX confirmaram a formação da LOF mista ao mesmo tempo em que foram observados picos de difração característicos da magnetita, o que também foi confirmado pela própria característica magnética das amostras obtidas.  As análises de IV confirmaram a desprotonação do grupo carboxílico do ligante e a sua coordenação ao íon Gd3+, também foi observada uma banda a 560 cm-1 referente ao estiramento Fe-O da magnetita. Além disso, o compósito também apresentou luminescência vermelha característica do íon európio. Os resultados dos testes como sensor químico mostraram que a LOF apresenta um resultado satisfatório para o íon Pb3+. Os testes de adsorção seletiva dos corantes utilizando o compósito e a LOF mostram que o compósito adsorve mais azul de metileno (98%) do que o alaranjado de metila (35%) a uma concentração de 70mg/L por um tempo de 2h.


  • Mostrar Abstract
  • The LOFs (Lanthanide-Organic Frameworks) have emerged as an important class of functional materials. These materials present interesting optical and magnetic properties, which are directly related to the presence of lanthanide ions connected by organic binders in a hybrid crystal network. More recently, these properties have been extended by combining with other types of materials of interest, or in other words by the formation of composites or derived materials. Among the vast possibilities, the combination of porous and / or luminescent materials with magnetite, which presents interesting magnetic properties, has been considered as promising for the sensing and the selective adsorption of organic chemical compounds besides other possibilities. In this work, mixed LOFs and Fe3O4/LOF nanocomposites were synthesized by solvothermic and hydro(solvo)thermal methods using lanthanide ions (La3+, Tb3+, Gd3+, Eu3+) and polytopic organic binders. The samples were characterized by XRD, IR, TG, MEV, photoluminescence spectroscopy and evaluated as chemical sensors for metals (Pb3+,Cd3 + and Li3+), as well as the selective adsorption of organic dyes. The results suggest that the use of a growth promoter, acetic acid, used to control the particle morphology, promoted the formation of an unexpected structure, where the lanthanide ions (La3+ and Tb3+) are coordinated to formate ions in a network three-dimensional, rather than isophthalic linker, as expected. Formate ions were formed from the hydrolysis of the solvent used, dimethylformamide (DMF). The crystallized samples are isoreticular with a structure already reported in the literature and of formula [Ce(HCOO)3]n. The IR spectra exhibited the displacement of the stretch related to the carbonyl group of the ion format. The Tb3 + ion was incorporated into the structure giving green luminescence. The morphology of powders changed from micro stems to agglomerates of small flower-like particles when the concentration of acetic acid was increased. LOFs prepared with the lanthanide ions (Gd3+ and Eu3+) and the binder precursor, 1,3,5-benzene tricarboxylic acid (BTC). The results of XRD confirmed the crystallization of an isoestructure of LOF [Gd(BTC)(H2O)](DMF)(H2O)0.5, while IV results suggest the deprotonation of the carboxyl group of the ligand and its coordination to the ion Gd3+. The red luminescence of the compound when excited in the ultraviolet region confirmed the incorporation of Eu3+ ions. Nanocomposites (Gd, Eu) -LOF/ Fe3O4 were prepared under solvothermic conditions. The results of XRD confirmed the formation of the mixed LOF at the same time that characteristic diffraction peaks of the magnetite were observed, which was also confirmed by the magnetic characteristic of the obtained samples. The analysis of IV confirmed the deprotonation of the carboxyl group of the ligand and its coordination to the Gd3+ ion, also a 560 cm-1 band was observed regarding the Fe-O stretch of the magnetite. In addition, the composite also showed red luminescence characteristic of the europium ion. The results of the tests as a chemical sensor showed that the LOF presents a satisfactory result for the Pb3+ ion. Selective adsorption tests of the dyes using the composite and LOF show that the composite adsorbs more methylene blue (98%) than methyl orange (35%) at a concentration of 70mg/L for a time of 2h.

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  • OLÍMPIO JOSÉ DA SILVA JÚNIOR
  • POLIMEROS DE COORDENAÇÃO E SEUS ÓXIDOS DERIVADOS: DA PREPARAÇÃO A APLICAÇÃO NA DESCOLORIZAÇÃO DE ÁGUAS CONTAMINADAS COM CORANTES ORGÂNICOS

  • Orientador : BRAULIO SILVA BARROS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • BRAULIO SILVA BARROS
  • CLEONILSON MAFRA BARBOSA
  • DAVI SERRADELLA VIEIRA
  • ELANIA MARIA FERNANDES SILVA
  • JOANNA ELZBIETA KULESZA
  • Data: 20/02/2019

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  • 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. 


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  • Coordination polymers (CP) are a new class of hybrid materials consisting of metal species or clusters connected by organic linkers and forming structures along one, two or three dimensions. In this research, we propose the use of CPs and their derived oxides in the discoloration of water contaminated with organic dyes. Three Cu2+ coordination polymers were prepared by an electrochemical method using the following linkers: 1,3-H2BDC, 1,4-H2BDC, and 5-NH2-H2BDC. The samples obtained were calcined in air at 923 K yielding porous CuO. The synthesis of Ca-MOFs was performed using a sonochemical method. The main synthetic parameters were studied, and the factorial planning was employed to reduce the total number of samples produced. All the prepared samples were characterized by X-ray powder diffraction (PXRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy with Attenuated Total Reflectance (ATR-FTIR), Thermal Analysis (TGA-DTA) and Scanning Electron Microscopy (SEM). The results confirmed both the crystallization of the Cu2+ coordination polymers and the formation of the copper oxide after the heat treatment. The porous CuO was tested for the catalytic degradation of methylene blue in the presence of H2O2, and the effect of reaction parameters such as catalyst mass and H2O2 volume were studied. The optimum reaction conditions were established, with discoloration reaching about 94 and 100% at 308 and 311 K, respectively, after only 120 minutes of reaction. The Ca-MOFs samples were applied in the adsorption of the methylene blue dye at natural pH, obtaining maximum adsorption of 60.241 μmol.g-1 and high efficiency in the reuse, reaching 97% of the initial adsorption capacity in the second reuse cycle. The results suggest that the presence of the [Ca(BDC)(DMF)(H2O)] phase does not increase the adsorption capacity when compared to the other crystalline phase obtained, [Ca(BDC)(H2O)3]n. Both materials have been shown to be promising in the discoloration of contaminated water.

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  • ANDERSON FERNANDES GOMES
  • AVALIAÇÃO DO POTENCIAL DA MICROALGA Chlamydomonas sp. CULTIVADA EM SISTEMA ABERTO COMO FONTE DE METABÓLITOS DE ALTO VALOR AGREGADO COM APLICAÇÕES INTEGRADAS AO SETOR DE BIOCOMBUSTÍVEIS, VISANDO UMA PERSPECTIVA BIORREFINÁRIA

  • Orientador : LUCIENE DA SILVA SANTOS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • LUCIENE DA SILVA SANTOS
  • ANTONIO SOUZA DE ARAUJO
  • MARTA COSTA
  • NEDJA SUELY FERNANDES
  • LEANDRO SILVA COSTA
  • MARIANA SANTANA SANTOS PEREIRA DA COSTA
  • Data: 28/02/2019

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  • Atualmente, é relevante que o processamento de qualquer matéria-prima em larga escala ocorra numa concepção de biorrefinaria, que consiste em otimizar o uso dos recursos, visando maximizar a rentabilidade, os benefícios e minimizar a geração de resíduos. Diante desse contexto, as microalgas apresentam elevado potencial biorrefinário, pois exibem inúmeros constituintes de alto valor agregado. As microalgas, quando submetidas a condições de restrição de nutrientes se tornam propensas ao acúmulo de lipídios totais e alterações no perfil graxo. Neste estudo, a microalga Chlamydomonas sp. foi cultivada em lagoas fotossintéticas em diferentes condições incluindo, grupo controle (CTG) e estresse nutricional (BS). A eficiência na extração da fração lipídica hexânica bruta (CHF), utilizando agitação mecânica associada à técnica de ultrassom, foi avaliada em dois tempos distintos (2 e 4 horas). Além disso, as biomassas antes do processo extrativo (BBE), assim como as biomassas residuais oriundas da fração hexânica (RBHF2h e RBHF4h) foram monitoradas por MEV e Análise Termogravimétrica (TG). Os valores de proteína bruta e o potencial calorífico superior (HHV) foram estimados em função da composição elementar das biomassas RBHF2h e RBHF4h. A fração clorofórmica bruta (CCF) foi obtida a partir da RBHF4h (extração com clorofórmio). As frações CCF e CHF hidroesterificadas foram caracterizadas por TG, FTIR e GC/MS. Além disso, o extrato metanólico bruto (CEM) foi obtido a partir da biomassa CTG, empregando banho ultrassom como sistema de ruptura celular e posteriormente a fração foi caracterizada por CG/MS. Vale destacar, que foi avaliado o efeito do CEM sobre a viabilidade celular da linhagem tumoral de melanoma murino B16F10 e da linhagem normal de fibroblasto murino 3T3, quanto a capacidade de redução do reagente MTT. Ademais, o potencial imonumodulatório também foi analisado no modelo de macrófagos RAW 264.7, quanto a capacidade produção de óxido nítrico (NO). As micrografias da superfície das biomassas mostraram maior fragmentação para RBHF4h, assim como uma notável redução no evento térmico típico de lípidios (350-470 °C), indicando eficácia na extração e correlação com a diferença significativa (superior a 300%) do CHF obtido nos diferentes tempos. A fração lipídica total máxima (CHF+CCF) foi de aproximadamente 29%, sendo 60% superior ao grupo controle (CTG). As biomassas residuais possuem valores de HHV e proteína bruta de até 19 MJ kg-1 e acima de 50%, respectivamente. Os dados de TG e FTIR presumem composição predominante de frações saponificáveis para o extrato CCF, ao contrário do CHF que é composto especialmente de insaponificáveis. Além disso, a curva TG ratificou uma melhor taxa de conversão para CCF (aproximadamente 89%), consistente com o valor obtido por GC/MS (cerca de 86%). O perfil graxo das frações saponificáveis de ambos os extratos mostraram que os ácidos graxos são majoritariamente compostos por C16:0 e C18:3 (ω-3 e ω-6). Outro aspecto notável, e que a condição de estresse induziu o aumento percentual de C18:3, contudo reduziu significativamente o teor de C18:2 quando comparado ao CTG. que embora os ésteres exibam elevada concentração de ácidos graxos poli-insaturados, o que compromete sua aplicação na produção de biodiesel, o perfil graxo das microalgas sugere um potencial farmacológico para dieta ou terapia, uma vez que alguns dos principais componentes são relatados como metabólitos bioativos. Enquanto as biomassas residuais poderiam potencialmente ser direcionadas para aquicultura (suplementação nutricional) diante do significativo teor proteico, ou para combustão direta devido ao elevado poder calorifíco. Os dados de CG/MS revelaram que a composição do CEM inclui majoritariamente, o esqualeno (isoprenóide), fitol (álcool diterpênico acíclico) e ácido adípico bis (2-etilhexil) éster. O teste de viabilidade celular revelou que o extrato CEM promoveu uma redução estatisticamente significativa na capacidade de redução do MTT da linhagem B16F10, acima de 50%, enquanto nenhum efeito sobre a linhagem normal foi observado, ambos até a concentração de 400 µg/mL. Além disso, o extrato metanólico apresentou notável ação inibitória sobre a produção de NO por macrófagos RAW, promovendo uma redução superior a 60% em relação ao controle positivo (LPS). Diante desses resultados, é possível inferir que o extrato polar da biomassa microalgal apresenta substâncias com potencial inibitório quanto a viabilidade de células cancerígenas, bem como da produção do mediador inflamatório NO.


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  • Nowadays it is relevant that the processing of any large-scale raw material occurs in a biorefinery design, which consists in optimize the use of resources, aiming at maximizing profitability, benefits and minimizing waste generation. Considering this context, microalgae present high biorrefinario potential, since they exhibit numerous constituents with high value. The microalgae, when subjected to nutrient restriction conditions, become susceptable to the accumulation of total lipids and changes in the fatty profile. In this study, the microalgae Chlamydomonas sp. was cultivated in photosynthetic ponds and submitted to the absence of nutrients. Subsequently, the extraction efficiency of the crude hexanic lipid fraction (CHF), using mechanical agitation associated with the ultrasound technique, was evaluated in two different times (2 and 4 hours). In addition, the biomass before the extractive process (BBE), as well as the residual biomasses from the hexane fraction (RBHF2h and RBHF4h) were monitored by SEM and Thermogravimetric Analysis (TG). Crude protein and high heating value (HHV) were estimated as a function of the elemental composition of biomasses RBHF2h and RBHF4h. Crude chloroform fraction (CCF) was obtained from RBHF4h (extraction with chloroform). The CCF and CHF fractions after hydroesterification were characterized by TG, FTIR and GC/MS. Besides, the crude methanolic extract (CEM) was obtained from CTG biomass with ultrasound as cell rupture system and after that the fraction was characterized by GC/MS. It´s worth pointing out that the CEM over the cell viability of murine melanoma tumor cell line B16F10 and normal line of murine fibroblast 3T3 were evaluated as for the reduction capacity of MTT reagent. Moreover, immunosuppressive potential was also analyzed in macrophags RAW 264.7 model concerning its capacity of nitric oxide production (NO). Surface micrographs of the biomass showed greater fragmentation for RBHF4h, as well as a significant reduction in the typical thermal event of lipids (350-470 °C), indicating extraction efficiency and correlation with the significant difference (greater than 300%) of the obtained CHF at different times. The maximum total lipid fraction (CHF + CCF) was approximately 29%, 60% higher than the control group (CTG). Residual biomasses have HHV and crude protein values at about 19 MJ kg-1 and above 50%, respectively. The TG and FTIR data presume the predominant composition of saponifiable fractions for the CCF extract, unlike the CHF which is composed especially of unsaponifiables. In addition, the TG curve ratified a better conversion rate for CCF (approximately 89%), consistent with the value obtained by GC/MS (about 86%). The fatty profile of the saponifiable fractions of both extracts showed that fatty acids are mostly composed of C16:0 and C18:3 (ω-3 and ω-6). Another important aspect, and that the stress condition induced a percentage increase of C18:3, however, significantly reduced the C18:2 content when compared to CTG. It is worth mentioning that although the esters exhibit a high concentration of polyunsaturated fatty acids, which compromises their application in the production of biodiesel, the fatty profile of microalgae suggests a pharmacological potential for diet or therapy, since some of the main components are reported as bioactive metabolites. While residual biomass could potentially be targeted to aquaculture (nutritional supplementation) in the face of significant protein content, or for direct combustion due to high value HHV. GC/MS data revealed that CEM composition is mostly of squalene (isoprenoid), phytol (acyclic diterpene alcohol) and adipic acid bis(2-ethylhexyl) ester. The cell viability test revealed that the CEM extract promoted an considerable statistically decrease in the capacity of MTT reduction of B16F10 cell line, over 50%, while any effect over the normal cell line was observed, both until 400 µg mL-1. Besides, the methanolic extract showed notable inhibitory action on NO production by RAW machophages, promoting a reduction to upper 60% in comparison to positive control (LPS). Therefore, it is possible to infer that the polar extract of microalgal biomass presentes substances with inhibitory potential regarding the viability of câncer cells, as well as the production of inflammatory mediator (NO).

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  • BRENO GUSTAVO PORFIRIO BEZERRA
  • MATERIAL COMPÓSITO A BASE DE HDL E ZEOLITA A PARA A REMOÇÃO SIMULTÂNEA DE ÂNIONS E CÁTIONS EM EFLUENTE DA INDÚSTRIA DE PETRÓLEO

  • Orientador : DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • FABIO GARCIA PENHA
  • LINDIANE BIESEKI
  • LUZIA PATRICIA FERNANDES DE CARVALHO GALVAO
  • NEDJA SUELY FERNANDES
  • SIBELE BERENICE CASTELLA PERGHER
  • Data: 14/03/2019

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  • 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.


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  • The water produced is extracted together with the oil and represents the largest waste stream in the production of crude oil. The aspects that deserve attention are its high volumes and the complexity of its composition. Disposal of such waste volumes has raised concerns about uncontrolled environmental pollution and is irreversible in the marine environment.

    So the removal of these contaminants is considered a major problem, a challenge in the world today, but can be seen as an opportunity to provide a viable source of water, as beneficial in many applications, for which the quality of drinking water is not avoiding serious environmental damage. Thus the development of technologies through the adsorption of cations and anions is efficient and simple and has been used in for the remediation of waters and effluents.

    In this work, treatments were carried out in water produced through the adsorbent commercial zeolite A, through a planning in which its adsorption capacity was compared as a function of the contact time with the produced water, in periods of 0 (without treatment) to 24 hours , at the end of the treatment, the samples were analyzed by ICP-OES. Also, different materials such as zeolites, aluminas and Lamellar Double Hydroxides were used. It was observed that for zeolite materials A, ɣAl2O3 and calcined commercial HDL were the most satisfactory results with a percentage of 60% to 99% of removal and when compared to the maximum permissible values established by Resolution No. 430 of the National Council of the Environment Environment, and finally the synthesis of a new composite material based on Zeolite A and HDL, being a material with specific properties for the simultaneous removal of cations and anions, being efficient for remanage in petroleum produced water.

     

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  • CAMILA CARVALHO DE ALMEIDA
  • DESENVOLVIMENTO DE PROCESSOS ELETROQUÍMICOS E COMBINADOS PARA A REMEDIAÇÃO DE EFLUENTES E SOLOS CONTAMINADOS COM COMPOSTOS ORGANO-HALOGENADOS

  • Orientador : CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • DOUGLAS DO NASCIMENTO SILVA
  • DANYELLE MEDEIROS DE ARAUJO
  • MARCO ANTONIO QUIROZ ALFARO
  • Data: 18/03/2019

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  • A crescente preocupação da sociedade com os riscos ambientais e a saúde pública vem exigindo um controle mais rigoroso das nossas águas e solo, promovendo o desenvolvimento e a implementação de novas tecnologias de tratamento. A presente tese, portanto, teve como objetivo avaliar a descontaminação de Poluentes Orgânicos Persistentes (POPs), especificamente corante e pesticida organo-halogenados, em efluentes e solo por meio da integração de processos eletroquímicos utilizando ânodos de Diamante Dobado com Boro (BDD) com outras tecnologias de alta eficiência e baixo impacto ambiental. Os resultados da eletrólise com ânodos de BDD de um efluente sintético contaminado com o corante têxtil Azul de Bromofenol demonstraram claramente que a aplicação de diferentes valores de corrente (1A, 2A, e 3A) mostrou ser bastante eficiente por não somente reduzir a cor do efluente, como também levar a sua completa mineralização. A concentração significativa de Br- liberada durante o ataque do radical OH ao corante, e a formação das espécies de BrO- geradas a partir da Oxidação Anódica desses ânions, explicam o ótimo desempenho dessa tecnologia no tratamento de soluções sintéticas. Os estudos envolvendo a descontaminação de solo contaminado com o herbicida Clopiralida, mostraram que é possível combinar o processo de descloração com Ferro Zero Valente (ZVI), lavagem do solo e a oxidação eletroquímica em um único tratamento de forma sequencial ou integrada em um mesmo reator. A Clopiralida foi, portanto, eficientemente removida do solo, e a completa degradação dos poluentes nos fluidos de lavagem foi possível usando a oxidação anódica com eletrodos de BDD em todos os estudos realizados. A descloração com ZVI integrado ao processo de lavagem tem um impacto importante na eficiência do processo, levando a menos resíduos perigosos (do ponto de vista da toxicidade), mas, ao mesmo tempo, os intermediários formados são menos oxidáveis do que os compostos iniciais clorados, o que resulta em um processo menos eficiente do ponto de vista da mineralização. Este impacto negativo sobre a eficiência do processo eletroquímico não é completamente indesejável, pois como a toxicidade dos resíduos diminui significativamente nos estágios iniciais com o uso do ferro, torna-se promissora a combinação desta tecnologia com tratamentos biológicos.


  • Mostrar Abstract
  • The growing concern of society with environmental risks and public health has required a more rigorous control of our waters and soil, promoting the development and implementation of new treatment technologies. Therefore, the present aimed to evaluate the decontamination of Persistent Organic Pollutants (POPs), specifically organohalogenated dye and pesticide, in effluents and soil by means of the integration of electrochemical processes using Boron Doped Diamond (BDD) anodes with other technologies of high efficiency and low environmental impact. The results of electrolysis with BDD anodes of a synthetic effluent contaminated with the Bromophenol blue textile dye clearly demonstrated that the application of different current values (1A, 2A, and 3A) was shown to be quite efficient because it not only reduces the color of the effluent, as well as lead to its complete mineralization. The significant concentration of Br- released during the attack of the OH radical on the dye and the formation of the BrO- species generated from the Anodic Oxidation of these anions explain the optimal performance of this technology in the treatment of synthetic solutions. The studies involving the decontamination of soil contaminated with the herbicide Clopiralida showed that it is possible to combine the dechlorination process with Zero Valent Iron (ZVI), soil washing and electrochemical oxidation in a single treatment sequentially or integrated in the same reactor. Therefore, Clopyralide was efficiently removed from the soil, and complete degradation of the pollutants in the wash fluids was possible using anodic oxidation with BDD electrodes in all studies. The dechlorination with ZVI integrated into the washing process has an important impact on the efficiency of the process, leading to less hazardous waste (from the point of view of toxicity), but at the same time the intermediates formed are less oxidizable than the initial chlorinated compounds, which results in a less efficient process from the point of view of mineralization. This negative impact on the efficiency of the electrochemical process is not completely undesirable, because as the toxicity of the residues decreases significantly in the initial stages with the use of iron, it becomes promising the combination of this technology with biological treatments.

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  • RAILSON CARLOS SOUZA DA LUZ
  • INFLUÊNCIA DE COMPLEXOS POLIELETROLÍTICOS DE QUITOSANA-GOMA XANTANA COM NANOSÍLICA NAS PROPRIEDADES TECNOLÓGICAS DE FLUIDOS DE PERFURAÇÃO AQUOSOS 

  • Orientador : ROSANGELA DE CARVALHO BALABAN
  • MEMBROS DA BANCA :
  • FABÍOLA DIAS DA SILVA CURBELO
  • JULIANA DE SOUZA NUNES
  • JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
  • LUZIA PATRICIA FERNANDES DE CARVALHO GALVAO
  • ROSANGELA DE CARVALHO BALABAN
  • Data: 15/04/2019

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  • 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.


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  • The incorporation of inorganic nanomaterials into polymer chains leads to the formation of new materials with specific characteristics and different from those presented by the originating materials. These materials are referred to as polymeric hybrid materials. The incorporation of nanosilica into the polymer chains of chitosan in the formation of the hybrid material of nanosilica-chitosan was the initial target of this work, being observed a significant influence of the process of obtaining, in the thermal properties and in the behavior in aqueous medium of these materials. The nanosilica-chitosan hybrid materials were also used as precursors in the formation of polyelectrolyte complexes, with the use of xanthan gum as polyanion, which, according to the results obtained from the viscoelastic behavior, provide the formation of a more structured three-dimensional network, when compared to the polyelectrolyte complex composed only of xanthan gum and chitosan. Both materials were applied in aqueous drilling fluids, providing an increase in apparent viscosity, which promotes the entrainment of gravel produced during the drilling of oil wells, providing the same cleaning efficiency. In relation to the filtration control of the drilling systems, the hybrid materials of nanosilica-chitosan presented reduction of the filtrate volume due to the formation of a less permeable filter cake. Similar result was also observed at high temperature (90 oC). In turn, the polyelectrolyte complexes presented similar behavior to the hybrid materials, that is low filter loss.

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  • MARCUS VINICIUS GOMES PAIXÃO
  • AVALIAÇÃO DO POTENCIAL DE MICROESFERAS MAGNÉTICAS/TERMORESPONSIVAS À BASE DE QUITOSANA DECORADAS COM POLI (N-isopropilacrilamida) NO TRATAMENTO DE ÁGUAS OLEOSAS

  • Orientador : ROSANGELA DE CARVALHO BALABAN
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOSE LUIS CARDOZO FONSECA
  • JULIANA DE SOUZA NUNES
  • LUZIA PATRICIA FERNANDES DE CARVALHO GALVAO
  • MARCOS ANTONIO VILLETTI
  • ROSANGELA DE CARVALHO BALABAN
  • Data: 17/05/2019

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  • Microesferas inteligentes capazes de responder a campos magnéticos e mudanças de temperatura foram preparadas encapsulando nanopartículas magnéticas em microesferas de quitosana reticuladas, seguidas por formação de escovas de poli (N-isopropilacrilamida) (PNIPAM) em suas superfícies (MMQ-PNIPAM). As microesferas sintetizadas foram caracterizadas por espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR), microscopia eletrônica de transmissão (TEM), magnetometria vibrante de amostras (VSM), termogravimetria (TG) e calorimetria de varredura diferencial (DSC). Enquanto a maioria dos estudos objetivou a reação de copolimerização por enxertia entre quitosana e NIPAM para obter uma partícula solúvel, a principal contribuição deste estudo foi melhorar a lipofilicidade de microesferas magnéticas de quitosana reticulada com escovas de PNIPAM, para ser usada em tratamento de água oleosa como um adsorvente sólido. Além disso, aplicamos o MMQ-PNIPAM associado ao homopolímero PNIPAM em um processo de remoção de óleo. Comumente, a composição da água oleosa de um poço de petróleo é caracterizada por alta salinidade e alto teor de óleo. Portanto, investigou-se neste trabalho o comportamento termoresponsivo da PNIPAM na presença de sais (NaCl e CaCl2), bem como a eficiência de remoção de óleo devido ao efeito de agrupamento de partículas MCM-PNIPAM acima da temperatura de agregação da PNIPAM. O comportamento termoresponsivo das MMQ-PNIPAM foi confirmado pela transição de fase acentuada nas curvas de DSC. A investigação inicial da eficiência de remoção de óleo foi realizada com as microesferas sintetizadas atingindo valores superiores a 97 % acima da temperatura de agregação. Por outro lado, os resultados mostraram que o tempo é um parâmetro importante para obter maior remoção de óleo, principalmente devido ao efeito de salinidade, e a presença de cadeias de homopolímeros PNIPAM pode dar vantagens significativas em comparação ao desempenho de microesferas MMQ-PNIPAM individuais.


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  • Smart microspheres capable of responding to magnetic fields and temperature changes were prepared by encapsulating magnetic nanoparticles into cross-linked chitosan microspheres followed by poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) brushes formation on their surfaces (MCM-PNIPAM). The synthetized microspheres were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), transmission electron microscopy (TEM), vibrating sample magnetometry (VSM), thermogravimetry (TG) and differential scanning calorimetry (DSC). While most studies have focused on the graft copolymerization reaction between chitosan and NIPAM to get a soluble particle, the main finding of this study was to improve the lipophilicity of magnetic crosslinked chitosan microspheres with PNIPAM brushes, in order to be used in oily water treatment as a solid adsorbent. In addition, we applied MCM-PNIPAM associated to PNIPAM homopolymer in an oil removal process. Commonly, oily water composition from an oil well is characterized by high salinity and high oil content. Therefore, it was investigated in this paper the PNIPAM thermoresponsive behavior in presence of salts (NaCl and CaCl2), as well as the oil removal efficiency due to the MCM-PNIPAM particles clustering effect above the aggregation temperature of PNIPAM. The thermoresponsive behavior of MCM-PNIPAM was confirmed by the sharp transition phase on DSC curves. The initial investigation of oil removal efficiency was performed to the synthesized microspheres with values higher than 97% for MCM-PNIPAM above the PNIPAM aggregation temperature. On the other hand, the results showed that the time is an important parameter to obtain higher oil removal mainly due to the salinity effect, and the presence of PNIPAM homopolymer chains can give significant advantages compared to the performance of individual MCM-PNIPAM microspheres.

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  • JOÃO LEONARDO FREITAS OLIVEIRA
  • CINÉTICA E PIRÓLISE DO ÓLEO DE LICURI (Syagrus coronata) UTILIZANDO VERMICULITA SÓDICA/ÁCIDA COM ÓXIDO DE ZINCO PARA OBTENÇÃO DE BIO-ÓLEO

  • Orientador : AMANDA DUARTE GONDIM
  • MEMBROS DA BANCA :
  • AMANDA DUARTE GONDIM
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • ARUZZA MABEL DE MORAIS ARAUJO
  • EDJANE FABIULA BURITI DA SILVA
  • MEIRY GLÁUCIA FREIRE RODRIGUES
  • Data: 27/06/2019

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  • 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.


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  • The application of clays has become more common in several areas of research in the last decades, thanks to its unique properties, be it in its pure form or modified physically / chemically. In this work, the natural and acidic vermiculite were used as catalysts and catalytic support for zinc oxide, in order to obtain promising catalysts for application in the pyrolysis of oleaginous plant origin known as licuri (Syagrus coronata). In all, five catalysts were synthesized, zinc oxide (ZnO), vermiculite supported with zinc oxide in the mass percentages of 1 and 6% (VZn1 and VZn6), vermiculite (V) and acid vermiculite with 1% and 6% of zinc oxide, VaZn1 and VaZn6, respectively. The catalysts under study were characterized by the following techniques: X-ray diffractometry (XRD), thermogravimetric analysis (TGA), nitrogen adsorption / desorption, scanning electron microscopy (SEM) and X-ray fluorescence (FRX). The pyrolysis tests for the determination of activation energy were performed on a thermogravimetric scale following Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) and Ozawa Flynn-Wall (OFW) kinetic models. Rapid pyrolysis was performed using a Py-CG / MS for separation and determination of the bio-oil composition. In the kinetic study of the pyrolysis of the liqueur oil, the catalysts that showed the highest catalytic activity were V, VZn1 and VaZn1, presenting activation energy lower than the thermal pyrolysis of the oil from the 10% conversion. VZn1 and VaZn1 presented higher activity for the formation of hydrocarbons by deoxygenation of the oil, showing that the zinc oxide associated with vermiculite presents as an alternative option there are conventional catalysts for studies in the area of pyrolysis and production of bio- oil.

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  • JANIELE MAYARA FERREIRA DE ALMEIDA
  • SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE NANOPARTÍCULAS DE SÍLICA OBTIDAS A PARTIR DA PERLITA EXPANDIDA PARA APLICAÇÃO NA LIBERAÇÃO PH-RESPONSIVA DE FÁRMACOS

  • Orientador : NEDJA SUELY FERNANDES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOÃO AUGUSTO OSHIRO JUNIOR
  • BOLIVAR PONCIANO GOULART DE LIMA DAMASCENO
  • LOURENA MAFRA VERISSIMO
  • MARCIA RODRIGUES PEREIRA
  • NEDJA SUELY FERNANDES
  • SIBELE BERENICE CASTELLA PERGHER
  • Data: 28/06/2019

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  • Sistemas de liberação de fármacos cuja performance depende de condições externas como pH, são chamados de pH-dependentes ou pH-responsivos. São materiais capazes de promover um entrega de fármacos de forma prolongada e/ou em locais específicos (targeted drug delivery). As nanopartículas de sílica (NPS) são ótimos materiais para aplicação como sistemas pH-responsivos, já que sua superfície tem abundância em grupos silanóis (Sí-OH), que são altamente sensíveis a variações de pH. A isoniazida (INH) é um dos tuberculostáticos de primeira linha para longos períodos de tratamento. Parte da INH degrada-se em meios muito ácidos como o pH estomacal, prejudicando o tratamento da tuberculose e requerendo altas doses diárias para manter o efeito terapêutico. Já o topiramato (TPM) é um antiepilético potente, utilizado em altas dosagens diárias já que possui baixa biodisponibilidade. Neste contexto, as NPS foram empregadas como matrizes inorgânicas para carreamento e liberação (in vitro) do TPM e da INH. A síntese das NPS, foi feita usando uma fonte natural de sílica como precursor (a perlita expandida, um aluminossilicato, natural, de baixo custo e abundante), por um método rápido, simples e sem muitos aparatos. Os parâmetros de síntese via método de Stöber (processo sol-gel), foram variados obtendo partículas de diversos tamanhos e distribuição de tamanhos (monomodais e bimodais). As NPS foram caracterizadas por DRX, FTIR, MEV, DLS e potencial zeta. Apresentaram estrutura amorfa e morfologia esférica. Uma metodologia para detecção e quantificação do TPM por CG-EM foi desenvolvida e validada (seguindo a ANVISA, RDC 166 de 2017), em substituição a técnica padrão de CLAE-EM, já que o TPM não pode ser detectado por técnicas espectrofotométricas. Os fármacos foram incorporados nas NPS em condições otimizadas por planejamento experimental (fatorial, 2n) por diferentes métodos: INH por adsorção e TPM por fusão (hot melt loading). A incorporação do TPM trouxe uma nova metodologia para preparo de carreadores usando um sistema de grande controle de temperatura, em uma termobalança, por termogravimetria (TG). O estudo de liberação dos fármacos, foram feitos usando meios de dissolução simulando o pH gastrointestinal: pH 1,2 (estômago), pH 6,8 e 7,4 (intestino). O tempo de duração do ensaio seguiu o tempo estimado de trânsito gastrointestinal que uma forma farmacêutica sólida oral enfrenta ao ser ingerida. O perfil de liberação mostrou que as NPS apresentam uma superfície pH-responsiva (maior liberação em pH 7.4) e com liberação prolongada dos fármacos (8 horas para INH e 5 horas para o TPM). O estudo cinético avaliou os modelos de ordem zero, primeira ordem e Higuchi para liberação dos fármacos das NPS, e o modelo de ordem zero foi o que apresentou melhor ajuste, confirmando o perfil de liberação supracitado. Essa maior liberação em pH intestinal garante uma menor degradabilidade em meio ácido (estômago), maior absorção e eficiência dos fármacos.


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  • Drug delivery systems whose performance depends on external conditions such as pH are called pH-dependent or pH-responsive. They are materials capable of promoting prolonged and / or specific drug delivery. Silica nanoparticles (NPS) are excellent materials for application as pH-responsive systems, since their surface is abundant in silanols (Si-OH) groups, which are highly sensitive to variations in pH. Isoniazid (INH) is one of the first-line tuberculostatics for long treatment periods. Part of INH degrades in very acidic media such as stomach pH, impairing the treatment of tuberculosis and requiring high daily doses to maintain the therapeutic effect. Topiramate (TPM) is a potent antiepileptic, used in high daily dosages since it has low bioavailability. In this context, NPS were used as inorganic matrices for the in vitro release of TPM and INH. The synthesis of NPS was made using a natural source of silica as a precursor (the expanded perlite, a natural, low cost and abundant aluminosilicate), by a fast, simple and without many apparatus. The synthesis parameters by Stöber method (sol-gel process), were varied obtaining particles of different sizes and size distribution (monomodal and bimodal). NPS were characterized by XRD, FTIR, SEM, DLS and zeta potential. They presented amorphous structure and spherical morphology. A methodology for the detection and quantification of TPM by GC-MS was developed and validated (following ANVISA, RDC 166 of 2017), replacing the standard technique of HPLC-MS, since the TPM can not be detected by spectrophotometric techniques. The drugs were incorporated in the NPS under optimized conditions by experimental design (factorial, 2n) by different methods: INH by adsorption and melt-loading TPM. The incorporation of the TPM brought a new methodology for the preparation of carriers using a thermogravimetric (TG) system of great temperature control in a thermobalance. The drug release study was done using dissolution media simulating the gastrointestinal pH: pH 1.2 (stomach), pH 6.8 and 7.4 (intestine). The duration of the assay followed the estimated time of gastrointestinal transit that an oral solid pharmaceutical form faces upon ingestion. The release profile showed that NPS presented a pH-responsive surface (greater release at pH 7.4) and with prolonged release of the drugs (8 hours for INH and 5 hours for TPM). The kinetic study evaluated the zero order, first order and Higuchi models for drug release in NPS, and the zero order model was the one that presented the best fit, confirming the aforementioned release profile. This greater release in intestinal pH guarantees a lower degradability in the acidic environment (stomach), greater absorption and efficiency of the drugs.

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  • MARIA DE FÁTIMA ROCHA DE LIMA
  • PROSPECÇÃO QUÍMICA E BIOLÓGICA DE ESPÉCIES DA CAATINGA: Euphorbia tirucalli, Bredemeyera floribunda e Bredemeyera brevifolia.

  • Orientador : RENATA MENDONÇA ARAUJO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOSEAN FECHINE TAVARES
  • LEANDRO DE SANTIS FERREIRA
  • MAIRA CONCEIÇÃO JERONIMO DE SOUZA LIMA
  • MATHEUS DE FREITAS FERNANDES PEDROSA
  • RENATA MENDONÇA ARAUJO
  • Data: 28/06/2019

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  • O bioma Caatinga do Nordeste brasileiro constitui um importante potencial de formação vegetal, pois inúmeras de suas espécies são reportadas na literatura pelo amplo espectro de atividades biológicas e diversidade química. Em virtude do potencial deste bioma, o presente estudo aborda a investigação química e biológica de três espécies da caatinga, Euphorbia tirucalli Linn., Bredemeyera floribunda Willd. e Bredemeyera brevifolia Benth. A análise de LC-MS aplicada aos extratos brutos das três espécies permitiu avaliar o perfil fitoquímico de cada espécie, em que foi possível constatar que os flavonoides representa a classe majoritária de metabólitos secundários. O estudo químico dos extratos hexanos e etanois da parte aérea e das raízes (ETPAE-H, ETPAE-E, ETR-H e ETR-E) da espécie E. tirucalli, aplicando técnicas cromatográficas (adsorçãoe exclusão) possibilitou o isolamento de cinco constituintes orgânicos e a avaliação de suas atividades antioxidante e antimicrobiana. O extrato hexano da parte aérea foi inicialmente submetido a uma reação de saponificação e os constituintes insaponificáveis obtidos foram aplicadoa à uma coluna cromatográfica do tipo flash. Este procedimento permitiu o isoladamento de um triterpeno pentacíclico, a β-amirina (ET-1), já isolado na espécie. Quanto ao extrato etanol da raíz foi possível o isolamento de quatro substâncias através da aplicação de cromatografia de adsorção e exclusão molecular: o ácido sirígico (ET-2), o apelopsina (ET-3), o miricetina e o ácido 3,3’-dimetoxi-4`-hidroxi-4-pirano-raminose elágico, ambos relatados pela primeira vez na espécie E. tirucalli. Como continuação desse estudo foi realizada a avaliação da atividade antioxidante dos quatro extratos e compostos isolados frente aos radicais DPPH e ABTS, que possibilitou constatar que o extrato etanol das raízes apresentou melhor eficiência frente aos dois radicais com IC50 de 78,27 e 221,22 μg/ml frente aos radicais DPPH e ABTS, respectivamente. Para os compostos isolados, foi observado que o composto ET-4 apresentou inibição significativa dos radicais livres com IC50 de 22,62 μg/mL para o DPPH e de 53,22 μg/mL para o ABTS, mostrando-se assim maior eficiência que o padrão Trolox o qual apresentou IC50 de 49,12 μg/mL para o DPPH e de 112,15 μg/mL para o ABTS. Com relação às atividades antimicrobianas foi possível constatar que apenas os extratos etanólicos foram identificados como potenciais agentes antibacterianos e antifúngicos por inibirem o crescimento ou matarem as cepas de bactérias e fungos tais como: S. aureus, E. coli, S.brasiliensis e C. Albicans. Dentre os compostos isolados, todos mostraram efeito inibitório contra cepas de bactérias e fungos, com maior efeito para os compostos ET-3 e ET-4. O composto ET-3 apresentou alto potencial frente aos agentes S. aureus, E. coli e C. albicans com CIM = 8 μg/mL, 16 μg/mL e 32 μg/mL, respectivamente. E o composto ET-4 apresentando CIM de 8 μg/mL e CBM de 16 μg/mL contra E. coli, mostrando-se  mais eficácia que o antibiótico Tetraciclina. O estudo químico das espécies do gênero Bredemeyera também se mostrou promissor, uma vez que a partir de sucessivos tratamentos cromatográficos (adsorção e exclusão) aplicados ao extrato hidroalcoólico das raízes da espécie B. floribunda permitiu o isolamento de um derivado cinâmico, o (2E)-3’-(3,4,5-trimetóxifenil)-prop-2-enoato de metila, e uma xantona trimetoxilada, a  1,7-dihidroxi-3,4,8-trimetoxixantona ambos já isolados nessa espécie. O fracionamento cromatográfico aplicado ao extrato etanol dos talos possibilitou ainda o isolamento de três flavonoides, o canferol e a quercetina, ambos isolados pela primeira vez na espécie, e a rutina, molécula anteriormente já isolada nas raízes desta espécie. O extrato hidroalcoólico das raízes de B. brevifolia foi inicialmente submetido a partição líquido-líquido com hexano, clorofórmio e acetato de etila. A fração clorofórmica (BBEA-C) foi aplicada à cromatografia de adsorção permitindo a identificação de duas flavonas, a 5,7,4’-trihidroxi-3’-metoxiflavona e a 5,7,2’,3’,4’-pentahidroxi-6,4’-dimetoxiflavona (BBR-1). A fração acetato (BBREA-Ac) foi inicialmente submetida a cromatografia Sephadex LH-20, e depois, a cromatografia em gel de sílica “flash”, estes procedimentos possibilitou o isolamento da flavona 5,7,4’-trihidroxi-3’-metoxiflavona (BBR-2) identificada na fração clorofórmica. A avaliação da atividade hialuronidase permitiu constatar que a peçonha de B. jararaca foi totalmente inibida pelo extrato hidroalcoólico das raízes B. brevifolia, na proporção 1:5 (peçonha: extrato, p/p). A caracterização e a elucidação estrutural dos compostos aqui relatados foram realizadas através da análise dos dados de Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear de 1H e 13C uni e bidimencional bem como por comparação com dados da literatura.


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  • The Caatinga biome of the Brazilian Northeast constitutes an important potential of vegetal formation, since innumerable of its species are reported in the literature by the broad spectrum of biological activities and chemical diversity. Due to the potential of this biome, the present study approaches the chemical and biological investigation of three species of the caatinga, Euphorbia tirucalli Linn., Bredemeyera floribunda Willd. and Bredemeyera brevifolia Benth. The LC-MS analysis applied to the crude extracts of the three species allowed to evaluate the phytochemical profile of each species, in which it was possible to verify that the flavonoids represent the major class of secondary metabolites. The chemical study of the extracts hexane and ethanois of the shoots and roots (ETPAE-H, ETPAE-E, ETR-H and ETR-E) of the species E. tirucalli, using chromatographic techniques (adsorption and exclusion) allowed the isolation of five constituents and the evaluation of its antioxidant and antimicrobial activities. The hexane extract from the aerial part was initially subjected to a saponification reaction and the unsaponifiable constituents obtained were applied to a flash chromatographic column. This procedure allowed the isolation of a pentacyclic triterpene, β-amyrin (ET-1), already isolated in the species. As for the ethanol extract from the root, it was possible to isolate four substances through adsorption and molecular exclusion chromatography: sorbic acid (ET-2), apelopsin (ET-3), myricetin and 3,3 ' -dimethoxy-4'-hydroxy-4-pyran-raminose, both reported for the first time in the E. tirucalli species. As a continuation of this study, the antioxidant activity of the four extracts and compounds isolated from the radicals DPPH and ABTS was evaluated, which allowed to verify that the ethanol extract from the roots presented better efficiency compared to the two radicals with IC50 of 78,27 and 221,22 μg / ml against DPPH and ABTS radicals, respectively. For the isolated compounds, it was observed that the ET-4 compound showed significant inhibition of IC 50 free radicals of 22.62 μg / mL for DPPH and 53.22 μg / mL for ABTS, thus showing higher efficiency than the Trolox standard which presented IC50 of 49.12 μg / mL for DPPH and 112.15 μg / mL for ABTS. With respect to the antimicrobial activities it was possible to verify that only the ethanolic extracts were identified as potential antibacterial and antifungal agents for inhibiting the growth or killing of strains of bacteria and fungi such as S. aureus, E. coli, S. brasiliensis and C. Albicans. Among the compounds isolated, all showed inhibitory effect against strains of bacteria and fungi, with greater effect for ET-3 and ET-4 compounds. ET-3 showed high potential against S. aureus, E. coli and C. albicans with MIC = 8 μg / mL, 16 μg / mL and 32 μg / mL, respectively. And the ET-4 compound presented MIC of 8 μg / mL and CBM of 16 μg / mL against E. coli, showing more efficacy than the antibiotic Tetracycline. The chemical study of the species of the genus Bredemeyera was also promising, since from successive chromatographic treatments (adsorption and exclusion) applied to the hydroalcoholic extract of the roots of the species B. floribunda allowed the isolation of a cinnamic derivative, (2E) -3 '- (3,4,5-trimethoxyphenyl) prop-2-enoate, and a trimethoxylated xanthone, to 1,7-dihydroxy-3,4,8-trimethoxyxanthone both already isolated in that species. The chromatographic fractionation applied to the ethanol extract of the stems also allowed the isolation of three flavonoids, canferol and quercetin, both isolated for the first time in the species, and rutin, a molecule previously isolated in the roots of this species. The hydroalcoholic extract of the roots of B. brevifolia was initially submitted to liquid-liquid partition with hexane, chloroform and ethyl acetate. The chloroform fraction (BBEA-C) was applied to adsorption chromatography allowing the identification of two flavones, 5,7,4'-trihydroxy-3'-methoxyflavone and 5,7,2 ', 3', 4'- pentahydroxy-6,4'-dimethoxyflavone (BBR-1). The acetate fraction (BBREA-Ac) was first subjected to Sephadex LH-20 chromatography, and then, flash chromatography on silica gel, these procedures allowed the isolation of flavone 5,7,4'-trihydroxy-3'- methoxyflavone (BBR-2) identified in the chloroform fraction. The evaluation of the hyaluronidase activity showed that the B. jararaca venom was totally inhibited by the hydroalcoholic extract of B. brevifolia roots, in a ratio of 1: 5 (venom: extract, w / w). The characterization and structural elucidation of the compounds reported here were performed by analyzing the Uni and bidimention 1H and 13C Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy data as well as by comparison with literature data.

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  • ANALLICY SANTOS DE PAIVA
  • Complexos de ferro e manganês com derivados da base de Schiff salen e ligantes carboxilatos

  • Orientador : FRANCISCO ORDELEI NASCIMENTO DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • FRANCISCO ORDELEI NASCIMENTO DA SILVA
  • CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • DANIEL DE LIMA PONTES
  • DANYELLE MEDEIROS DE ARAUJO
  • ULISANDRA RIBEIRO DE LIMA
  • Data: 28/06/2019

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  • Os complexos do tipo salen são uma classe imporante dos compostos de coordenação, com o intuito de continuar investigando esse ligante em novos complexos, esse trabalho tem como objetivo sintetizar novos complexos de ferro (III) e de manganês (III) contendo como ligante principal os derivados da base de Schiff salen, 3-MeOsalen ou 3-MeOsalophen, e os ligantes carboxilatos salicilato e biftalato como auxiliares. Os ligantes sintetizados, complexos precursores e os novos complexos carboxilatos obtidos foram caracterizados por técnicas espectroscópicas (Espectroscopia vibracional na região do infravermelho, Espectroscopia Raman, Espectroscopia eletrônica na região do UV-Vis e fluorescência), eletroquímica (Voltametria cíclica) como também por análise térmica (Termogravimetria). Os complexos apresentaram modos vibracionais assimétricos e simétricos referentes ao grupo carboxilato, sendo para os salicilatos, observados em 1570 cm-1asCO2-) e 1370 cm-1sCO2-) enquanto os espectros dos complexos com biftalato o υasCO2- foi observado em torno de 1700 cm-1 e υsCO2- em torno de 1350 cm-1. Pela variação desses estiramentos, os ligantes estão coordenados de forma bidentada. Em relação aos espectros eletrônicos dos complexos de ferro carboxilato foram verificados deslocamentos batocrômicos da banda de transferência de carga LMCT e nos complexos com manganês foram verificadas alterações nas bandas d-d, tendo como referência os respectivos complexos precursores. Estas modificações ocorreram devido à substituição do ligante cloreto pelo ligante carboxilato. Nos espectros de emissão dos complexos de ferro com o ligante  3-MeOsalophen verificou-se uma banda de emissão em torno de 480 nm. Nos voltamogramas cíclicos dos complexos foi observado um par redox referente ao metal Fe3+/Fe2+ e Mn3+/Mn2+ como também processos referentes à base de Schiff. A substituição do ligante cloreto nos precursores pelo carboxilato acarretou em um aumento da diferença do potencial catódico e o anódico do metal. Nas curvas de TG e DTG foi observada a decomposição do ligante carboxilatos em torno de 262 °C seguidas por pelo menos duas perdas de massa atribuídas à base de Schiff.


  • Mostrar Abstract
  • Salen-type complexes are an important class of coordination compounds, with the intention of continuing to investigate this ligand in new complexes, this present work has the objective to synthesize new iron-(III) and manganese-(III) complexes containing as main ligand the salen base Schiff derivaties, 3-MeOsalen or 3-MeOsalophen, and the salicylate and biphthalate carboxylate ligands as auxiliaries. The synthesized ligands, precursors complexes and the novel synthesized carboxylate complexes were characterized by spectroscopic techniques (Vibrational spectroscopy in the infrared region, Raman Spectroscopy,   Electronic spectroscopy in the ultraviolet and visible region and fluorescence), electrochemistry (cyclic voltammetry) and thermal analysis (Thermogravimetry). The complexes presented asymmetric and symmetrical vibrational modes of the carboxylate group, for salicylates,  observed in 1570 cm-1asCO2-) and 1370 cm-1sCO2- ) while  the spectra of the complexes with biphthalate, the υasCO2- were observed in around 1700 cm-1 and υsCO2- around 1350 cm-1. By the variation of these stretches, the ligands are coordinated in bidentent form by oxygen from different groups. In relation to the electronic spectra for the carboxylate iron complexes, bathochromic displacement of the LMCT charge transfer band was verified and in the manganese complexes changes in the d-d bands were observed, having as reference the respective precursor complexes. These changes were due to substitution of the chloride ligand by the carboxylate ligand. In the emission spectra of the iron complexes with 3-MeOsalophen ligand, they presented an emission band around 480 nm. In the voltamograms of the complexes was observed a metal redox pair Fe3+/Fe2+ ou Mn3+/Mn2+ and processes related to the Schiff base. In replacing the chloride ligand by the carboxylate caused an increase in difference of the cathodic potential and the anodic potential of the metal. In the TG and DTG curves have been observed the decomposition of the carboxylate ligand at around 262°C and the other two losses attributed to Schiff's base.

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  • GEOVANE CHACON DE CARVALHO
  • COMPOSIÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS EM ÓLEOS VEGETAIS OBTIDA POR CROMATOGRAFIA GASOSA E SUA CORRELAÇÃO COM PROPRIEDADES TÉRMICAS, REOLÓGICAS, ESPECTROSCÓPICAS E OUTRAS PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS

  • Orientador : MARIA DE FATIMA VITORIA DE MOURA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MARIA DE FATIMA VITORIA DE MOURA
  • RENATA MENDONÇA ARAUJO
  • JAILSON VIEIRA DE MELO
  • LIVIA PAULIA DIAS RIBEIRO
  • MARTA CÉLIA DANTAS SILVA
  • Data: 17/07/2019

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  • Este trabalho determinou o índice de acidez (I.A), saponificação (I.S.), peróxido (I.P.), iodo (I.I.), refração (I.R.), a densidade relativa (d), a viscosidade (ƞ), a composição e distribuição de ácidos graxos por cromatografia gasosa de acordo com Association of Official Analytical Chemists (AOAC) dos óleos vegetais extraídos do fruto do urucum (OU), cacay (OC), quinoa (OQ), café verde (OCV), jamelão (OJ) e moringa extraídos das sementes e das folhas e flores, respectivamente OMS e OMFF. Realizou a caracterização térmica utilizando termogravimetria e calorimetria. Realizou-se a análise dos voláteis liberados durante sua decomposição térmica por TG-FTIR e um estudo reológico. A partir do estudo reológico obteve-se para a energia de ativação (Ea) a seguinte ordem OU>OC>OJ>OCV>OMS>OQ>OMFF. A partir das curvas TG/DTG/DSC obtidas verificou-se que cada óleo analisado apresentou peculiaridades em sua decomposição térmica, a ordem de estabilidade proposta através TG/DTG é OQ> OMFF> OCV> OMS> OJ> OC> OU. A partir dos espectros de infravermelho foi possível observar a evolução dos voláteis durante a decomposição térmica, nas atmosferas de ar sintético e N2, dos diferentes óleos. Verificou-se que cada óleo possuem intensidades diferentes nos produtos de decomposição térmica. Observou-se que os produtos da decomposição dos óleos estudados apresentaram o mesmo perfil ao longo de suas decomposições térmicas, conclui-se que há um padrão na decomposição térmica desses óleos com produtos de decomposição semelhante. Os cromatogramas indicaram a presença de 13 ácidos graxos sendo o ácido linoleico (C18:2n6c) o ácido graxo mais abundantes em todos as amostras. A amostra OMFF apresentou maior teor de ácidos graxos insaturados enquanto a amostra de OJ apresentou maior teor de ácidos graxos saturados.


  • Mostrar Abstract
  • This work determined the acidity index (IA), saponification (IS), peroxide (IP), iodine (II), refraction (IR), relative density (d), viscosity (ƞ), composition and acid distribution (OR), cacay (OC), quinoa (OQ), green coffee (OCV), jamelão (OJ), and moringa extracted from the fruit of the annatto (OR), according to the Association of Official Analytical Chemists of seeds and leaves and flowers, respectively WHO and OMFF. It performed the thermal characterization using thermogravimetry and calorimetry. The volatiles released during their thermal decomposition by TG-FTIR and a rheological study were analyzed. From the rheological study, the following order OR> OC> OJ> OCV> OMS> OQ> OMFF was obtained for activation energy (Ea). From the TG / DTG / DSC curves obtained, it was verified that each analyzed oil had peculiarities in its thermal decomposition, the order of stability proposed through TG / DTG is OQ> OMFF> OCV> OMS> OJ> OC> OU. From the infrared spectra it was possible to observe the evolution of the volatiles during the thermal decomposition, in the atmospheres of synthetic air and N2, of the different oils. It has been found that each oil has different intensities in the thermal decomposition products. It was observed that the products of the decomposition of the studied oils presented the same profile during their thermal decompositions, it is concluded that there is a pattern in the thermal decomposition of these oils with products of similar decomposition. Chromatograms indicated the presence of 13 fatty acids with linoleic acid (C18: 2n6c) being the most abundant fatty acid in all samples. The OMFF sample presented higher content of unsaturated fatty acids while the OJ sample presented higher content of saturated fatty acids.

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  • ÁDILA PRISCILLA GOMES RODRIGUES
  • SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE PEROVSKITAS DUPLAS COM ESTEQUIOMETRIA La2CrBO6 COM B = Fe, Co E Ni - DETERMINAÇÃO DE SUAS PROPRIEDADES MAGNÉTICAS

  • Orientador : DULCE MARIA DE ARAUJO MELO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • BRAULIO SILVA BARROS
  • DULCE MARIA DE ARAUJO MELO
  • JOANNA ELZBIETA KULESZA
  • JOSE HUMBERTO DE ARAUJO
  • RENATA MARTINS BRAGA
  • Data: 22/07/2019

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  • Os óxidos de metais apresentam diversas propriedades físicas interessantes que vão desde, por exemplo, ferroeletricidade, magnetorresistência colossal, até supercondutividade, ocupando, portanto, uma posição de grande destaque no cenário tecnológico moderno. A estrutura perovskita é a base de um grande número de óxidos contendo metais de transição que apresentam essas variadas propriedades físicas. Este trabalho se propõe a obter e caracterizar perovskitas duplas com estequiometria La2CrB’O6 (B’= Fe, Co, e Ni) e estudar o efeito dos metais de transição Fe, Co, e Ni nas suas propriedades magnéticas. Os materiais foram obtidos pela síntese via gelatina. O processo de síntese por esse método é novo e é uma variação do método sol-gel no qual os precursores alcóxidos são substituídos por gelatina. Esse método apresenta a vantagem da gelatina ser um material de baixo custo e atóxico. O método utiliza os nitratos metálicos usando gelatina comercial como precursor orgânico. O material sintetizado foi caracterizado por difração de raios X (DRX), com o uso do refinamento pelo método de Rietveld, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e suas características magnéticas foram obtidas por meio de espectroscopia Mossbauer e medidas de magnetização. Os resultados do DRX, aliado ao refinamento, mostraram majoritariamente a formação das fases perovskitas e fases secundárias em todas as amostras. As curvas de histerese e as medidas magnéticas revelaram comportamentos distintos de magnetismo dependentes da temperatura.


  • Mostrar Abstract
  • The metal oxides have various interesting physical properties ranging from, for example, ferroelectricity, colossal magnetoresistance until superconductivity, occupying therefore an outstanding position in the modern technological stage. The perovskite structure is the basis of a large number of oxides containing transition metals that exhibit these varied physical properties. This work proposes to obtain and characterize double perovskite stoichiometry with La2CrB'O6 (B '= Co, Fe and Ni) and to study the effect of the transition metals Co, Fe and Ni in their magnetic properties. The materials were obtained by gelatin synthesis. The synthesis process by this method is novel and is a variation of the sol-gel method in which the alkoxide precursors are replaced by gelatin. This method has the advantage that gelatin is a low cost and non-toxic material. The method uses metal nitrates using commercial gelatin as an organic precursor. The synthesized material was characterized by X-ray diffraction (XRD) using the Rietveld refinement of the method, scanning electron microscopy (SEM) and their magnetic characteristics were obtained by Mossbauer spectroscopy and magnetization measurements. The results of the XRD, combined with the refinement, showed the formation of perovskite phases and secondary phases in all the samples. Hysteresis curves and magnetic measurements revealed different temperature dependent magnetism behaviors.

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  • ISABEL DO NASCIMENTO SILVA
  • ESTUDO DA DEGRADAÇÃO FOTOCATALÍTICA DO FÁRMACO CAPTOPRIL PELO COMPÓSITO DE NANOPARTÍCULAS DE TiO2- PERLITA EXPANDIDA

  • Orientador : NEDJA SUELY FERNANDES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CLÁUDIA DE OLIVEIRA CUNHA
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • ELISAMA VIEIRA DOS SANTOS
  • LIDIANE ALVES DE MORAIS
  • NEDJA SUELY FERNANDES
  • Data: 23/07/2019

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  • A preocupação com o descarte inadequado de substâncias químicas no meio  ambiente vem aumentando nos últimos anos. Os micropoluentes emergentes vêm causando grande impacto na natureza. Dentre essa classe, os fármacos ganham destaque por se tratarem de substâncias biologicamente ativas de difícil degradação pelos sistemas convencionais de tratamento. Os Processos Oxidativos Avançados (POAs) podem ser utilizados no tratamento desses poluentes, por se tratar de uma técnica eficaz na mineralização do contaminante. Dentre esses métodos, a fotocatálise heterogênea pode ser utilizada, sendo caracterizada pelo uso de semicondutores como fotocatalisadores. O semicondutor mais utilizado nesse processo é o TiO2,  apresentando boa eficiência de degradação. No entanto, o TiO2 pode ser facilmente dispersado dificultando o processo de separação do meio aquoso, precisando ser suportado em algum material. Nesse trabalho, fez-se uso da perlita expandida (PE), um aluminossilicato de origem vulcânica, como material suporte, obtendo-se assim um compósito. O estudo foi realizado com o captopril (CAP), um anti-hipertensivo, caracterizado também como substância teratogênica, podendo causar diversos danos em fetos. A síntese dos compósitos foi baseada na metodologia descrita na literatura. Inicialmente foram realizados testes para verificar o equilíbrio de adsorção, no qual se utilizou 200 mL de solução de CAP em 100 mg de compósito num reator fotocatalítico, sem radiação. Para os testes fotocatalíticos foram mantidas as mesmas condições, porém utilizando-se uma lâmpada de 9 watts no processo de irradiação, sendo os mesmos parâmetros estabelecidos para os testes de fotólise sem o uso do compósito. Os resultados mostram que as técnicas de caracterização utilizadas nesse estudo, IV, DRX, FRX, MEV, EDS e análise de tamanho de partículas, comprovaram que nos compósitos sintetizados houve a incorporação do TiO2 na matriz PE. Os ensaios de adsorção/ dessorção mostraram que o tempo de equilíbrio de adsorção para os compósitos na solução do fármaco CAP foi de 30 minutos. Os testes de fotólise e fotocatálise indicaram que o principal efeito entre os dois métodos de degradação é em relação ao tempo de análise. Houve degradação de 32,0 % em 285 minutos para fotocatálise e 26,5 % no tempo de 450 minutos para fotólise, na concentração de 50 mg L-1. Os percentuais de degradação para as concentrações de 50, 40, 30, 20 e 10 mg L-1 foram respectivamente para a fotólise 26,5; 26,3; 26,1; 40,0 e 43,1% e para a fotocatálise nas concentrações de 50, 40, 30, 20 e 10 mg L-1 foram 32,0; 36,0; 38,3, 41,0% e 42,8%. A degradação frente aos compósitos T-PE-30% e T-PE-10% mostram que houve uma redução na concentração de CAP de 18,5% para o compósito T-PE-30% na concentração de 50 mg L-1 no tempo de 120 minutos e 33,7% para a concentração de 10 mg L-1 no tempo de 90 minutos. Já para o compósito T-PE-10%, houve uma degradação de 26,3% em 240 minutos para a concentração de 50 mg L-1 e 32,7% para a concentração de 10 mg L-1 no tempo de 120 minutos. Indicando que o compósito com maior teor de TiO2 foi mais efetivo na degradação. O estudo cinético mostrou que a cinética é regida pelo modelo de Langmuir-Heinshelwood. A cinética do sistema foi obtida como sendo de primeira ordem. Os testes de toxicidade mostraram que o CAP apresentou influência negativa na germinação e crescimento das sementes Lactuca sativa, mas os efluentes tratados mostraram desempenho semelhante ao controle positivo. O aumento da intensidade de radiação favorece o processo de degradação, apresentando melhor resultado para o compósito T-PE-50% na concentração de 10 mg L-1. A análise de TOC evidenciou que o teste com a concentração de 10 mg L-1 de CAP e com o compósito T-EP-50% com potência de radiação de 18 W teve um melhor percentual de mineralização de efluente, 39,8%. O estudo de custo energético mostrou que o processo mais econômico foi para fotocatálise na concentração de CAP de 10 mg L-1 na potência de radiação de 18 W e para o processo de fotólise na concentração de CAP de 10 mg L-1  nos valores de R$ 0,057 e 0,0962, respectivamente.


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  • Concern over the inappropriate disposal of substances in the environment has been increasing in recent years. Emerging micropollutants have been causing great impact on nature. Among this class, drugs are highlighted because they are biologically active substances that are difficult to break down by conventional treatment systems. The Advanced Oxidative Processes (AOPs) can be used in the treatment of these pollutants, because it is an efficient technique in the mineralization of the contaminant. Among these methods, heterogeneous photocatalysis can be used, being characterized by the use of semiconductors as photocatalysts. The most used semiconductor in this process is TiO2, presenting good degradation efficiency. However, TiO2 can be easily dispersed making the aqueous medium separation process difficult, and needs to be supported on some material. In this work, expanded perlite (EP), an aluminosilicate of volcanic origin, was used as support material, thus obtaining a composite. The study was carried out with captopril (CAP), an antihypertensive, also characterized as teratogenic substance, and can cause several damages in fetuses. The synthesis of the composites was based on the methodology described in the literature. Initially tests were carried out to verify the adsorption equilibrium, in which 200 mL of CAP solution in 100 mg of composite was used in a photocatalytic reactor, without radiation. For the photocatalytic tests, the same conditions were maintained, however, using a 9 and 18 Watt lamps in the irradiation process, the same parameters being established for the photolysis tests without the use of the composite. The results show that the characterization techniques used in this study, IV, XRD, FRX, SEM, EDS and particle size analysis, showed that the TiO2 was incorporated in the EP matrix. The adsorption / desorption tests showed that the adsorption equilibrium time for the composites in the CAP drug solution was 30 minutes. The photolysis and photocatalysis tests indicated that the main effect between the two degradation methods is in relation to the time of analysis. There was degradation of 32.0% in 285 minutes for photocatalysis and 26.5% in the time of 450 minutes for photolysis at the concentration of 50 mg L-1. The percentages of degradation at the concentrations of 50, 40, 30, 20 and 10 mg L-1 were respectively for photolysis 26.5, 26.3, 26.1, 40.0 and 43.1% and for photocatalysis at the concentrations of 50, 40, 30, 20 and 10 mg L-1 were 32.0, 36.0, 38.3, 41.0% and 42.8%. Degradation to T-EP-30% and T-EP-10% composites showed that there was a reduction in the concentration of CAP of 18.5% for the T-EP-30% composite at 50 mg L-1 concentration in the time of 120 minutes and 33.7% for the concentration of 10 mg L-1 in the time of 90 minutes. For the T-EP-10% composite, there was a degradation of 26.3% in 240 minutes for the concentration of 50 mg L-1 and 32.7% for the concentration of 10 mg L-1 in the time of 120 minutes, indicating that the composite with higher TiO2 content was more effective in the degradation. The kinetic study showed that kinetics is governed by the Langmuir-Heinshelwood model. The kinetics of the system was obtained as being of first order. The toxicity tests showed that the CAP had a negative influence on the germination and growth of the Lactuca sativa seeds, but the treated effluents showed a similar performance to the positive control. The increase of the radiation intensity favors the degradation process, presenting better results for the composite T-EP-50% in the concentration of 10 mg L-1. The TOC analysis showed that the test with the concentration of 10 mg L-1 of CAP and with the composite T-EP-50% with power of radiation of 18 W had a better percentage of effluent mineralization, 39.8%. The energy cost study showed that the most economical process was for photocatalysis in the concentration of CAP of 10 mg L-1 in the power of radiation of 18 W and for the photolysis process in the concentration of CAP of 10 mg L-1 in the values of R $ 0.057 and 0.0962, respectively.

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  • FERNANDA SAADNA LOPES DA COSTA
  • MÉTODOS ESPECTROSCÓPICOS E CLASSIFICAÇÃO MULTIVARIADA APLICADA NA DIFERENCIAÇÃO DE MICRORGANISMOS PATÓGENOS

  • Orientador : KASSIO MICHELL GOMES DE LIMA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDGAR PERIN MORAES
  • FABRICIO GAVA MENEZES
  • JOSELIO MARIA GALVAO DE ARAUJO
  • KASSIO MICHELL GOMES DE LIMA
  • LUCIANO FARIAS DE ALMEIDA
  • SHERLAN GUIMARÃES LEMOS
  • Data: 25/07/2019

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  • Este trabalho demonstra o desenvolvimento de métodos de classificação multivariados, aliados a técnicas espectroscópicas, como a espectroscopia na região do infravermelho médio e de fluorescência molecular, na detecção de microrganismos patógenos: fungos e bactérias. Os primeiros estudos, buscavam a diferenciação de Cryptococcus neoformans e Cryptococcus gatti. Estes fungos são os agentes etiológicos da criptococose, cujo tratamento adequado depende da detecção e diferenciação rápida e correta da espécie. Esta determinação é atualmente feita por técnicas clássicas e moleculares e que em sua maioria são trabalhosas e dispendiosas. Como método alternativo para discriminar C. gattii e C. neoformans, foi investigada inicialmente a espectroscopia do infravermelho médio por reflectância total atenuada, aliada a técnicas de classificação multivariada (PCA-LDA/QDA, GA-LDA/QDA, SPA-LDA/QDA), no qual o modelo GA-QDA obteve sensibilidade nas classes C. neoformans e C. gatti de 84,4% e 89,3%, respectivamente, utilizando apenas 17 números de onda. Em seguida, utilizando a espectroscopia de fluorescência da matriz de emissão e excitação (EEM), combinada com métodos de classificação multivariada (UPCA-LDA/QDA, UGA-LDA/QDA, USPA-LDA/QDA, PARAFAC/PLS-DA, nPLS-DA). O modelo mais satisfatório foi o UGA-LDA, que utilizou apenas 5 comprimentos de onda, e apresentou sensibilidade de 88,9% em calibração e 100,0% de previsão para ambas as espécies, resultados que são comparáveis aos testes biológicos de rotina. O último estudo, visava a diferenciação de bactérias sensíveis e multirresistentes do gênero Klebsiella sp. e Escherichia coli. Através da espectroscopia de fluorescência molecular e os métodos de classificação multivariada: LDA, QDA e SVM, acoplados a a algoritmos de redução de dados PCA, GA e SPA. Dentre estes, os modelos que tiveram melhores desempenho para ambos os gêneros de bactéria, foram os UPCA-QDA e UGA-SVM com taxas de acerto de classificação de 100%. Em comparação com os métodos clássicos, as metodologias propostas nestes estudos, demonstram ser uma alternativa inovadora, mais rápida e barata para a identificação de microrganismos patógenos, como fungos e bactérias, abrindo a possibilidade de aplicação em laboratórios de diagnósticos de rotina.


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  • This study demonstrates the development of multivariate classification methods, allied to spectroscopic techniques, such as spectroscopy in the medium infrared region and molecular fluorescence, in the detection of pathogenic microorganisms: fungi and bacteria. The first studies looked for the differentiation of Cryptococcus neoformans and Cryptococcus gatti. These fungi are the etiological agents of cryptococcosis, whose adequate treatment depends on the rapid and correct detection and differentiation of the species. This determination is currently made by classical and molecular techniques and is mostly laborious and expensive. As an alternative method to discriminate C. gattii and C. neoformans, the attenuated total reflectance average infrared spectroscopy, combined with multivariate classification techniques (PCA-LDA QDA, GA-LDA QDA, SPA-LDA/QDA ), in which the GA-QDA model obtained sensitivity in the classes C. neoformans and C. gatti of 84.4% and 89.3%, respectively, using only 17 wave numbers. Then, using fluorescence emission and excitation matrix (EEM) spectroscopy, combined with multivariate classification methods (UPCA-LDA/QDA, UGA-LDA/QDA, USPA-LDA/QDA, PARAFAC/PLS-DA, nPLS-DA). The most satisfactory model was UGA-LDA, which used only 5 wavelengths, and presented a sensitivity of 88.9% in calibration and 100.0% of prediction for both species, results that are comparable to routine biological tests. The last study, aimed at the differentiation of sensitive and multiresistant bacteria of the genus Klebsiella sp. and Escherichia coli. Through molecular fluorescence spectroscopy and multivariate classification methods: LDA, QDA and SVM, coupled to PCA, GA and SPA data reduction algorithms. Among these, the models that had the best performance for both bacterial genera were UPCA-QDA and UGA-SVM with 100% classification accuracy. Compared to classical methods, the methodologies proposed in these studies demonstrate an innovative, faster and cheaper alternative for the identification of pathogenic microorganisms, such as fungi and bacteria, opening up the possibility of being applied in routine diagnostic laboratories.

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  • MOISÉS DA COSTA BORGES SOARES
  • DESIDROGENAÇÃO OXIDATIVA DO ETILBENZENO A ESTIRENO NA PRESENÇA DE CO2 USANDO CATALISADORES A BASE DE CoFe2O4-MCM-41: adsorção preferencial nos sítios O-2-Fe3+-O2- localizados nas posições octaédricas

  • Orientador : TIAGO PINHEIRO BRAGA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANTONINHO VALENTINI
  • MARCO ANDRE FRAGA
  • MIGUEL ANGELO FONSECA DE SOUZA
  • TIAGO PINHEIRO BRAGA
  • VALTER JOSE FERNANDES JUNIOR
  • Data: 26/07/2019

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  • O presente estudo descreve o desempenho catalítico da ferrita de cobalto suportada no MCM-41 para a desidrogenação oxidativa de etilbenzeno e avalia o papel do CO2 na superfície do catalisador durante a reação usando dados experimentais e cálculos da teoria do funcional de densidade (DFT). Um mecanismo foi descrito indicando o papel dos sítios ácido-base de O-2-Fe3+-O2-e O-2-Co2+-O2-presentes nas posições tetraédrica e octaédrica da estrutura da ferrita de cobalto. Os sólidos foram caracterizados por difração de raios X (DRX), espectroscopia Raman (ER), espectroscopia Mössbauer (EM), espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS), magnetometria de amostra vibrante (VSM), redução a temperatura programada (H2-TPR), adsorção química de NO e piridina, seguida de análise de infravermelho (FTIR), dessorção de CO2 a temperatura programada (TPD-CO2), fisissorção de N2 e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Os resultados de DRX, ER, EM e VSM, antes e após testes catalíticos, confirmaram a formação de ferrita de cobalto parcialmente invertida e mostraram o papel do CO2 na reativação dos sítios ácido-base durante o ciclo catalítico, observando que a fase da ferrita de cobalto foi mantida quando a reação foi realizada na presença de CO2 e reduzida nos testes sem CO2. As isotermas de N2, DRX de ângulo baixo e imagens de MET mostraram a formação do suporte MCM-41. Os testes catalíticos demonstraram que o CO2 é essencial para obter bons valores de conversão de etilbenzeno e que a ferrita de cobalto é mais ativa e estável do que o catalisador de hematita tradicional. Análises termogravimétricas mostraram que o CO2 favorece a oxidação do carbono depositado durante a reação. Os resultados de TPD-CO2 e FTIR-CO2 indicaram a presença de sítios básicos fracos e a adsorção preferencial de CO2 como pontes de carbonato e bicarbonato. Os resultados computacionais confirmaram a forma preferencial da adsorção de CO2 como bicarbonato. O ciclo catalítico proposto, através de uma abordagem teórica (DFT), mostra que a adsorção de CO2 e do etilbenzeno ocorrem preferencialmente nos sítios octaédricos O-2-Fe3+-O2- em comparação aos sítios O-2-Co2+-O2-, devido a uma maior acidez dos sítios de ferro em comparação aos de cobalto na superfície do espinélio, evidenciando o papel do CO2 em regenerar os oxigênios da rede e a fase do ferro do espinélio. Através da abordagem das superfícies de potencial eletrostático complementar, a adsorção do etilbenzeno ocorre preferencialmente nos sítios de FeOX (x > 4) mais externos (ácido de Lewis) e a reação de desidrogenação ocorre predominantemente no oxigênio ligado ao ferro (base de Lewis).


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  • The present study describes the catalytic performance of cobalt ferrite supported on MCM-41 for the oxidative dehydrogenation of ethylbenzene and evaluates the role of CO 2 on the surface of the catalyst during the reaction using experimental data and density functional theory (DFT) calculations. A mechanism has been described indicating the role of the O-2-Fe3+-O2- and O-2-Co2+-O2- acid-base sites present in the tetrahedral and octahedral positions of the cobalt ferrite structure. The solids were characterized by X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy (RS), Mössbauer spectroscopy (MS), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), vibration-sample magnetometry (VSM), temperature-programmed reduction (H2-TPR), chemical adsorption of NO and pyridine followed by infrared (FTIR) analysis, temperature-programmed desorption of CO2 (TPD-CO2), N2 physisorption and transmission electron microscopy (TEM). The results of XRD, RS, MS and VSM, before and after catalytic tests, confirmed the formation of partially inverted cobalt ferrite and showed the role of CO2 in the reactivation of the acid-base sites during the catalytic cycle, observing that the ferrite phase of cobalt was maintained when the reaction was carried out in the presence of CO2 and reduced in the tests without CO2. N2 isotherms, low angle XRDs and TEM images showed the formation of MCM-41 support. The catalytic tests showed that CO2 is essential to obtain good conversion values of ethylbenzene and that cobalt ferrite is more active and stable than the traditional hematite catalyst. Thermogravimetric analyzes showed that CO2 favors the oxidation of deposited carbon during the reaction. The results of TPD-CO2 and FTIR-CO2 indicated the presence of weak basic sites and the preferential adsorption of CO2 as carbonate and bicarbonate bridges. The computational results confirmed the preferential form of CO2 adsorption as bicarbonate. The proposed catalytic cycle, through a theoretical approach (DFT), shows that the adsorption of CO2 and ethylbenzene occurs preferentially at the octahedral sites O-2-Fe3+-O2- - compared to the O-2-Co2+-O2- sites, due to to a higher acidity of the iron sites compared to cobalt on the surface of the spinel, evidencing the role of CO2 in regenerating lattice oxygen and the iron phase of the spinel. By approaching the surfaces of complementary electrostatic potential, the adsorption of ethylbenzene occurs preferentially at the outermost FeOX (x> 4) sites (Lewis acid) and the dehydrogenation reaction occurs predominantly in the oxygens bound to iron (Lewis base).

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  • MARCELA DE CASTRO NOGUEIRA DINIZ PONTES
  • ESTUDO QUÍMICO E BIOLÓGICO  DAS ESPONJAS Agelas sp. E A. dispar DO NORDESTE DO BRASIL

  • Orientador : RENATA MENDONÇA ARAUJO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • RENATA MENDONÇA ARAUJO
  • FABRICIO GAVA MENEZES
  • LEANDRO DE SANTIS FERREIRA
  • MARIA DE FÁTIMA VANDERLEI DE SOUZA
  • YANNA CAROLINA FERREIRA TELES
  • Data: 26/07/2019

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  • O gênero de esponjas marinhas Agelas é fonte de alcalóides pirróis e imidazóis bromados, derivados terpênicos e esteróis, muitos deles com porções de aminoácidos. Seus metabólitos estão associados a atividades biológicas úteis ao ser humano, tais como antitumoral, anti-histamínico, antibacteriano, antifúngico, citotóxico, modulador dos canais de cálcio e antiserotoninérgico, dentre outros. Neste trabalho, dois extratos de Agelas coletados na costa nordeste brasileira foram investigados. Primeiramente, frações semi-brutas do extrato de Agelas dispar foram testadas em ensaios microbiológicos e demonstraram ação antibacteriana contra oito cepas bacterianas, como Staphylococcus aureus, Staphylococcus. epidermidis, Staphylococcus hominis, Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli e Salmonella enteriditis. A fração derivada do acetato de etila apresentou maior ação antibacteriana, com CIM = 39,06 μg / ml. O extrato etanólico de outra esponja do gênero Agelas e as frações antibacterianas de A. dispar foram analisadas em CLAE-EM e identificados os metabólitos longamida B, éster metílico de longamida B, mukanadina A e E, clatramida A, oroidina, 4,5-dibromo-2-carboxamida, ácido 4,5-dibromo-2- carboxilico, hanishina, 9,10-di-hidro-keramadina, dispacamida A e metil-himenidina através de modo positivo. Também foram identificados, pelo modo negativo, os compostos dispacamida D, mauritamida D. A análise por CG-EM permitiu identificar esteróides e ésteres de ácidos graxos como penta, hexa, hepta e octadecanóico, além de nonadeceno, docosanol, tetracosanol. , pentacosanol e heptacosanol, ácido behênico, esqualeno e 2,4-terc-butil-fenol, todos obtidos a partir do fracionamento dos extratos lipídicos. A substância 4-bromopirrol-2-carboxamida foi isolada. O fracionamento e a identificação dos metabólitos foram obtidos através de técnicas cromatográficas clássicas, CG-EM, CLAE-EM e RMN 1H e 13C uni e bidimensional.


  • Mostrar Abstract
  • The genus of marine sponges Agelas is source of brominated pyrrole and imidazole alkaloids, terpene derivatives and sterols, many of them with amino acid moieties. Its metabolites are associated with biological activities useful to human being, such as antitumor, antihistaminic, antibacterial, antifungal, cytotoxic, calcium channel modulator and antiserotoninergic, among others. In this work, two extracts from Agelas collected on brazilian northeast coast were investigated. First, semi crude fractions from extract of Agelas dispar were tested in microbiological assay and demonstrated antibacterial action against eight bacterial strains, such as Staphylococcus aureus, Staphylococcus. epidermidis, Staphylococcus hominis, Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia Coli and Salmonella enteriditis. The fraction derived from ethyl acetate showed higher antibacterial action, with MIC = 39.06 μg/ ml. The ethanol extract from another Agelas sponge and the antibacterial fractions from A. dispar were analyzed in HPLC-MS, and were identified the metabolites longamide B, methyl ester of longamide B, mukanadine A and E, clathramide A, oroidine, 4,5-dibromo-2-carboxamide, 4,5-dibromo-2-carboxylic acid, hanishine, 9,10 di-hydro-keramadine, dispacamide A and methyl-hymenidine through positive mode. Also were identified, by HPLC-MS negative mode, the compounds agesamide, dispacamide D, mauritamide D. The GC-MS analysis permitted identification of sterols and ester from fatty acids such as penta, hexa, hepta and octadecanoic, besides nonadecen, docosanol, tetracosanol, pentacosanol and heptacosanol, behenic acid, squalene and 2,4-terc-butyl-phenol, all obtained from the fractioning of lipid extracts. The substance 4-bromopyrrole-2-carboxamide were isolated. Fractionation and identification of the metabolites was achieved through classical chromatographic techniques, GC-MS, HPLC-MS and 1H and 13C uni and bidimensional NMR.

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  • VALDIC LUIZ DA SILVA
  • APLICAÇÃO DE SISTEMAS MICROEMULSIONADOS COMO COLCHÃO LAVADOR PARA REMOÇÃO DO REBOCO DE FLUIDO DE PERFURAÇÃO NÃO AQUOSO

  • Orientador : ALCIDES DE OLIVEIRA WANDERLEY NETO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALCIDES DE OLIVEIRA WANDERLEY NETO
  • JOSE LUIS CARDOZO FONSECA
  • JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
  • MARCOS ALLYSON FELIPE RODRIGUES
  • FABÍOLA DIAS DA SILVA CURBELO
  • MONICA RODRIGUES DE OLIVEIRA
  • Data: 26/07/2019

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  • Na perfuração de poços para extração de petróleo são utilizados fluidos de perfuração com finalidades específicas, dentre as quais a formação de uma película fina de baixa permeabilidade (reboco) nas paredes do poço. Porém a remoção do reboco é necessária para que a cimentação entre a formação rochosa e o revestimento seja eficiente. Por isso nesse processo são utilizados fluidos de lavagens denominados de ¨colchões lavadores¨ que tem por finalidade remover o reboco formado pelo fluido de perfuração. O uso de sistemas microemulsionados como colchão lavador têm se destacado, principalmente por remover os fluidos de perfuração não aquoso e promover a inversão da molhabilidade da formação. Nesse contexto, esse trabalho desenvolveu e caracterizou sistemas microemulsionados a partir da construção de diagramas pseudoternários formulados com tensoativos catiônico (DAC) e aniônico (SDS) para utilização como colchão lavador (fluido de limpeza) que fosse compatível e molhável ao sistema formação-cimento-revestimento. Os sistemas microemulsionados formulados foram caracterizados através do estudo de: ensaios de eficiência de remoção do reboco, reutilização de sistemas eficientes de remoção de reboco, medidas de tensão superficial, diâmetro de gotículas, teor de sólidos e líquidos (fluido de perfuração), estabilidade térmica (curvas termogravimétricas T/G e DTG), reologia, compatibilidade, molhabilidade e resistência a compressão (UCA). Os resultados com colchão lavador formulados com tensoativo catiônico (DAC), proporcionou 100% de eficiência de remoção para micela direta e bicontínua, e 98,48% para micela inversa quando estes fluidos têm razão C/T 40%, em sua composição. O fluido de limpeza DAC-16, que apresenta a composição 11,6% C / T, 2,4% FO e 86% FA, removeu 100% de reboco e melhorou a molhabilidade da rocha à água e é compatível com o sistema. Os sistemas formulados com tensoativo aniônico (SDS), proporcionou 100% de eficiência de remoção para micela direta, bicontínua e inversa para fluidos com razão C/T 40%, em sua composição. O fluido CL-7.7, de composição 30% C/T, 10% F/O e 60% FA, removeu 100% de reboco, excelente molhabilidade da formação à água e compatibilidade com a pasta de cimento. 


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  • Drilling fluids with specific purposes are used in the drilling of oil extraction wells, including the formation of a thin film of low permeability (filter cake) on the walls of the well. However removal of the plaster is necessary so that the cementation between the rock formation and the coating is efficient. The refore in this process wash fluids are known as "washers" that are intended to remove the filter cake formed by the drilling fluid. The use of microemulsion systems as a cleanup fluids have stood out, mainly by removing the nonaqueous drilling fluids and promoting the inversion of the wettability of the formation. In this context, this work developed and characterized microemulsion systems based on the construction of pseudo-diagrams formulated with cationic surfactants (DAC) and anionic (SDS) for use as a cleaning fluid  that was compatible and wettable to the cement- coating. The formulated microemulsion systems were characterized by the study of: plaster removal efficiency tests, reuse of efficient rendering systems, surface tension measurements, droplet diameter, solids and liquids content (drilling fluid), thermal stability (thermogravimetric curves T / G and DTG), rheology, compatibility, wettability and compressive strength (UCA). The results with cleanup fluids, formulated with cationic surfactant (DAC), provided 100% removal efficiency for direct and bicontinuous micelles, and 98.48% for reverse micelle when these fluids have a C / T ratio of 40% in their composition. DAC-16 cleaning fluid, which has the composition 11.6% C / T, 2.4% FO and 86% FA, removed 100% of rendering and improved the wettability of the rock to water and is compatible with the system. The systems formulated with anionic surfactant (SDS) provided 100% removal efficiency for direct, bicontinuous and reverse micelles for fluids with a C / T ratio of 40% in their composition. LC-7.7 fluid, 30% C / T composition, 10% F / O and 60% FA, removed 100% plaster, excellent wettability of the water formation and compatibility with the cement paste.

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  • FERNANDA MARIA DE OLIVEIRA
  • FERRAMENTAS QUIMIOMETRICAS DE CALIBRAÇÃO MULTIVARIADA PARA MONITORAMENTO DA QUALIDADE DO ÓLEO DIESEL

  • Orientador : LUCIENE DA SILVA SANTOS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DAMILSON FERREIRA DOS SANTOS
  • JOAO FERNANDES DE SOUSA
  • JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
  • LUCIENE DA SILVA SANTOS
  • PATRICIA MENDONCA PIMENTEL
  • Data: 31/07/2019

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  • O óleo diesel é um dos principais derivados do petróleo, fundamental para o setor rodoviário brasileiro, no transporte de passageiros e de cargas. A adulteração desse combustível, com produtos de baixo custo, como óleos vegetais e solventes petroquímicos, é preocupante, pois traz inúmeros prejuízos, tanto financeiros, quanto ambientais. Para uma rápida identificação destas alterações nos combustíveis, é necessário que ocorra o desenvolvimento de métodos mais práticos e eficientes aplicados no monitoramento da qualidade do diesel e até a detecção e quantificação de adulterantes. Este trabalho de pesquisa foi desenvolvido com o objetivo de contribuir com o repertório de técnicas analíticas aplicadas para o monitoramento do diesel, utilizando métodos espectroscópicos associados a técnicas quimiométricas. Esta pesquisa foi conduzida usando dois tipos de abordagens, o Multivariate Curve Resolution - Alternating Least Squares (MCR-ALS) e Partial Least Squares (PLS), para a identificação e quantificação de óleos vegetais residuais, adicionados, como adulterantes, no óleo diesel comercializado, e as Artificial Neural Networks (ANNs) para a determinação de parâmetros de especificação do óleo diesel. Na identificação e quantificação do óleo residual adulterante, 16 amostras comerciais de diesel contendo 8% (v/v) de biodiesel e 10 mg de enxofre/kg (denominado S10B8), foram misturas com o óleo residual de fritura, em diversas concentrações volumétricas (1 - 60%), e em seguida, determinadas suas propriedades físico-químicas especificadas pela Agência Nacional de Petróleo Gás Natural e Biocombustível – ANP (massa específica, viscosidade cinemática, ponto de fulgor e destilação atmosférica), de acordo com normas da American Society for Testing and Materials (ASTM). Paralelamente, foram obtidos dados de infravermelho médio com transformada de Fourier, FT-MIR, e infravermelho próximo, FT-NIR, para criação dos modelos de calibração multivariada. Os dois modelos criados (MCR-NIR, MCR-MIR, PLS-NIR e PLS-MIR), conseguiram prever com precisão, não apresentando diferença estatística entre as concentrações estimadas de adulterante e os valores de referência, sendo válidos para um nível de confiança de 95%. Além disso, o MCR-ALS foi capaz de recuperar o perfil espectral puro relacionado dos combustíveis e adulterantes. Para a modelagem das ANNs, foram utilizadas 162 amostras de diesel de diferentes composições (50, 500 e 1800 mg kg-1), revelando assim a variedade de combustível no mercado brasileiro, que foram analisadas de acordo com metodologias ASTM preconizadas pela ANP, com um total de 810 ensaios. As ANNs foram utilizadas para predizer, não simultaneamente, ponto de fulgor, índice de cetano e teor de enxofre (S1800) de misturas de diesel com 7% (v/v) de biodiesel, usando curvas de destilação (ASTM D86), massa especifica (ASTM D405), índice de cetano (ASTM D4737), ponto de fulgor (ASTM D93) e teor de enxofre (ASTM D4294), como dado de entrada para modelagem. Os baixos valores de erros obtidos em comparação com outros modelos quimiométricos descritos na literatura e coeficientes de alta correlação entre os valores de referência e preditos mostraram que as ANNs eram eficientes na determinação do ponto de fulgor, número de cetano/índice de cetano e teor de enxofre (1800 mg kg-1). Além disso, o método proposto apresenta vantagens como baixo custo e fácil implementação, pois utiliza dados do próprio monitoramento de rotina realizado para avaliar o controle de qualidade do diesel.


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  • Diesel oil is one of the main derivatives of petroleum, fundamental for the Brazilian road sector, in the transportation of passengers and cargo. The adulteration of this fuel, with low-cost products, such as vegetable oils and petrochemical solvents, is worrying, since it brings numerous damages, both financial and environmental. For the rapid identification of these changes in fuels, it is necessary to develop more practical and efficient methods applied to the monitoring of diesel quality and to the detection and quantification of adulterants. This work was developed with the aim of contributing to the repertoire of analytical techniques applied to the monitoring of diesel, using spectroscopic methods associated with chemometric techniques. This research was conducted using two types of approaches, the Multivariate Curve Resolution (ALCR) and Partial Least Squares (PLS), for the identification and quantification of residual vegetable oils added as adulterants in the commercialized diesel oil and the Artificial Neural Networks (ANNs) for determination of specification parameters of diesel oil. In the identification and quantification of the adulterant residual oil, 16 commercial samples of diesel containing 8% (v / v) biodiesel and 10 mg of sulfur / kg (denominated S10B8) were mixed with the residual frying oil at various volumetric concentrations (1 - 60%), and then determined their physicochemical properties specified by the National Agency for Petroleum Natural Gas and Biofuel - ANP (specific mass, kinematic viscosity, flash point and atmospheric distillation), according to American Society standards for Testing and Materials (ASTM). At the same time, infrared medium with Fourier transform, FT-MIR, and near infrared, FT-NIR, for the creation of multivariate calibration models. The two models created (MCR-NIR, MCR-MIR, PLS-NIR and PLS-MIR) were able to accurately predict, not presenting a statistical difference between the estimated concentrations of adulterant and the reference values, being valid for a confidence level of 95%. In addition, the MCR-ALS was able to recover the pure spectral profile related to fuels and adulterants. For the modeling of ANNs, 162 diesel samples of different compositions (50, 500 and 1800 mg kg-1) were used, thus revealing the variety of fuel in the Brazilian market, which were analyzed according to ASTM methodologies recommended by the ANP, with a total of 810 tests. The ANNs were used to predict, not simultaneously, flash point, cetane number and sulfur content (S1800) of diesel blends with 7% (v / v) biodiesel, using distillation curves (ASTM D86), specific mass (ASTM D405), cetane number (ASTM D4737), flash point (ASTM D93) and sulfur content (ASTM D4294) as input data for modeling. The low error values obtained in comparison to other chemometric models described in the literature and high correlation coefficients between the reference and predicted values showed that the ANNs were efficient in determining the flash point, cetane number / cetane number and sulfur (1800 mg kg-1). In addition, the proposed method presents advantages such as low cost and easy implementation, since it uses data of the own routine monitoring to evaluate the quality control of diesel.

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  • LECH WALESA OLIVEIRA SOARES
  • DESENVOLVIMENTO DE CATALISADORES Pt-USY PARA MELHORAR O ÍNDICE DE CETANO EM FRAÇÕES DE DIESEL DE BAIXA QUALIDADE MEDIANTE A REAÇÃO DE ABERTURA SELETIVA DE ANÉIS DE COMPOSTOS NAFTÊNICOS

  • Orientador : SIBELE BERENICE CASTELLA PERGHER
  • MEMBROS DA BANCA :
  • SIBELE BERENICE CASTELLA PERGHER
  • ANTONIO SOUZA DE ARAUJO
  • ELEDIR VITOR SOBRINHO
  • FABIO GARCIA PENHA
  • LUIZ ANTÔNIO MAGALHÃES PONTES
  • Data: 15/08/2019

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  • Um dos maiores gargalos enfrentados pela indústria petroquímica é melhorar o rendimento das frações mais pesadas do petróleo às frações médias atendendo as especificações do mercado. Uma alternativa industrial envolve, primeiro, uma completa hidrogenação dos compostos aromáticos seguido da quebra seletiva da ligação endocíclica C-C. Neste trabalho, aborda-se a influência do método de incorporação metálica em catalisadores bifuncionais (Pt-USY) objetivando obter alta dispersão à quantidades relativamente altas de platina e estudar sua performance catalítica na reação de abertura seletiva de anel (ASA) da decalina. Preparou-se um catalisador (Pt-USY) com baixa acidez de Brønsted, dispersão metálica de 98% e uma quantidade de 4.9%, em peso, nas condições optimizadas de preparação. Esse catalisador apresentou excelente performance na reação de ASA da decalina no que diz respeito a obtenção de produtos de abertura seletiva de anel naftênico (aproximadamente 50% em rendimento). Dessa forma, a alta estabilidade hidrotérmica e a mesoporosidade secundaria dos catalisadores Pt-USY fazem esse sistema catalítico ser bastante promissor.


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  • A challenging hot topic faced by the oil refinery industry is the upgrading of low-quality distillate fractions, such as LCO, in order to meet current quality standards for diesel fuels. Thereof, an auspicious technological alternative entails the complete saturation of the aromatic structures followed by the selective cleavage of endocyclic C-C bonds in the formed naphthenic rings (selective ring opening or SRO). This work reports the influence of metal incorporation method in bifunctional Pt-USY catalysts with the aim of maximizing the dispersion at relatively high metal loadings as a means of improving their performance for the SRO of decalin as a model feed. A Pt-USY catalyst displaying low density of Brønsted acid sites and nearly monoatomic Pt dispersion (98%) at 4.9 wt% loading was prepared at optimized preparation conditions. This catalyst exhibited an outstanding performance in the SRO of decalin, giving a maximum combined yield to selective ring opening products (ROP: C 10 – alkylcycloalkanes + OCD: C 10 -alkanes) as high as 50% with a high proportion of the so-called open chain decanes (OCD) bearing the highest cetane. High (hydro) thermal stability and secondary mesoporosity of the Pt-USY catalysts make these systems highly prospective for upgrading low-quality distillate feeds.

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  • CHRYSTIANE DO NASCIMENTO BRITO DE OLIVEIRA
  • AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO DO ELETRODO DE DIAMANTE DOPADO COM BORO NA DEGRADAÇÃO ELETROQUIMICA DE DIFERENTES CORANTES TÊXTEIS: EFEITO DO MATERIAL ELETROCATALITICO E REATORES

  • Orientador : CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • DANYELLE MEDEIROS DE ARAUJO
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • DOUGLAS DO NASCIMENTO SILVA
  • MARCO ANTONIO QUIROZ ALFARO
  • Data: 08/11/2019

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  • A eficiência do processo oxidativo avançado eletroquímico (POAE’s), no tratamento de efluente têxtil sintético, foi o objeto de estudo deste trabalho, através do desempenho eletroquímico dos eletrodos de diamante dopado com boro (BDD – sigla em inglês), Ru0.3Ti0.7O2 e Pt, investigando a oxidação eletroquímica dos corantes Acid Violet 7 (AV7) e Disperse Yellow 3 (DY3). Aplicou-se diferentes variáveis experimentais como densidade de corrente elétrica (15, 30, 40 e 60 mA cm-2), pH, eletrólitos suporte (Na2SO4 e NaCl) e distintos reatores eletroquímicos com diferentes células de reação cilíndrica de entrada-saída (E-S), uma em paralelo e outra perpendicular aos eletrodos. Para alcançar os objetivos propostos neste estudo, foram realizadas análises de remoção da cor, DQO, UV-Visível, COT e HPLC. Com os resultados obtidos, foi investigada a capacidade de degradação dos corantes têxteis comparando os eletrodos. Verificou-se que o eletrodo de BDD apresentou melhor eficiência, em relação aos outros eletrodos, para o tratamento dos efluentes têxteis. Comparando os reatores eletroquímicos (paralelos e perpendiculares), calculou-se os coeficientes de transferência de massa (Km), 1,86×10−5m s−1 e 2,56×10−5m s–1, respectivamente, usando a técnica de limitação de corrente. Os resultados da degradação indicaram que a célula de maior eficiência de remoção de DQO sempre foi alcançada na célula de fluxo E-S em paralelo em todas as densidades de corrente. Isso pode ser atribuído à possibilidade de alguma estagnação nas regiões laterais dos eletrodos, em que favorecem um maior tempo de contato entre o poluente e o ânodo. 


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  • The efficiency of the advanced electrochemical oxidative process (POAE's) in the treatment of synthetic textile effluent was the object of this study, through the electrochemical performance of the boron-doped diamond (BDD) electrode, Ru0.3Ti0.7O2 and Pt, investigating the electrochemical oxidation of the dyes Acid Violet 7 (AV7) and Disperse Yellow 3 (DY3). Different experimental variables were applied, such as electric current density (15, 30, 40 and 60 mA cm-2), pH, support electrolytes (Na2SO4 and NaCl) and different electrochemical reactors with different input-output cylindrical reaction cells (I-O), one in parallel and one perpendicular to the electrodes. To achieve the objectives proposed in this study, color removal, COD, UV-Visible, COT and HPLC analyzes were performed. With the obtained results, it was investigated the degradation capacity of the textile dyes comparing the electrodes. It was verified that the BDD electrode presented better efficiency, in relation to the other electrodes, for the treatment of the textile effluents. Comparing the electrochemical reactors (parallel and perpendicular), the mass transfer coefficients (Km), 1.86 × 10−5 m s −1 and 2.56 × 10−5m s –1, respectively, were calculated using the technique acurrent limitation. The degradation results indicated that the most efficient COD removal cell was always achieved in the I-O flow cell in parallel at all current densities. This can be attributed to the possibility of some stagnation in the lateral regions of the electrodes, which favor a longer contact time between the pollutant and the anode. 

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  • HELOIZA FERNANDA OLIVEIRA DA SILVA ATHAYDE
  • NANOPARTÍCULAS DE OURO E PRATA APLICADAS A SISTEMAS BIOLÓGICOS

  • Orientador : LUIZ HENRIQUE DA SILVA GASPAROTTO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • LUIZ HENRIQUE DA SILVA GASPAROTTO
  • MAURICIO ROBERTO BOMIO DELMONTE
  • ARNOBIO ANTONIO DA SILVA JUNIOR
  • PIERRE BASILIO ALMEIDA FECHINE
  • SHERLAN GUIMARÃES LEMOS
  • Data: 29/11/2019

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  • AA neoplasia e a resistência bacteriana estão entre os principais desafios na área biomédica atualmente, cenário este que demanda estudo e desenvolvimento de tratamentos alternativos. Nanopartículas metálicas tem se mostrado promissoras em aplicações dessa natureza. Esta tese apresenta aplicações de nanopartículas de ouro e prata (NanoAu e NanoAg, respectivamente) a sistemas biológicos. NanoAu são consideradas como potenciais plataformas para drug delivery. Entretanto, é essencial o entendimento da interação dessas partículas com os organismos vivos antes da sua utilização como nanocarreadores.  Assim, o primeiro estudo apresenta a síntese e caracterização de NanoAu  e a investigação dos efeitos anti-inflamatório, analgésico e antitumoral, além da biodistribuição das mesmas e o seu efeito sobre vários tipos de tecidos. As NanoAu foram sintetizadas por meio de uma rota de baixo impacto ambiental e caracterizadas com microscopia eletrônica de transmissão (TEM)  e espectroscopia na região do UV-Visível (UV-vis). Posteriormente, células HT-29 foram expostas às NanoAu e avaliaram-se a apoptose por meio da atividade da caspase-3. Em relação a ensaios in vivo, NanoAu foram administradas a camundongos Swiss fêmeas e ratos machos para posterior avaliação das suas propriedades anti-inflamatórias e analgésicas. A biodistribuição das NanoAu e seu impacto sobre os tecidos foram estudados por espectroscopia de UV-Vis e análise histopatológica, respectivamente. A apoptose das células foi dependente da dose para concentrações de NanoAu entre 40 mg ml-1 e 80 mg ml-1 (p < 0,05). A melhor atividade anti-inflamatória foi observada na dose de 1500 mg kg-1, o que ocasionou uma redução de 49,3% na migração de leucócitos. NanoAu mostraram analgesia periférica na dose de 1500 mg kg-1 e foram encontradas no fígado, baço, rim e pulmão dos camundongos Swiss. O exame histopatológico revelou extravasamento de hemácias no pulmão. Já o segundo estudo, aborda a investigação do efeito sinérgico metabólico das NanoAg combinadas ao hiclato de doxiciclina. Para isso foi utilizada a bioespectroscopia ATR-FTIR de amostras bacterianas de Staphylococcus aureus. A PCA foi aplicada ao grupo de espectros mostrando um padrão de diferenciação entre as classes. Devido à complexidade dos dados obtidos (apresentarem bandas de sobreposição e bastante variância dentro da mesma classe), foi necessário o emprego da ferramenta de seleção de variáveis PLS-DA. Foram identificados que todos os antimicrobianos desse estudo interferem na síntese protéica. Valores de sensibilidade de 75%, 100% e 75 % para Controle, NanoAg e DO respectivamente. Ainda foi determinado se havia ou não diferença estatística nos valores médios de absorbância, isso permitiu apontar em quais casos os biomarcadores eram mais expressos o que sugeriu a possível causa da sinergia do efeito antibacteriano das NanoAu combinadas com hiclato de doxiciclina. Os resultados obtidos nos dois estudos confirmam a potencialidade das nanopartículas sintetizadas em nosso grupo de pesquisa como possíveis nanocarreadores.


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  • Neoplasia and bacterial resistance are among the main challenges in the biomedical área. It requires study and development of alternative. Metal nanoparticles have shown promise in such applications. This thesis presents applications of gold and silver nanoparticles (NanoAu and NanoAg, respectively) to biological systems. NanoAu are considered as potential drug delivery platforms. However, understanding the interaction of these particles with living organisms before their use as nanocarriers is essential. Thus, the first study presents the synthesis and characterization of NanoAu and the investigation of anti-inflammatory, analgesic and antitumor effects, as well as their biodistribution and their effect on various tissue types. The NanoAu were synthesized by enviromental friendly route and characterized by transmission electron microscopy (TEM) and UV-Vis spectroscopy (UV-vis). Subsequently, HT-29 cells were exposed to NanoAu and apoptosis was evaluated by caspase-3 activity. Regarding in vivo assays, NanoAu were administered to female Swiss mice and male rats for further evaluation of their anti-inflammatory and analgesic properties. NanoAu biodistribution and its impact on tissues were studied by UV-Vis spectroscopy and histopathological analysis, respectively. Cell apoptosis was dose dependent for NanoAu concentrations between 40 µg ml -1 and 80 µg ml -1 (p <0.05). The best anti-inflammatory activity was observed at 1500 mg kg-1, which led to a reduction of 49.3% in leukocyte migration. NanoAu showed peripheral analgesia at 1500 mg kg-1 and were found in the liver, spleen, kidney and lung of Swiss mice. Histopathological examination revealed extravasation of red blood cells in the lung. The second study addresses the investigation of the metabolic synergistic effect of NanoAg combined with doxycycline hiclate, DO. ATR-FTIR biospectroscopy of bacterial samples of Staphylococcus aureus was used. PCA was applied to the spectrum group showing a pattern of differentiation between the classes. Due to the complexity of the obtained data (presenting overlapping bands and enough variance within the same class), it was necessary to use the PLS-DA variable selection tool. It was identified that all antimicrobials in this study interfere with protein synthesis. Sensitivity values of 75%, 100% and 75% for Control, NanoAg and DO respectively. It was also determined whether or not there was a statistical difference in the mean absorbance values, which allowed us to indicate in which cases the biomarkers were more expressed, which suggested the possible cause of the synergy of the antibacterial effect of NanoAu combined with doxycycline hyclate. The results obtained in both studies confirm the potential of synthesized nanoparticles in our research group as possible nanocarriers.

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  • MAIARA BARBOSA FERREIRA
  • TRATAMENTO DE EFLUENTES PERIGOSOS USANDO TECNOLOGIAS ELETROQUÍMICAS COMBINADAS A OUTROS PROCESSOS AVANÇADOS DE OXIDAÇÃO

  • Orientador : CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALINE MARIA SALES SOLANO
  • CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • DANYELLE MEDEIROS DE ARAUJO
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • MARCO ANTONIO QUIROZ ALFARO
  • Data: 30/11/2019

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  • O tratamento de resíduos líquidos poluídos perigosos é um tópico de grande interesse em todo o mundo, pois as questões de poluição ambiental são promulgadas anualmente, especialmente em resíduos perigosos, poluição do ar e águas residuais. As águas residuais podem ser resultantes do uso excessivo de pesticidas e fertilizantes em terras agrícolas, infiltração de barragens de gado, descarga acidental de poluentes nocivos, águas residuais industriais, lixiviados de aterros sanitários, derramamento de óleo e aparelhamento de petróleo, disposição inadequada de resíduos e estoques, entre outros. Diante desse problema, muitos estudos surgiram com o objetivo de reduzir ou eliminar os danos causados por esses contaminantes. Uma das alternativas mais amplamente utilizadas nos últimos anos é a combinação de tecnologias existentes para aumentar a eficiência nos processos de descontaminação ou propor um pré-tratamento antes do uso de alternativas convencionais, incluindo os tratamentos biológicos. Neste trabalho, propomos inicialmente o estudo do uso de uma tecnologia eletroquímica associada à remediação de solos e águas residuais. O uso da oxidação anódica combinada com processos oxidativos avançados também foi investigado usando nove combinações de AOP-ZVI para determinar a melhor combinação a ser usada como pré-tratamento para processos de degradação biológica de poluentes organoclorados. Isso foi alcançado avaliando as mudanças no comportamento respiratório de curto prazo, toxicidade e biodegradabilidade. Clopyralid tem sido usado como um modelo de hidrocarboneto clorado. Foram estudados três AOPs: AO-MMO, AO-BDD e fotólise em três modos diferentes: sem adição de ZVI, com desalogenação por ZVI como pré-tratamento e com desalogenação por ZVI simultânea ao tratamento com AOP. Os resultados mostraram que as tecnologias podem tratar com êxito resíduos poluídos com Clopyralid e os efeitos observados são significativamente melhorados pela desalogenação dos resíduos com ZVI, antes do tratamento ou simultaneamente ao tratamento com AOP.


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  • The treatment of hazardous polluted liquid waste is a topic of great interest worldwide, as environmental pollution issues are promulgated annually, especially in hazardous waste, air pollution and wastewater. Wastewater can be result from overuse of pesticides and fertilizers on farmland, infiltration of livestock dams, accidental discharge of harmful pollutants, industrial wastewater, landfill leachate, oil spill and oil rigging, improper waste disposal and stocks, among others. Faced with this problem, many studies have appeared that aim to reduce or eliminate the damage caused by these contaminants. One of the alternatives more widely used in recent years is the combination of existing technologies in order to enhance the efficiency in the decontamination processes or to propose a pre-treatment prior to the use of conventional alternatives, including the biological treatments. In this work, we initially propose the study of the use of a electrochemical technology coupled with soil and wastewater remediation. The use of anodic oxidation combined with advanced oxidative processes has also been investigated using nine AOP-ZVI combinations to determine the best combination to be used as a pre-treatment for biological degradation processes of organochlorine pollutants. This was achived assesing the changes in short-term respiratory behavior, toxicity and biodegradability. Clopyralid has been used as a chlorinated hydrocarbon model. Three AOPs were studied: AO-MMO, AO-BDD and photolysis in three different modes: no ZVI addition, ZVI dehalogenation as pretreatment and ZVI dehalogenation concurrent with AOP treatment. The results showed that technologies can successfully treat Clopyralid-polluted residues and the observed effects are significantly improved by de-halogenating the residues with ZVI prior to treatment or simultaneously with AOP treatment.

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  • ANDERSON DIAS VIANA
  • NANOPARTÍCULAS DE PRATA ESTABILIZADAS POR ÁCIDO RICINOLEICO E SEU EPÓXIDO APLICADAS COMO SENSOR DE CISTEÍNA E AGENTE ANTIMICROBIANO

  • Orientador : LUIZ HENRIQUE DA SILVA GASPAROTTO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • LUIZ HENRIQUE DA SILVA GASPAROTTO
  • JOSE LUIS CARDOZO FONSECA
  • RAFAEL DA SILVA FERNANDES
  • JOSÉ ROBERTO SIQUEIRA JUNIOR
  • SEVERINO ALVES JUNIOR
  • Data: 02/12/2019

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  • Nanopartículas vem sendo aplicadas pela sua grande área superficial, sua reatividade e pelas novas propriedades inexistentes na fase bulk. Novas sínteses com uso de produtos naturais vêm sendo utilizadas por tornar o processo mais ambientalmente amigável. Entretanto, o uso do produto natural bruto requer altas temperaturas ou um longo tempo de síntese. Neste trabalho utilizamos o ácido ricinoléico extraído do óleo de mamona, devido a sua biodegrabilidade, maior solubilidade em água e disponibilidade, pois é uma planta característica do nordeste brasileiro. No ácido ricinoléico foi feito o processo de epoxidação para aumentar a capacidade redutora dessa substância. Neste trabalho foi otimizada a síntese de nanopartículas de prata com o tensoativo do ácido ricinoleico (AgSAR) e com sua forma epoxidada (AgSEAR) para serem aplicados como sensores de cisteína e agentes antibacterianos. Obteve-se absorbâncias máximas de UV-Vis de 420 nm para AgSAR e de 405 nm para AgSEAR, indicando formação de nanopartículas. Pelo planejamento de experimento obteve-se como ponto ótimo da síntese a concentração de 0,5 mmol∙L-1 de Ag+ e de 20 mmol∙L-1 do tensoativo na síntese de AgSAR e de 0,3 mmol∙L-1 de Ag+ e de 20 mmol∙L-1 do tensoativo na síntese de AgSEAR. Há uma redução do tempo de síntese de 10 dias do AgSAR para 6 h no AgSEAR. Na MET obteve-se o tamanho médio da nanopartículas 16,70 nm para AgSAR e de 17,80 nm para AgSEAR, enquanto que no EDL obteve-se 75,42 nm para AgSAR e 82,10 nm para AgSEAR. Essa diferença de tamanho indica que os tensoativos se encontram como micela em torno da nanopartícula. As nanopartículas foram seletivas a cisteína apresentando limite de detecção de 3,49 μmol∙L-1 para AgSAR e de 16,67 μmol∙L-1 para AgSEAR. Na aplicação antibacteriana, houve inibição total de crescimento na concentração de 18 mg/L para o AgSAR e de 11 mg/L para AgSEAR.


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  • Nanoparticles have been applied for their large surface area, their reactivity and the new properties that do not exist in the bulk phase. New syntheses using natural products have been used to make the process more ecofriendly. However, the use of raw natural product requires high temperatures or a long synthesis time. In this work we use ricinoleic acid extracted from castor oil, due to its biodegradability, higher water solubility and availability, as it is a characteristic plant of Brazilian northeastern. Ricinoleic acid epoxidation was done to increase the reducing capacity. In this work, the synthesis of silver nanoparticles with ricinoleic acid surfactant (AgSAR) and its epoxidized form (AgSEAR) was optimized to be applied as cysteine sensors and antibacterial agents. Maximum UV-Vis absorbances of 420 nm for AgSAR and 405 nm for AgSEAR were obtained, indicating nanoparticle formation. The optimal design of the experiment was the concentration of 0.5 mmol∙L-1 Ag+ and 20 mmol∙L-1 of surfactant in AgSAR synthesis and 0.3 mmol∙L-1 of Ag+ and 20 mmol∙L-1 of the surfactant in AgSEAR synthesis. Synthesis time decreased from 10 days  with AgSAR to 6 hours with AgSEAR. The average nanoparticle size was 16.70 nm for AgSAR and 17.80 nm for AgSEAR, while for EDL 75.42 nm for AgSAR and 82.10 nm for AgSEAR size diameter were obtained. This size difference indicates that surfactants are found as micelles around the nanoparticle. The nanoparticles were elective to cysteine with a detection limit of 3.49 μmol∙L-1 for AgSAR and 16.67 μmol∙L-1 for AgSEAR. In the antibacterial application, there was total inhibition of growth at a concentration of 18 mg/L for AgSAR and 11 mg/L for AgSEAR.

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  • DENNYS SALVINO SERGIO PEREIRA
  • DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS À BASE DE SULFATO DE CÁLCIO PARA APLICAÇÃO EM CIMENTAÇÃO DE POÇOS DE PETRÓLEO

  • Orientador : JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • BRUNO LEONARDO DE SENA COSTA
  • JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
  • MARCOS ALLYSON FELIPE RODRIGUES
  • MIGUEL ANGELO FONSECA DE SOUZA
  • RODRIGO CÉSAR SANTIAGO
  • Data: 12/12/2019

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  • A produção de cimento Portland está diretamente associada a diferentes impactos ambientais, relacionados desde as fases de extração da matéria prima até a fase de clinquerização, emitindo grandes volumes de CO2 e um elevado gasto energético. A busca por materiais alternativos ao cimento, que possam apresentar propriedades tecnológicas semelhantes e com uma menor agressão ao meio ambiente, se tornou alvo de vários seguimentos da indústria que fazem uso do cimento Portland. O sulfato de cálcio hemi-hidratado (HH) é um aglomerante com reduzidos impactos ambientais atrelados tanto a sua produção quanto a sua utilização, se mostrando como um material menos agressivo ao meio ambiente se comparado ao cimento. Os sistemas de sulfato de cálcio podem ser utilizados tanto em sua forma pura, como podem ter suas propriedades melhoradas com a substituição parcial pelo cimento Portland e por outros materiais como a cinza da casca do arroz, como um agente de atividade pozolânica. Este trabalho teve como objetivo desenvolver e analisar sistemas à base de sulfato de cálcio puro e com a adição da cinza da casca do arroz (CCA) e do cimento Portland Petrolíferos (CPP), como alternativa as formulações utilizadas nas fases iniciais da cimentação de poços de petróleo. Para o desenvolvimento deste estudo foram preparadas pastas com fatores água/gesso (FAGs) entre 0.5-0.6, sendo as mesmas submetidas a diferentes idades de curas (24 horas, 7 dias e 28 dias) e temperaturas (27, 38 e 60 oC). As pastas foram aditivadas, utilizando retardador de pega (tetraborato de sódio) e superplastificante (policarboxilato), visando a obtenção das propriedades tecnológicas requeridas para aplicação na indústria de petróleo. Tais formulações foram avaliadas através de ensaios de resistência à compressão, parâmetros reológicos e permeabilidade, além do uso de técnicas de caracterização térmica (TG/DTG), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV – EDS) para o HH puro e suas formulações com CCA e CP. Os resultados obtidos mostraram que o sistema à base de sulfato de cálcio puro, tipo HH-α e HH-β com substituição de 30% por CCA e cimento, apresentam resultados de resistência à compressão, aproximadamente, 13% superior em relação a formulação com CPP, tradicionalmente utilizada nas operações de cimentação. Os sistemas apresentaram propriedades tecnológicas aplicáveis em operações de cimentação de poços com profundidade variando entre 500-1000m, considerando um gradiente geotérmico de 1,7 F/100 pé. Além disso, o custo do HH é, em média, 60-70% mais barato que o CPP utilizado atualmente.


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  • The Portland Cement (PC) production is directly linked to different environmental impacts. Those impacts are associated with different extraction phases going from the raw material stage to the clinquerization stage, having the emission of large volumes of CO2 and very high energy utilized. The search to alternative cement materials may have similar technological properties and with less aggression to the environment, has become the target of several segments to Portland Cement industry. Calcium sulfate hemi-hydrate (HH) is a binder with reduced environmental impacts linked to both its production and use, presented as a less aggressive material to the environment. Calcium sulfate systems can be used both in their pure form and can have their properties improved upon partial replacement by Portland cement and other materials can also be used as an agent of pozzolanic activity, as a Rice Husk Ash (RHA). This paper is aimed to develop and analyze systems based on pure calcium sulfate and with the addition of Portland Cement and Rice Husk Ash (RHA), as an alternative to the formulations used in the initial stages of cementation of wells of Petroleum. For the development of this study, slurrys with water/gypsum factors (FAGs) between 0.5-0.6 were prepared, being submitted to different cures ages (24 hours, 7 and 28 days) and temperatures (27, 38 and 60 ºC). The slurrys were aditived using a handle retarder (sodium tetraborate) and superplasticizer (polycarboxylate), in order to obtain the technological properties required for application in the petroleum industry. These formulations were evaluated through tests of compressive strength, rheological parameters and permeability, besides the use of thermal characterization techniques (TG / DTG), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM-EDS) HH and its formulations with CCA and CPP. The results showed that the system based on pure calcium sulfate type HH-α and HH-β with 30% substitution for CCA and cement, present satisfactory results of compressive strength, approximately 13% higher than the formulation with CPP, traditionally used in cementing operations, with higher values, compared to the PC formulation traditionally used in cementing operations. The systems presented technological properties applicable in well cementation operations with depths ranging from 500-1000m, considering a geothermal gradient of 1.7 F / 100ft. In addition, the cost of HH is on average 60-70% cheaper than the current CPP.

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  • GIZELY DE VASCONCELOS LEITE CAVALCANTE
  • PROSPECÇÃO QUÍMICA E BIOLÓGICA DE BACTÉRIAS MARINHAS COLETADAS NO LITORAL BRASILEIRO

  • Orientador : RENATA MENDONÇA ARAUJO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JACQUELINE DO CARMO BARRETO
  • LIVIA NUNES CAVALCANTI
  • LUCIENE DA SILVA SANTOS
  • RENATA MENDONÇA ARAUJO
  • SAVIO MOITA PINHEIRO
  • Data: 17/12/2019

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  • A importância dos produtos naturais na descoberta de novos fármacos tem sido amplamente documentada, incluindo sua contribuição para o desenvolvimento dos medicamentos atuais. Os organismos marinhos, por sua vez, podem ser considerados a fonte mais recente de produtos naturais bioativos em relação a plantas terrestres e microrganismos não-marinhos. Há tempos, a medicina moderna depende de produtos naturais microbianos para tratar doenças infecciosas, câncer e outras doenças persistentes. Incluídos entre os atuais esforços na descoberta de novos fármacos originados em produtos naturais estão estudos de novas populações de bactérias, incluindo aquelas que residem no ambiente marinho. Coletivamente, estas bactérias estão produzindo uma riqueza de novas estruturas, incluindo agentes que estão avançando através de vários estágios de desenvolvimento clínico, solidificando a importância de explorar novos habitats e recursos na busca de novos metabólitos secundários bacterianos. Este trabalho relata o estudo químico e biológico realizado com bactérias marinhas gram-positivas e gram-negativas coletadas no Rio Grande do Norte, Ceará e litoral de São Paulo, com foco no isolamento de metabólitos secundários presentes em uma bactéria gram-positiva do gênero identificado como Streptomyces. Foram realizados diversos cultivos em larga escala dos microrganismos com maior atividade citotóxica, a fim de obter quantidade suficiente para a obtenção de extratos brutos que foram analisados por técnicas cromatográficas como Cromatografia Líquida de Alta Eficiência, Cromatografia de Adsorção e Cromatografia de Exclusão Molecular. O fracionamento cromatográfico do extrato acetato de etila da bactéria BRB-081 resultou no isolamento de dezoito substâncias, dentre as quais dois ácidos, denominados Ácido Fenilacético e Ácido Vanílico, sendo este último relatado pela primeira vez no gênero, uma  tiramina chamada N-metiltiramina com atividade antifúngica e antitumoral relatada e mais dois compostos inéditos na literatura. Os outros compostos isolados ainda estão em fase de elucidação. A determinação estrutural dos metabólitos secundários isolados foi realizada através das técnicas: Ressonância Magnética Nuclear de 1H e 13C, através de sequências de pulsos uni e bidimensionais, espectrometria de massas e comparação com dados da literatura. Além das substâncias isoladas, foram identificadas por CG-MS 45 substâncias da fase hexano. As análises por LC-MS proporcionaram a massa exata e o perfil de fragmentação compatíveis com a estrutura da Surugamida A e mais dois análogos, sendo um deles desconhecido, em frações clorofórmicas, esta classe química só foi descrita recentemente, oferece muito para se investigar. As substâncias isoladas, fases, frações e os extratos brutos obtidos foram submetidos a ensaios citotóxicos utilizando células de câncer de cólon humano (HCT-116). Nesses ensaios, observou-se que o extrato BRB081 foi o mais ativo dentre os extratos produzidos e que a análise das fases em hexano e clorofórmio também mostraram atividade considerada satisfatória, sendo a fase clorofórmio a mais ativa. Frações contendo surugamidas também foram submetidas aos testes e demonstraram resultados promissores. Porém, as substâncias isoladas não apresentaram citotoxicidade satisfatória, demonstrando o sinergismo entre as moléculas.


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  • The importance of natural products in the discovery of new drugs has been widely documented, including their contribution to the development of current medications. Marine organisms, in turn, may be considered the most recent source of bioactive natural products in relation to terrestrial plants and non-marine micro-organisms. For some time, modern medicine relies on natural microbial products to treat infectious diseases, cancer and other persistent diseases. Included among current efforts to discover new drugs originating from natural products are studies of new populations of bacteria, including those residing in the marine environment. Collectively, these bacteria are producing a wealth of new structures, including agents that are advancing through various stages of clinical development, solidifying the importance of exploring new habitats and resources in the search for new secondary bacterial metabolites. This paper reports the chemical and biological study carried out with gram-positive and gram-negative marine bacteria collected in Rio Grande do Norte, Ceará and the coast of São Paulo, focusing on the isolation of secondary metabolites present in a gram-positive bacterium of the genus identified such as Streptomyces. Several large-scale cultures of the microorganisms with the highest cytotoxic activity were obtained in order to obtain a sufficient quantity to obtain crude extracts that were analyzed by chromatographic techniques such as High Efficiency Liquid Chromatography, Adsorption Chromatography and Molecular Exclusion Chromatography. The chromatographic fractionation of the ethyl acetate extract of the bacterium BRB-081 resulted in the isolation of eighteen substances, among which two acids, called Phenylacetic Acid and Vanillic Acid, the latter being reported for the first time in the genus, a tyramine called N -methylthyramine with antifungal and antitumor activity reported and two unpublished compounds in the literature. The other isolated compounds are still in the elucidation phase. The structural determination of the isolated secondary metabolites was performed using the techniques: 1H and 13C Nuclear Magnetic Resonance through uni and bidimensional pulse sequences, mass spectrometry and comparison with literature data. In addition to the isolated substances, 45 substances of the hexane phase were identified by CG-MS. LC-MS analyzes provided the exact mass and fragmentation profile compatible with the structure of Surugamide A and two other analogs, one of which is unknown in chloroform fractions, this chemical class has only recently been described, offers much to investigate. The isolated substances, phases, fractions and crude extracts obtained were submitted to cytotoxic assays using human colon cancer cells (HCT-116). In these tests, it was observed that the BRB081 extract was the most active among the extracts produced and that the analysis of the phases in hexane and chloroform also showed activity considered satisfactory, being the chloroform phase the most active. Fractions containing surugamides were also tested and showed promising results. However, the isolated substances did not present satisfactory cytotoxicity, demonstrating the synergism between the molecules.

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  • ROMARIO CEZAR PEREIRA DA COSTA
  • TRANSPORTADORES SÓLIDOS DE OXIGÊNIO A BASE DE Cu E Mn SUPORTADOS EM MINERAIS PARA UTILIZAÇÃO EM TECNOLOGIA DE RECIRCULAÇÃO QUÍMICA COM CAPTURA DE CO2

  • Orientador : DULCE MARIA DE ARAUJO MELO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DULCE MARIA DE ARAUJO MELO
  • LUCIENE DA SILVA SANTOS
  • RENATA MARTINS BRAGA
  • RODRIGO CÉSAR SANTIAGO
  • TIAGO ROBERTO DA COSTA
  • Data: 20/12/2019

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  • Sistemas energéticos com captura e armazenamento de dióxido de carbono tem se mostrado uma alternativa para minimizar as emissões de gases causadores do efeito estufa. A captura de CO2 via combustão por recirculação química, do inglês Chemical Looping Combustion (CLC), se destaca por não apresentar penalidade energética, porém o custo e eficiência do processo dependem dos materiais utilizados como transportadores de oxigênio. Em vista disto, este trabalho tem como objetivo sintetizar e avaliar transportadores sólidos de oxigênio à base de cobre e manganês suportados em diatomita e caulim a fim de produzir energia por meio da queima indireta de combustíveis fósseis, através do processo CLC. Os transportadores foram sintetizados por meio da técnica de impregnação úmida incipiente por aquecimento e caracterizados via difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura equipado com um analisador de energia dispersiva de raios X, resistência mecânica, testes de atrito (Air jet index), redução à temperatura programada e ensaios de reatividade por termogravimetria. Também foi verificada, por temogravimetria, a capacidade de transporte de oxigênio de cada amostra (Roc). A análise por difração de raios X detectou a presença de picos característicos das fases ativas (CuO, Mn3O4 e Mn7SiO12), as quais também foram confirmadas por testes de redução à temperatura programada. A resistência mecânica das partículas dos transportadores abaixo de 1N são inviáveis nos leitos de CLC. ¾ dos materiais estudados neste trabalho obtiveram resistência mecânica superior a 2N. A reatividade das amostras foi avaliada por termogravimetria, onde foram realizados três ciclos de redução e oxidação. Nesta análise foi observado que o CuO suportado em diatomita (Cu-D) se destacou em relação aos demais, devido à sua alta reatividade e capacidade de transporte de oxigênio. Este material obteve um percentual de conversão de H2 acima de 95%, seguida do CuO suportado em caulim (~90%). Os materiais à base de manganês apresentaram bons resultados de conversão de H2 e CH4 (acima de 90%), porém não foram eficientes nas oxidações, perdendo reatividade a cada ciclo. As amostras a base de cobre são promissoras, pois obtiveram resistência mecânica acima de 2N, elevada capacidade de transporte de oxigênio e eficiência na conversão dos combustíveis, com valores cima de 95%.


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  • Energy systems with carbon dioxide capture and storage have been shown to be an alternative to minimize greenhouse gas emissions. The capture of CO2 by combustion by chemical recirculation, from Chemical Looping Combustion (CLC), stands out for not having energy penalty, but the cost and efficiency of the process depend on the materials used as oxygen carriers. In view of this, this work aims to synthesize and evaluate solid copper and manganese oxygen carriers supported on diatomite and kaolin in order to produce energy through indirect burning of fossil fuels through the CLC process. The carriers were synthesized by the incipient wet impregnation technique and characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy equipped with an X-ray dispersive energy analyzer, mechanical resistance, air jet index, reduction at programmed temperature and reactivity tests by thermogravimetry. It was also verified, by temogravimetry, the oxygen transport capacity of each sample (Roc). X-ray diffraction analysis detected the presence of characteristic peaks of the active phases (CuO, Mn3O4 and Mn7SiO12), which were also confirmed by programmed temperature reduction tests. The mechanical resistance of conveyor particles below 1N is unviable in CLC beds. ¾ of the materials studied in this work obtained mechanical strength higher than 2N. The reactivity of the samples was evaluated by thermogravimetry, where three reduction and oxidation cycles were performed. In this analysis it was observed that CuO supported in diatomite (Cu-D) stood out in relation to the others, due to its high reactivity and oxygen transport capacity. This material obtained a conversion percentage of H2 above 95%, followed by kaolin supported CuO (~ 90%). Manganese-based materials showed good H2 and CH4 conversion results (above 90%), but were not efficient in oxidation, losing reactivity at each cycle. The copper-based samples are promising, as they obtained mechanical resistance above 2N, high oxygen transport capacity and fuel conversion efficiency, with values above 95%.

2018
Dissertações
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  • IRIELSON CARNEIRO DE LIMA
  • ESTUDO DAS PROPRIEDADES MAGNÉTICAS DO ÓXIDO MISTO DE FERRO E MANGANÊS III

  • Orientador : ADEMIR OLIVEIRA DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ADEMIR OLIVEIRA DA SILVA
  • JARLEY FAGNER SILVA DO NASCIMENTO
  • MARIA DE FATIMA VITORIA DE MOURA
  • Data: 12/01/2018

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  • A contínua e crescente demanda por dispositivos eletro-eletrônicos, com alto desempenho, maior versatilidade e miniaturizados tem acentuado o interesse no estudo e desenvolvimento de novos materiais. Dentre esses materias, os multiferróicos (magnetoelétricos, magnetoelastoelétricos, ferroelásticos-ferroelétricos) tem despontado como de grande interesse por associar duas ou mais propriedades ferróicas em um mesmo material. Nesse trabalho perovskita mista de ferro e manganês (MnFeO3) foi sintetizado pelo método de combustão, sinterizado em diferentes temperaturas (500°C, 750° e 900°C) e caracterizado por Difração de Raios-X associada ao método Rietveld (DRX-Rietveld) e Fluorescência de Raios-X (FRX), enquanto que suas propriedades magnéticas foram estudadas por Magnometria de Amostra Vibrante (VSM) e Ressonância Paramagnética Eletrônica (EPR). 

    A análise dos espectros de DRX-Rietiveld mostraram que na amostra sinterizada a 500° houve a formação misturas de óxidos enquanto apenas 64% do material se transformou em FeMnO3 de estrutura cúbica, já nas amostras sinterizadas a 750 e 900° é mostrado a formação quase que absoluta de FeMnO3 com um pequeno excesso de óxido de ferro III, atribuído a um erro experimental. A fluorescência de Raios-X confirma as informações do DRX, mostrando as porcentagens de óxidos formados. 

    O paramagnetismo foi investigado por análise de EPR e mostraram um sinal largo na região de 0,3 tesla, o cálculo do fator g deu 2,043 o que é próximo ao valor teórico para um elétron livre confirmando o paramagnetismo. A curva de magnetização em função do campo aplicado (M x H) obtida pela técnica do Vsm, mostra valores para material superparamagnéticos.


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  • The continued and growing demand for high-performance, more versatile and miniaturized electronic devices has increased interest in the study and development of new materials. The multiferroic (magnetoelectrics, magnetoelastoelectrics, and ferroelectric-ferroelectric) has emerged as of great interest to associate two or more ferroic properties in the same material. In this work the mixed perovskite of iron and manganese (MnFeO3) was synthesized by the combustion method, sintered at different temperatures (500 ° C, 750 ° and 900 ° C) and characterized by X-ray diffraction associated with the Rietveld method (DRX-Rietveld ) and X-Ray Fluorescence (FRX), while its magnetic properties were studied by Vibrating Sample Magnometry (VSM) and Electronic Paramagnetic Resonance (EPR).

    Analysis of the DRX-Rietiveld spectra showed that in the sample sinteerized at 500 ° formation of oxides was formed while only 64% of the material was transformed into FeMnO3 of cubic structure, whereas in the samples sintered at 750 and 900 ° the formation almost that absolute of  FeMnO3 with a small excess of iron oxide III, attributed to an experimental error. The X-ray fluorescence confirms the XRD information, showing the percentages of oxides formed.

    Paramagnetism was investigated by EPR analysis and showed a wide signal in the region of 0.3 tesla, the calculation of the factor g gave 2.043 which is close to the theoretical value for a free electron confirming the paramagnetism. The magnetization curve as a function of the applied field (M x H) obtained by the Vsm technique, shows values for superparamagnetic material.

2
  • TALES GOMES DA SILVA
  • SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DO ZIRCONATO DE CÁLCIO (CaZrO3)

  • Orientador : ADEMIR OLIVEIRA DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ADEMIR OLIVEIRA DA SILVA
  • JARLEY FAGNER SILVA DO NASCIMENTO
  • MARIA DE FATIMA VITORIA DE MOURA
  • Data: 15/01/2018

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  • Compostos perovskitas, como o Zirconato de Cálcio, apresentam fórmula estrutural ABO3 e formam uma classe de materiais com propriedades ópticas, magnéticas e elétricas interessantes, que tem diversas aplicações científicas e tecnológicas. Materiais perovskitas serão retratados neste trabalho, por apresentarem estabilidade físico-química e propriedades específicas interessantes. Portanto, este trabalho tem como objetivo analisar a síntese da perovskitas pelo método de combustão, realizando as caracterizações das amostras por intermédio de difração de raios X (DRX), refinamento de Rietveld, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDX ou EDS) e Fluorescência de Raios-X. A evolução do processo de cristalização do CaZrO3 e a composição das amostras foram acompanhadas por difração de raios X. Os padrões de raios X obtidos foram refinados com o método Rietveld. Para identificar a presença de defeitos e morfologia das amostras foram utilizadas microscopias eletrônicas de varredura. Os métodos de caracterização mostraram diferenças estruturais nas amostras em função da variação da composição do sistema. Os resultados indicam uma transição de defeitos profundos para defeitos rasos, devido a presença de fases secundárias no sistema.


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  • Perovskite compounds, such as Calcium Zirconate, have the structural formula ABO3 and form a class of materials with interesting optical, magnetic and electrical properties, which has several scientific and technological applications. Perovskite materials will be portrayed in this work, because they present physicochemical stability and interesting specific properties. Therefore, this work aims to analyze the synthesis of perovskites by the combustion method, performing the characterization of the samples by means of X-ray diffraction (XRD), Rietveld refinement, Scanning Electron Microscopy (SEM), Dispersive Energy Spectroscopy EDX or EDS) and X-ray Fluorescence. The evolution of the CaZrO3 crystallization process and the composition of the samples were accompanied by X-ray diffraction. The obtained X-ray patterns were refined with the Rietveld method. Scanning electron microscopes were used to identify the presence of defects and morphology of the samples. The characterization methods showed structural differences in the samples in function of the variation of the composition of the system. The results indicate a transition from deep defects to shallow defects due to the presence of secondary phases in the system.

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  • BRUNO HENRIQUE DE ALBUQUERQUE PEREIRA
  • DESENVOLVIMENTO E ESTUDO DAS PROPRIEDADES EM MEIO AQUOSO DE DERIVADOS TERMORRESPONSIVOS DA CARBOXIMETILCELULOSE

  • Orientador : ROSANGELA DE CARVALHO BALABAN
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MORSYLEIDE DE FREITAS ROSA
  • RENATA MENDONÇA ARAUJO
  • ROSANGELA DE CARVALHO BALABAN
  • Data: 25/01/2018

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  • Este trabalho estuda a síntese e caracterização de dois copolímeros graftizados com propriedades termorresponsivas, constituído por enxertos de cadeias de poli(óxido de etileno/óxido de propileno) com terminação amino em uma cadeia principal de carboximetilcelulose (CMC). A enxertia ocorreu a partir de uma reação de acoplamento entre o grupamento –NH2 das Jeffamine® M-1000 e M-2070 (nomenclatura comercial das polieteraminas) com os grupamentos -COO- da CMC usando o 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil)carbodiimida (EDC) e o N-hidroxisuccinimida (NHS) como agentes de acoplamento. A caracterização estrutural dos copolímeros e seus precursores foi feita por meio de espectroscopia de IV e RMN 1H. No espectro de IV dos copolímeros foi possível observar a efetividade da reação de enxertia a partir do aparecimento da banda de carboxila de amida. Além disso, a determinação do grau de enxertia em ambos os copolímeros foi possível por meio do espectro de RMN 1H. O comportamento em meio aquoso foi estudado por meio de testes visuais, análises reológicas, espectroscopia de UV-vis, espalhamento de luz dinâmico, sendo passíveis de comprovação, em meio salino, as propriedades termoassociativas dos copolímeros sintetizados. O copolímero CMC-g-Jeffamine® M-1000 se destacou por apresentar altos valores de viscosidade aparente mesmo em um meio com condições hostis, de elevada força iônica e temperatura. O copolímero CMC-g-Jeffamine® M-2070 apresentou o comportamento termoviscosificante, entretanto os seus valores de viscosidade são baixos quando comparados com o copolímero de CMC-g-Jeffamine® M-1000.


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  • The present work studies the synthesis and characterization of two copolymers with thermoresponsive properties, consisting of amino terminated poly (ethylene oxide / propylene oxide) grafts in a carboxymethylcellulose (CMC) backbone. Grafting occurred from a coupling reaction between the –NH2 group of the Jeffamine® M-1000 and M-2070 (commercial nomenclature of polyetheramines) with the COO- groups from CMC, by using 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide (EDC) and N-hydroxysuccinimide (NHS) as coupling agents. The structural characterization of the copolymers and their precursors was done by means of IR and 1H NMR spectroscopy. On the IV spectrum of the copolymers it was possible to observe the effectiveness of the grafting reaction and the determination of the degree of grafting in both copolymers. The behavior in aqueous medium was studied thru of visual tests, rheological analysis, UV-vis spectroscopy and dynamic light scattering, and the thermo-associative properties of the synthesized copolymers were verified in saline medium. The CMC-g-Jeffamine® M-1000 copolymer exhibited high apparent viscosity values even in a hostile medium, with high ionic strenght and high temperature conditions. The CMC-g-Jeffamine® M-2070 copolymer exhibited the thermothickening behavior, however its viscosity values are low when compared to the CMC-g-Jeffamine® M-1000 copolymer.

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  • DAYANA PATRICIA DA SILVA PENHA
  • SÍNTESE, CARACTERIZAÇÃO, REATIVIDADE E AVALIAÇÃO ANTIBACTERIANA DE NITROSILO COMPLEXOS DE RUTÊNIO

  • Orientador : FRANCISCO ORDELEI NASCIMENTO DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • FRANCISCO ORDELEI NASCIMENTO DA SILVA
  • MARCIA RODRIGUES PEREIRA
  • DANIEL DE LIMA PONTES
  • LUIZ GONZAGA DE FRANÇA LOPES
  • Data: 30/01/2018

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  • A relevância biológica do óxido nítrico na neurotransmissão, no controle cardiovascular e em mecanismos de defesa contra microorganismos e células tumorais tem acentuado o interesse na química de coordenação em desenvolver complexos capazes de liberar NO no organismo. Neste contexto, nitrosilo complexos de rutênio apresentam potencial biológico em liberar a molécula de NO de forma seletiva e controlada, em razão de serem compostos termodinamicamente estáveis e fotoquimicamente ativos. Deste modo, apresenta-se a síntese, caracterização, reatividade e ensaio antibacteriano de complexos do tipo cis-[Ru(bpy)(phen)L(NO)](PF6)n, em que L são os ligantes imidazol e sulfito, bpy = 2,2’-bipiridina e phen = 1,10’-fenantrolina. Os nitrosilo complexos foram obtidos dissolvendo-se os nitro complexos em metanol e em seguida adicionando ácido trifluoracético, sob agitação. Através da espectroscopia eletrônica, em meio aquoso, foi possível identificar as bandas intraligantes dos ligantes bipiridina e fenantrolina, bem como as bandas de transferência de carga do metal tanto para os ligantes polipiridínicos na região de 330 nm, como para o ligante nitrosilo em torno de 476 nm. Os espectros vibracionais em pastilha de KBr, apresentaram o estiramento de NO+ em frequências elevadas na região de 1900 cm-1 indicando que o óxido nítrico se encontra coordenado ao centro metálico. Ao analisar os voltamogramos cíclicos, em NaTFA 0,1 mol L-1, dos nitrosilo complexos observou-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 6,3 e 8,9 ocorre a conversão de nitrosil a nitrito para os complexos com imidazol e sulfito, respectivamente. Ao verificar a liberação do óxido nítrico pela voltametria de onda quadrada, cinética com redutor biológico e estudo fotoquímico com luz branca inferiu-se que a liberação do NO ocorre por uma reação química em que ao reduzir o ligante NO+ para NO0, este é liberado, devido ao enfraquecimento da ligação RuII - NO0 e em sua posição coordena-se uma molécula de água, formando o aqua complexo. A atividade antibacteriana dos nitrosilo complexos foi testada frente às bactérias Pseudomonas aeruginosa ATCC - 9027 utilizando o método de microdiluição em caldo. Assim, foi observado através do MIC, que os complexos são capazes de inibir o desenvolvimento das bactérias em concentrações mínimas de 57,23 mM para o complexo com imidazol e de 200,8 mM com o sulfito.


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  • The biological significance of nitric oxide in cardiovascular control, in neurotransmission and in defense mechanisms against microbes and tumor cells has strong interest in the coordination chemistry to develop complex capable of releasing NO in the organism. In this context, ruthenium nitrosyl complexes present a biological potential in releasing the NO molecule in a selective and controlled manner, because they are thermodynamically stable and photochemically active compounds. Thus, the synthesis, characterization, reactivity and antibacterial test of complex of the type cis-[Ru(bpy)(phen)L(NO)](PF6)n, where L are the imidazole and sulfite ligands, bpy = 2,2’- bipyridine and phen = 1,10'-phenanthroline. Complex nitrosyls were obtained by dissolving the nitro complexes in methanol and adding trifluoroacetic acid with stirring. Through electronic spectroscopy in aqueous media, it was possible to identify as intraligant bands of bipyridine and phenanthroline ligands as well as metal charge transfer bands for both the polypyridine ligands in the region of 330 nm and for the nitrosyl ligand around 476 nm. The vibrational spectra in KBr pellets showed NO+ stretching at high frequencies in the 1900 cm-1 region indicating that nitric oxide is found coordinated to the metal center. When analyzing the cyclic voltammograms, in NaTFA 0,1 mol L-1, of the nitrosyl complex, a single almost reversible process with respect to the NO+/0 redox pair was observed. Regarding the reactivity was done the acid-base equilibrium, noting that pH 6.3 and 8.9 occurs the conversion of nitrosyl to nitrite to the complexes with imidazole and sulfite, respectively. In order to verify the release of nitric oxide by square-wave voltammetry, kinetics with biological reductant and photochemical study with white light, it was inferred that the release of NO occurs by a chemical reaction in which the ligand is reduced in the NO+ to NO0, this is released due to the weakening of the link RuII - NO0 and in its position coordinates itself to the molecule of water, forming the aqua complex. The antibacterial activity of the nitrosyl complexes was tested on the bacterium Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027 using the broth microdilution method. Thus, observed through MIC, the complexes are able to inhibit bacterial growth in minimum concentrations of 57.23 mM for the complex with imidazole and 200.8 mM with sulfite.

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  • RAFAEL CHAVES LIMA
  • ZEÓLITA MORDENITA: UM ESTUDO SOBRE A FORMAÇÃO E O TAMANHO DOS CRISTAIS

  • Orientador : SIBELE BERENICE CASTELLA PERGHER
  • MEMBROS DA BANCA :
  • SIBELE BERENICE CASTELLA PERGHER
  • ANTONIO SOUZA DE ARAUJO
  • ADONAY RODRIGUES LOIOLA
  • Data: 30/01/2018

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  • Um sistema para a síntese da zeólita mordenita foi estudado, o qual possibilitou a obtenção de fase MOR sem indicação da presença de qualquer outra fase. Variações nos parâmetros de síntese foram realizadas visando o estabelecimento da relação entre o tamanho e a morfologia dos produtos de síntese com as modificações efetuadas. A temperatura de cristalização mostrou ser um fator essencial relação ao tamanho de partículas e cristalitos. A diluição do gel de síntese proporcionou a redução da agregação dos cristalitos e a variação do teor de água na síntese implicou em mudanças nas taxas de zeolitização. O teor de sódio modificou o crescimento dos cristais e o aumento de intercrescimentos e agregações de partículas. O envelhecimento não implicou em qualquer variação na formação da zeólita. A mudança na fonte de sílica incrementou a taxa de crescimento dos cristais e contribuiu para alterações no tamanho dos cristais. Cristais maiores foram obtidos a partir de sistemas com maior concentração de cátions sódio enquanto agregados de nanocristalitos e algumas nanopartículas foram sintetizadas com o abaixamento da temperatura e o uso de fonte de sílica com maior área específica. Agregados de pequenos cristalitos de mordenita pura de até cerca de 50 nm foram obtidos com sínteses realizadas a 150 °C, com menor teor de íons  e de água no gel, diluição do gel já preparado e com o uso de fontes de sílica de maior área específica (relativa a este tipo de material). Condições opostas viabilizaram o maior crescimento, gerando cristais de até 1 µm em média. Os resultados mostraram que é possível exercer algum controle sobre o tamanho de partícula e de cristalitos da zeólita mordenita através do ajuste de parâmetros inerentes ao sistema convencional de síntese.


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  • A system for the synthesis of the mordenite zeolite was studied, which made it possible to obtain the MOR phase without indicating the presence of any other phase. Variations in the synthesis parameters were performed aiming the establishment of the relationship between the size and the morphology of the synthesis products with the modifications made. The crystallization temperature showed to be an essential factor in the size of particles and crystallites. Dilution of the synthesis gel provided reduced crystallite aggregation and the variation of the water content in the synthesis implied changes in the zeolitization rates. The sodium content modified the growth of the crystals and the increase of intergrowths and aggregations of particles. Aging did not imply any variation in zeolite formation. The change in the silica source increased the growth rate of the crystals and contributed to changes in the size of the crystals. Larger crystals were obtained from systems with higher concentrations of sodium cations as nanocrystallite aggregates and some nanoparticles were synthesized with the lowering of temperature and the use of silica source with greater specific area. Aggregates of small pure mordenite crystallites of up to about 50 nm were obtained with syntheses performed at 150 ° C, with a lower content of Na + and water ions in the gel, dilution of the already prepared gel and with the use of silica sources of greater specific area (relative to this type of material). Opposite conditions enabled the highest growth, generating crystals up to 1 μm on average. The results showed that it is possible to exert some control over the particle size and crystallites of the mordenite zeolite by adjusting parameters inherent to the conventional synthesis system.

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  • MARFRAN CLAUDINO DOMINGOS DOS SANTOS
  • DETECÇÃO E TIPAGEM DE ARBOVÍRUS (DENGUE, ZIKA E CHIKUNGUNYA) POR INFRAVERMELHO EM CONJUNTO COM TÉCNICAS DE ANÁLISE MULTIVARIADA

  • Orientador : KASSIO MICHELL GOMES DE LIMA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • KASSIO MICHELL GOMES DE LIMA
  • FABRICIO GAVA MENEZES
  • JOSELIO MARIA GALVAO DE ARAUJO
  • HECTOR CASIMIRO GOICOECHEA
  • Data: 30/01/2018

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  • O objetivo dos estudos reportados nesta dissertação é avaliar o uso da Espectroscopia de infravermelho em conjunto com técnicas quimiométricas de análise multivariada, como uma nova ferramenta para detecção e tipagem de arbovírus presentes em amostras clínicas. Nesta dissertação constam 4 artigos: 1 artigo de revisão e 3 artigos de pesquisa. O artigo de revisão faz um levantamento das principais técnicas espectroscópicas e técnicas de análise multivariada utilizadas em estudos no campo da virologia nos últimos 10 anos, bem como as vantagens destas, frente às técnicas padrão. No primeiro artigo de pesquisa, modelos multivariados baseados em análise discriminante foram construídos com o objetivo de discriminar quantitativamente o sorotipo DENV-3 presente em quatro diferentes concentrações em amostras de soro e sangue. No segundo estudo, técnicas de seleção de variáveis foram aplicadas com o objetivo de discriminar amostras de soro e sangue infectadas em laboratório, e ainda, predizer qual o sorotipo é responsável pela infecção. No terceiro estudo, foi avaliada a capacidade da técnica em discriminar entre 4 grupos de amostras: dengue (amostras de sangue de pacientes diagnosticados com dengue), Chikungunya (amostras de sangue de pacientes diagnosticados com Chikungunya), Zika (amostras de sangue de pacientes diagnosticados com Zika) e saudáveis (amostras de sangue de voluntários saudáveis). Os algoritmos de análise multivariada utilizados foram Análise de Componentes Principais-Análise Discriminante Linear (PCA-LDA), Algoritmo de Projeções Sucessivas-Análise Discriminante Linear (SPA-LDA) e Algoritmo Genético-Análise Discriminante Linear (GA-LDA). O desempenho da técnica foi avaliado através de cálculos de sensibilidade, especificidade, valores preditivos positivos e negativos, índice de Youden e razão de verossimilhança positiva e negativa. Os resultados foram animadores, e mostraram que a espectroscopia utilizada em conjunto com técnicas de análise multivariada tem o potencial de detectar e identificar as variações provocadas pela presença do vírus da dengue em amostras biológicas, e fornecer resultados rápidos em comparação às técnicas de diagnóstico utilizadas em rotinas clínicas.


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  • The objective of the studies reported in this dissertation is to evaluate the use of infrared spectroscopy in conjunction with chemometric techniques of multivariate analysis, as a new tool for detection and typing of arboviruses present in clinical samples. In this dissertation there are 4 articles: 1 review article and 3 research articles. The review article is a survey of the main techniques spectroscopic and multivariate analysis techniques used in studies in the field of virology in the last 10 years, as well as the advantages of these techniques against standard techniques. In the first research article, multivariate models based on discriminant analysis were constructed with the objective of quantitatively discriminating the DENV-3 serotype present in four different concentrations in serum and blood samples. In the second study, variable selection techniques were applied with the objective of discriminating infected serum and blood samples in the laboratory, and also to predict which serotype is responsible for the infection. In the third study, the ability of the technique to discriminate between 4 groups of samples: dengue (blood samples from patients diagnosed with dengue), Chikungunya (blood samples from patients diagnosed with Chikungunya), Zika (blood samples from patients diagnosed with Zika) and healthy (blood samples from healthy volunteers). The multivariate analysis algorithms used were Principal Component Analysis-Linear Discriminant Analysis (PCA-LDA), Successive Projections Algorithm-Linear Discriminant Analysis (SPA-LDA) and Genetic Algorithm-Linear Discriminant Analysis (GA-LDA). The performance of the technique was evaluated through calculations of sensitivity, specificity, positive and negative predictive values, Youden index and positive and negative likelihood ratio. The results were encouraging, and showed that the spectroscopy used in conjunction with multivariate analysis techniques has the potential to detect and identify the variations caused by the presence of dengue virus in biological samples, and to provide a fast result in comparison to the diagnostic techniques used in clinical routines.

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  • JOE VÍTOR ALVES DO NASCIMENTO
  • AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES DE ARGILAS MONTMORILLONITAS NATURAL E SINTÉTICA PILARIZADAS COM POLIHIDROXICATIONS DE ALUMÍNIO

  • Orientador : SIBELE BERENICE CASTELLA PERGHER
  • MEMBROS DA BANCA :
  • AMANDA DUARTE GONDIM
  • FABIO GARCIA PENHA
  • LUIZ CARLOS BERTOLINO
  • SIBELE BERENICE CASTELLA PERGHER
  • Data: 31/01/2018

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  • O argilomineral montmorillonita foi sintetizado em condições hidrotérmicas, pressão autogênica, meio ácido e fluorídrico. Tanto a argila sintética quanto argila natural foram caracterizados por meio de difração de raios X (DRX), análise termogravimétrica (TG), espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), adsorção e dessorção de N2, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e energia dispersiva de raios X (EDS). A argila sintética apresentou um difratograma de raios X com reflexões características da montmorillonita, tal como a argila natural, com exceção da presença de quartzo na composição mineralógica desta última. Por meio das análises realizadas, uma maior quantidade de alumínio foi identificada para a argila sintética, assim como um caráter mais meso-macroporoso e pureza composicional, ao comparar com a argila natural. A pilarização das argilas foi realizada partindo de duas fontes distintas de íons de Keggin, uma comercial e outra produzida em laboratório. Os materiais resultantes foram caracterizados por DRX, TG, FTIR e adsorção e dessorção de N2. Os materiais pilarizados sintéticos apresentaram uma estrutura desorganizada, porém pilarizada, tal como constatado por meio dos difratogramas de raios e análise textural. A argila natural pilarizou, também, com ambas as fontes, e apresentou características típicas dos materiais pilarizados. O uso de clorohidróxido de alumínio (ACH) como fonte de íons de Keggin gerou materiais com maior quantidade de espécies de alumínio no espaço interlamelar, resultando em materiais com menor volume de microporos. As áreas específicas dos materiais naturais pilarizados foram superiores as calculadas para os análogos oriundos da argila sintética, devido a uma maior contribuição da microporosidade criada com o processo de pilarização.


  • Mostrar Abstract
  • The montmorillonite claymineral was synthesized under hydrothermal conditions, autogenic pressure, acidic and hydrofluoric medium. Both synthetic and natural clays were characterized by X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TG), infrared spectroscopy (FTIR), adsorption and desorption of N2, scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive (EDS). The synthetic clay presented an X-ray diffraction pattern with characteristic reflections of montmorillonite, like natural clay, with the exception of the presence of quartz in the mineralogical composition of the latter. By means of the analyzes, a greater amount of aluminum was identified for the synthetic clay, as well as a more meso-macroporosity character and compositional purity, when compared with the natural clay. The pillarization of the clays was done starting from two distinct sources of Keggin ions, one commercial and the other produced in the laboratory. The resulting materials were characterized by XRD, TG, FTIR and adsorption and desorption of N2. The synthetic pillared materials presented a disorganized, but pillared structure, as verified by means of X-ray diffraction and textural analysis. The natural clay also pillared with both sources presented characteristics typical of the pillared materials. The use of aluminum chlorohydrol (ACH) as a source of Keggin ions generated materials with higher amounts of aluminum species in the interlamellar space, resulting in materials with a lower volume of micropores. The specific areas of the natural pillared materials were higher than those calculated for synthetic pillared clays due to a greater contribution of the microporosity created with the pillarization process

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  • AMANDA SAYURE KASUYA DE OLIVEIRA
  • SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE ÓXIDO DE ALUMÍNIO E/OU SILÍCIO ATRAVÉS DO MÉTODO SOL-GEL PROTEICO

  • Orientador : TIAGO PINHEIRO BRAGA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • TIAGO PINHEIRO BRAGA
  • AMANDA DUARTE GONDIM
  • SIBELE BERENICE CASTELLA PERGHER
  • JOSÉ MARCOS SASAKI
  • Data: 02/02/2018

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  • Em busca de sintetizar suportes nanoestruturados a partir de uma metodologia simples, renovável, eficiente, de baixo custo e com alto desempenho catalítico, suportes a base de óxido de alumínio e/ou de óxido de silício foram sintetizados por meio do método sol-gel proteico usando a gelatina de pele suína como precursor orgânico e nitrato de alumínio e/ou tetraetil ortosilicato (TEOS) como precursores inorgânicos. As caracterizações foram realizadas através de análise termogravimétrica (TG), fluorescência de Raios–X (FRX), difração de Raios-X (DRX), espectroscopia de Infravermelho (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), sorção de N2, porosimetria de Mercúrio e teste catalítico (reação modelo de desidratação do etanol). Os difratogramas de DRX mostraram um perfil de material amorfo característico de óxidos metálicos altamente dispersos. Os resultados de TG indicaram a liberação total do material orgânico e inorgânico na temperatura de calcinação utilizada, ocorrendo em diferentes intervalos de perda de massa. Esta informação foi reafirmada pelos espectros FTIR, que apresentaram a presença de um material híbrido e bandas características de estrutura de gelatina antes das calcinações e que desapareceram no espectro do sólido após a calcinação, indicando a perda de matéria orgânica após o tratamento térmico. Os espectros exibiram vibração de alongamento M-O em baixos comprimentos de ondas após as calcinações que são relacionadas aos óxidos metálicos (SiO2 e Al2O3). As imagens adquiridas por MEV sugeriram a obtenção de um material altamente poroso com características muito diferentes dependendo da composição do suporte. As isotermas de sorção de N2 indicaram a presença de um óxido micro-mesoporoso com propriedades texturais interessantes, principalmente para os suportes contendo óxido de alumínio e óxido de silício. Os resultados da desidratação com etanol apresentaram maior seletividade ao éter dietílico em comparação com o etileno enquanto o acetaldeído não mostrou nenhum resultado. A partir dos dados de reação obteve-se a seguinte ordem de resistência ácida: 2Si:Al>Si:2Al>Si:Al>Al, comprovando que a razão Si:Al e a área superficial influenciam nessa sequencia.


  • Mostrar Abstract
  • In order to synthesize nanostructured substrates from a simple, renewable, efficient, low cost and high catalytic performance methodology, substrates based on aluminum oxide and / or silicon oxide were synthesized using the protein sol-gel method using porcine gelatin as an organic precursor and aluminum nitrate and / or tetraethyl orthosilicate (TEOS) as inorganic precursors. The characterization was performed by thermogravimetric analysis (TG), X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), N2 sorption, porosimetry of Mercury and catalytic tests (ethanol model dehydration reaction). The XRD diffractograms showed an amorphous material profile characteristic of highly dispersed metallic oxides. The TG results indicated the total release of the organic and inorganic material at the calcination temperature used, occurring at different mass loss intervals. This information was reaffirmed by the FTIR spectra, which showed the presence of a hybrid material and gelatin structure bands before the calcination and disappeared in the solid spectrum after calcination, indicating the loss of organic matter after the heat treatment. The spectra exhibited M-O stretching vibration at low wavelengths following calcination that are related to metal oxides (SiO 2 and Al 2 O 3). The images acquired by SEM suggested obtaining a highly porous material with very different characteristics depending on the composition of the support. The sorption isotherms of N2 indicated the presence of a micro-mesoporous oxide with interesting texture properties, especially for the supports containing aluminum oxide and silicon oxide. The results of ethanol dehydration showed higher selectivity to diethyl ether compared to ethylene while acetaldehyde showed no results. From the reaction data, the following order of acid resistance was obtained: 2 Si: Al> Si: 2Al> Si: Al> Al, proving that the Si: Al ratio and surface area influence this sequence.

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  • ANTONIO VICENTE DE MENDONÇA JUNIOR
  • CONVERSÃO TÉRMICA E TERMOCATALÍTICA DA BIOMASSA UTILIZANDO MATERIAIS MESOPOROSOS PARA A OBTENÇÃO DE HIDROCARBONETOS

  • Orientador : AMANDA DUARTE GONDIM
  • MEMBROS DA BANCA :
  • VALTER JOSE FERNANDES JUNIOR
  • ANNE GABRIELLA DIAS SANTOS
  • NATALY ALBUQUERQUE DOS SANTOS
  • Data: 05/02/2018

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  • A demanda por combustíveis fósseis é alta em todo mundo, gerando grandes impactos ambientais na sua extração e queima. Outro fator que se torna notório é o descarte de resíduos domésticos no meio ambiente agregando danos ecológicos. A partir desses dois pilares, torna-se necessário a utilização de recursos renováveis no tocante a biomassa de óleos vegetais residuais. Portanto,  este trabalho se propõe a obtenção de combustíveis renováveis através da pirólise na presença de suporte catalítico meosoporoso . As biomassa elencadas para este trabalho foram  o óleo da Pachira aquática, vulgarmente denominada por munguba,  e o  óleo de fritura, seu reaproveitamento torna-se necessário para o reuso nas fontes de combustíveis. Como catalisador foi utilizada as peneira molecular mesoporosa, KIT-6 e sua forma funcionalizada MoKIT-6.  Os catalisadores foram caracterizado por:  Difração de Raios X, Análise Térmica (TG/DTG), Microscopia de Varredura Eletrônica (MEV), Espectroscopia de Infra-Vermelha com Transformada de Fourier (FTIR) e Espectroscopia de Dispersão de Raios X (EDX). Ao ser caracterizado pelas referidas técnicas, apresentou boa estrutura cristalina, representada pelo DRX, excelente estabilidade térmica evidenciada pela (TG/DTG), a estruturação física dos cristais do KIT-6 padrão e do MoKIT-6, este apresentando a fase óxida do Molibdênio (MoO3) total dispersa na superfície do catalisador e o percentual proposto foi ratificado com êxito nas descrições do EDX. No estudo cinético,  evidenciou-se que no óleo de fritura houve um ação evidente do MoKIT-6, obtendo-se praticamente linear durante a conversão, obtendo energias de ativação inferiores. Para obter os hidrocarbonetos renováveis , as biomassas foram submetidas a pirólise térmica e termocatalitica e o produto obtido foi analisado por: CG-MS, viscosidade, massa específica, índice de acidez.  Em suma, pode-se concluir que obteve-se dentro do planejado, toda a caracterização específica do KIT-6 e sua forma funcionalizada MoKIT-6 e pode-se converter com êxito o óleo de fritura e conseguiu-se a obtenção do bio-óleo com excelentes características para utilização como combustíveis.


  • Mostrar Abstract
  • A demand for fossil fuels is high worldwide, generating large environmental impacts in its extraction and burning. Another factor that becomes notorious and discarded of household waste is no environment adding ecological damage. From two pillars, it is necessary to use renewable resources with regard to biomass of residual vegetable oils. Therefore, this work offers purposes to obtain renewable fuels through pyrolysis in the presence of mesoporous catalysts. As biomass listed for the oil work of aquatic Pachira, commonly called munguba, and frying oil, its reuse is necessary for reuse in fuel sources. As a catalyst, it was used as mesoporous molecular sieves, KIT-6 and MoKIT-6. The catalysts were characterization by X-Ray Diffraction, Thermal Analysis (TG / DTG), Electron Scanning Electron Microscopy (SEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and X-ray Dispersion Spectroscopy (EDX). Over time, the structuring of the crystals of the standard KIT-6 and MoKIT-6, this one presents an oxide phase of Molybdenum (TG / DTG), a physical structure of the KIT-6 crystals. (MoO3) at the catalyst surface and percent proposed was successfully ratified in the EDX descriptions. In the kinetic study, it was evidenced that in the frying oil there was an evident action of MoKIT-6, obtaining practically linear during the conversion, obtaining inferior energies of activation. To obtain the renewable hydrocarbons, the biomasses were submitted to thermal and thermo-catalytic pyrolysis and the product obtained was analyzed by: GC-MS, viscosity, specific mass, acid number. In summary, it can be concluded that all the specific characterization of KIT-6 and its functionalized form MoKIT-6 were obtained within the planned, and the frying oil could be successfully converted and bio- oil with excellent characteristics for use as fuels.

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  • FRANCIMAR LOPES DE SOUSA JUNIOR
  • DESENVOLVIMENTO DE NOVOS COMPLEXOS DE COBRE COM DERIVADOS FENANTROLÍNICOS E ISONIAZIDA

  • Orientador : ANA CRISTINA FACUNDO DE BRITO PONTES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANA CRISTINA FACUNDO DE BRITO PONTES
  • FRANCISCO ORDELEI NASCIMENTO DA SILVA
  • SÉRGIO DE PAULA MACHADO
  • Data: 05/02/2018

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  • Os derivados imidazólicos da 1-10-fenantrolina-5,6-diona (phend) apresentam propriedades biológicas, tais como a clivagem do DNA, antitumoral e antibacteriana, além disso, a versatilidade sintética possibilita a inclusão de grupos que venham a potencializar suas características bioquímicas. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo sintetizar e caracterizar novos complexos de cobre com derivados fenantrolínicos tendo como ligantes adicionais cloretos e isoniazida (INH). Foram sintetizados os complexos [Cu(L)Cl2] e [Cu(L)(INH)2]Cl2, sendo L a phend e os derivados imidazólicos obtidos a partir da reação da phend com o 4-cianobenzaldeído e 4-nitrobenzaldeído, nomeados de L-CN e L-NO2 respectivamente. Os ligantes e complexos foram sintetizados a partir de metodologias adaptadas como base compostos semelhantes descritos na literatura e caracterizados por técnicas espectroscópicos (Uv-Vis, IV e Raman), térmica e eletroquímicas. A partir dos espectros vibracionais foram observados os modos vibracionais indicativos do sistema fenantrolinico dos ligantes L, em 810 e 740 cm-1. Além disso, compostos com a phend mostram o estiramento C=O em torno de 1690 cm-1 e os complexos com L-CN e L-NO2 apresentaram os estiramentos do imidazol característicos destes ligantes. A partir do IV dos complexos contendo a INH, determinou-se que este ligante se coordenou na forma bidentada, devido aos deslocamentos dos modos amida I e II comparativamente ao ligante livre. Os espectros eletrônicos em DMSO dos compostos apresentaram bandas intraligantes na região de 260 a 400 nm, para os complexos foi observado também as transições d-d em 767, 741 e 732 nm para [Cu(phend)Cl2] (CuPhenD), [Cu(L-CN)Cl2] (CuLCN) e [Cu(L-NO2)Cl2] (CuLNO2) respectivamente. Em relação aos complexos com INH, apresentaram as bandas d-d em 760, 721 e 719 nm para [Cu(phend)(INH)2]Cl2 (CuPDI), [Cu(L-CN)(INH)2]Cl2 (CuCNI) e [Cu(L-NO2)(INH)2]Cl2 (CuNO2I) respectivamente. Adicionalmente, pelas analises térmica (TG, DTG e EGA) foram observados a decomposição e estabilidade térmica dos compostos. Os voltamogramas cíclicos dos complexos [Cu(L)Cl2] apresentaram apenas um par redox indicativo do processo Cu2+/Cu+, com E1/2 de 262 (CuPhenD), 195 (CuLCN) e 150 mV (CuLNO2) entretanto, com a substituição dos cloretos pela INH foi possível verificar dois pares redox referentes aos processos Cu2+/Cu+ e Cu+/Cu0.


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  • The imidazole derivatives of 1-10-phenanthroline-5,6-dione (phend) have biological properties, such as DNA cleavage, antitumor and antibacterial, in addition, synthetic versatility allows the inclusion of groups that enhance their characteristics biochemical. In this context, the present work aims to synthesize and characterize new copper complexes with phenanthroline derivatives having as additional ligand chlorides and isoniazid (INH). The complexes [Cu(L)Cl2] and [Cu(L)(INH)2]Cl2 were synthesized, where L is phend and the imidazole derivatives obtained from the reaction of phend with 4-cyanobenzaldehyde and 4-nitrobenzaldehyde, named of L-CN and L-NO2 respectively. The ligands and complexes were synthesized from methodologies adapted as base similar compounds described in the literature and characterized by spectroscopic (Uv-Vis, IV and Raman), thermal and electrochemical techniques. From the vibrational spectra were observed the vibrational modes indicative of the phenanthroline system of the L ligands in 810 and 740 cm-1. The Compounds with the phend ligand show C = O stretching around 1690 cm-1 and the complexes with L-CN and L-NO2 exhibited the characteristic stretches of imidazole of these ligands. Infrared of the INH-containing complexes, it was determined that this ligand was coordinated in the bidentate form, due to the displacements of the amide modes I and II compared to the free ligand. The electronic spectra of the compounds in DMSO showed intraligant bands in the region of 260 to 400 nm, for the complexes the transitions d-d in 767, 741 and 732 nm were also observed for [Cu(phend)Cl2] (CuPhenD), [Cu(L-CN)Cl2] (CuLCN) and [Cu(L-NO2)Cl2] (CuLNO2) respectively. Complexes with INH, they presented the d-d bands at 760, 721 and 719 nm for [Cu(phend)(INH)2] Cl2 (CuPNI), [Cu(L-CN)(INH)2]Cl2 (CuCNI)and [Cu(L-NO2)(INH)2]Cl2 (CuNO2I) respectively. Additionally, thermal decomposition and thermal stability of the compounds were observed by the thermal analyzes (TG, DTG and EGA). The cyclic voltammograms of the [Cu(L)Cl2] complexes presented only one redox pair indicative of the Cu2+/Cu+ process, with E1/2 of 262 (CuPhenD), 195 (CuLCN) and 150 mV (CuLNO2). However, of the chlorides by INH it was possible to verify two redox pairs referring to Cu2+/Cu+ and Cu+/Cu0 processes.

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  • DJALAN FRANÇA DE LIMA
  • Estudo preparativo e computacional da reação de 2,3-dicloroquinoxalina com o éster metílico da cisteína

  • Orientador : FABRICIO GAVA MENEZES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • FABRICIO GAVA MENEZES
  • LIVIA NUNES CAVALCANTI
  • NORBERTO DE KASSIO VIEIRA MONTEIRO
  • Data: 08/02/2018

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  • Tradicionalmente, os livros textos de química orgânica propõem que a maioria das reações de substituição nucleofílica em substratos aromáticosheteroaromáticos (SNAr) ocorre via mecanismo com formação de intermediário de Meisenheimer. As quinoxalinas compreendem uma classe de compostos heterociclos com importantes aplicações em diversas áreas, e dentro deste contexto, as metodologias sintéticas envolvendo o composto 2,3-dicloroquinoxalina (DCQX) em reações de SNAr tem sido frequentemente relatadas na literatura. O DCQX é um substrato adequadamente ativado para tais reações uma vez que possui dois átomos de cloro ativados por conta da deficiência eletrônica das posições 2 e 3 do anel quinoxalínico. O presente trabalho apresente um estudo experimental e teórico voltado para a reação entre DCQX e o éster metílico da cisteína (CysMe). A escolha da CysMe se deu basicamente por conta da natureza nucleofílica distinta do referido éster de aminoácido, e devido à possibilidade de aplicação dos possíveis produtos gerados em diferentes áreas. O interesse de se estudar os mecanismos das possíveis reações se dá, especialmente, por falta de dados disponíveis na literatura para sistemas heteroaromáticos em reações de SNAr. A reação de DCQX com CysMe, em DMF, e na presença de carbonato de potássio, forneceu um produto majoritário (rendimento de 57%), cuja a caraterização espectroscópica (RMN e IV) apontou para o inédito éster metílico do ácido 3,4-didiro-2H-1-tia-4,9,10-triaza-antraceno-3-carboxílico (CysQX5). Um outro produto, minoritário, está em fase de isolamento e caracterização. Cálculos computacionais (M06-2X/6-311+g(3df,2p), e B3LYP 6-31+g(d,p)) foram realizados no intuito de varrer todas as possibilidades associadas à reatividade da CysMe frente ao DCQX. Até o momento, o trabalho está voltado para a parte termodinâmica, tendo sido avaliadas as diferenças energéticas entre reagentes e os possíveis produtos de reação para o sistema, os quais incluem, além da formação do produto CysQX5, a monossubstituição pelo enxofre (CysQX1) ou pelo átomo de nitrogênio (CysQX2), dissubstituição via dupla ataque do enxofre (CysQX3), duplo ataque do nitrogênio (CysQx4), ou um ataque do enxofre e outro do nitrogênio (CysQX6). Para os ataques nucleofílico pelo átomo de enxofre, foram consideradas tanto a hipótese do grupo nucleofílico ser neutro ou aniônico. Os estudos computacionais sugerem que o produto mais estável é o ciclizado, CysQX5, com valor da variação de energia livre de Gibbs de – 26,78 kcal.mol-1. Os cálculos indicaram que a formação deste produto pode seguir duas ciclizações intramoleculares distintas rotas distintas: i) a partir do produto monossubstitutído CysQX1; ii) a partir do produto dissubstituído por CysQX3. No momento, estão sendo avaliados os estados de transição para a formação de todos os produtos formados, incluindo a possibilidade de rearranjo do tipo Smiles.


  • Mostrar Abstract
  • Traditionally, organic chemistry text books suggest araomatic/heteroaromatic nucleophilic substitution (SNAr) procedding via Meiseinheimer-type intermediate mechanism. Quinoxaline are a class of nitrogen heterocycles with application in many fields. IN this context, several synthetic methodologies based on SNAr reactions involving the substrate 2,3-dichloroquinoline (DCQX) have been reported in literature. In fact, DCQX is adequately for this type of reaction since it has two chlorine atoms as potential leaving group due the activation promoted by electron-deficient nature of the quinoxaline ring. The present work presents a combined experimental and theoretical study involving the reaction of DCQX and cysteine methyl ester (CysMe). The choice for CysMe arrives from its interesting nucleophilic nature and due the reaction products being potentially applied in many areas. On the other hand, a computational study of the mechanisms of this reaction is especially interesting due the small number of reports concerned on SNAr involving heterocycles substrates. The reaction of DCQX and CysMe in DMF, in the presence of potassium carbonate, afforded a major product (yielding 57%) in which spectroscopic characterization (NMR and IR) suggest to be 3,4-dihydro-2H-1-thia-4,9,10-triaza-anthracene carboxylic acid methyl ester (CysQX5). A secondary product is also formed in the reaction, and this has not been properly isolated and characterized.  Theoretical calculations (M06-2X/6-311+g(3df,2p) and B3LYP 6-31+g(d,p)) were performed in attempt to screen all possibilities associated to the reactivity of CysMe toward DCQX. To the moment, this work is based on the thermodynamics aspects. They were evaluated the Gibbs free energy variation between the reagents and all possible products, including those originated from monossubstituion by sulfur atom (CysQX1) or nitrogen atom (CysQX2), as well as dissubstitution by sulfur atoms (CysQX4), by nitrogen atoms (CysQX4), or simultaneously by sulfur and nitrogen (CysQX6), besides the cyclized product CysQX5. Both neutral and anionic nucleophiles were taken into account in the reactions originated from nucleophilic attack of sulfur atom. Computational results suggest that the more stable product is CysQX5 (Gibbs free energy variation of – 26.78 kcalmol-1), and it could be formed from two distinct intramolecular cyclization paths: i) from the monosubstituted product CysQX1; ii) from disubstituted product CysQX3. At the time, transition states of all processes involving in the reactions of DCQX and CYsMe are being evaluate, including the possibility of Smile-type rearrangements.

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  • EDSON DE OLIVEIRA LIMA FILHO
  • Síntese de Amino-N-heteroaromáticos via SNAr

  • Orientador : LIVIA NUNES CAVALCANTI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • LIVIA NUNES CAVALCANTI
  • RENATA MENDONÇA ARAUJO
  • IVANI MALVESTITI
  • Data: 19/02/2018

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  • Derivados de N-heteroaromáticos contendo grupos aminas em suas estruturas são de grande interesse no desenvolvimento de novos fármacos, devido a relatadas atividades biológicas que estes compostos apresentam. O desenvolvimento de novos protocolos para a obtenção de amino-N-heteroaromáticos de forma branda e sem uso de catalisadores metálicos é bastante desejado na química orgânica sintética. Neste trabalho foi desenvolvido um método para obtenção de derivados quinoxalínicos, através de uma reação de SNAr, utilizando 2,3-dicloro-6,7-dinitroquinoxalina (DCDNQX) e anilinas substituídas. Após otimização, foram obtidos 13 exemplos de produtos inéditos em condições brandas e sem uso de catalisadores metálicos, com rendimentos variando de baixos a ótimos (traço-98%). Além do uso do derivado quinoxalínico DCDNQX, foi estudada a reação de funcionalização C-H  com a piridina e t-butilamina. O uso de iodo molecular (I2) como aditivo nesta transformação, possibilitou a formação de um produto dissubstituído. Uma análise preliminar dos resultados, indica que esta dissubstituição ocorre nas posições C3 e C5 ou C2 e C6 do anel piridínico, uma reatividade raramente vista em relatos da literatura, que pode levar à formação de compostos inéditos e com potencial atividade biológica.


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  • N-heteroaromatic derivatives containing amine groups in their structures are of great interest in the development of new drugs, due to the reported biological activities that these compounds present. The development of novel protocols for obtaining amino-N-heteroaromatic compounds in a mild manner and without the use of metal catalysts is much desired in synthetic organic chemistry. In this work a method was developed to obtain quinoxalinic derivatives through a SNAr reaction using 2,3-dichloro-6,7-dinitroquinoxaline (DCDNQX) and substituted anilines. After optimization, 13 examples of unpublished products were obtained under mild conditions and without the use of metallic catalysts, with yields varying from low to excellent (trace-98%). In addition to the use of the quinoxaline derivative DCDNQX, the C-H functionalization reaction with pyridine and t-butylamine was studied. The use of molecular iodine (I2) as an additive in this transformation allowed the formation of a dissubstituted product. A preliminary analysis of the results indicates that this dissubstitution occurs at the C3 and C5 or C2 and C6 positions of the pyridine ring, a reactivity rarely seen in reports in the literature, which may lead to the formation of novel compounds with potential biological activity.

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  • BRUNA LUIZA BATISTA DE LIMA
  • Copolímeros de Poliacrilamida Parcialmente Hidrolisada Enxertada com Poli(óxido de etileno-co-óxido de propileno) (HPAM-g-PEOPPO): Síntese, Caracterização e Estudo de Propriedades.

  • Orientador : ROSANGELA DE CARVALHO BALABAN
  • MEMBROS DA BANCA :
  • FABRICIO GAVA MENEZES
  • JOSÉ MANOEL MARCONCINI
  • ROSANGELA DE CARVALHO BALABAN
  • Data: 19/07/2018

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  • O objetivo desse trabalho foi sintetizar e caracterizar copolímeros termoassociativos de HPAM-g-PEOPPO, a partir da enxertia do polímero poli(óxido de etileno-co-óxido de propileno) – PEOPPO (OE/OP = 19/03) no esqueleto polimérico de uma poliacrilamida parcialmente hidrolisada (HPAM). Os copolímeros foram preparados em água, através de uma reação de acoplamento entre a HPAM e PEOPPO, usando os agentes de acoplamento 1-(3-(dimetilamino)propil)-3-etil-carbodiimida e da N-hidroxisuccinimida (EDC/NHS). A caracterização estrutural foi realizada através de espectroscopia na região do infravermelho (IV) e ressonância magnética nuclear de próton (RMN ¹H). A estabilidade térmica no estado sólido foi avaliada por análise termogravimétrica (TGA). O comportamento dos copolímeros em meio aquoso foi estudado em diferentes salinidades, através de espectroscopia na região do ultravioleta-visível (UV-Vis) e medidas reológicas. Os picos dos grupos funcionais característicos dos materiais foram observados nos espectros na região do IV. Através do espectro de RMN ¹H, foi possível confirmar que os copolímeros foram sintetizados com sucesso, assim como calcular o grau de enxertia. As curvas de TGA mostraram que os copolímeros apresentam maior estabilidade térmica que a HPAM. A técnica de UV-Vis mostrou que a HPAM não exibiu mudança na transmitância com a variação da temperatura em nenhum dos meios aquosos avaliados, enquanto que os copolímeros turvaram na presença de sal. As medidas reológicas mostraram que os copolímeros possuem comportamento termoviscosificante em meio salino e uma viscosidade aparente maior que a HPAM acima de 70 °C. Todos os resultados sugerem que os copolímeros HPAM-g-PEOPPO são interessantes candidatos para recuperação aumentada de petróleo.


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  • The objective of this work was to prepare and characterize thermoassociative copolymers of HPAM-g-PEOPPO, by grafting the poly(ethylene oxide-co-propylene oxide) – PEOPPO (EO/PO = 19/03) onto the backbone of a partially hydrolyzed polyacrylamide (HPAM) For this purpose, the copolymers were prepared in water by a coupling reaction between HPAM and PEOPPO, using EDC/NHS as condensing agents. Structural characterization was carried out through infrared (IR) and 1H NMR spectroscopy. Thermal stability on solid state was evaluated by thermogravimetric analysis (TGA). The evaluation of the properties in aqueous media of different salinities was made through ultraviolet-visible (UV-Vis)and rheological measurements. The characteristic functional groups peaks for all polymers were observed through infrared spectra. By 1H NMR spectra was possible to confirm that the copolymers were successfully synthesized and to determine the degree of grafting. TGA data demonstrated that copolymers were thermally more stable HPAM. UV-Vis showed that HPAM did not exhibited change in transmittance with temperature for none of the aqueous media studied but their grafted derivatives turned turbid in the presence of salt. Rheological measurements showed that copolymers exhibited thermothickening behavior in saline media and higher apparent viscosity than HPAM above 70 °C. All results suggest HPAM-g-PEOPPO as an interesting candidate for enhanced oil recovery.

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  • ISABELLE MARIANE DE LIMA FERREIRA
  • PIRÓLISE CATALÍTICA DA BIOMASSA DE MICROALGA PARA OBTENÇÃO DE COMBUSTÍVEIS RENOVÁVEIS UTILIZANDO MATERIAIS MESOPOROSOS COM NÍQUEL E MOLIBDÊNIO

  • Orientador : AMANDA DUARTE GONDIM
  • MEMBROS DA BANCA :
  • AMANDA DUARTE GONDIM
  • SIBELE BERENICE CASTELLA PERGHER
  • LUZIA PATRICIA FERNANDES DE CARVALHO GALVAO
  • VINÍCIUS PATRÍCIO DA SILVA CALDEIRA
  • Data: 24/07/2018

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  • O uso de microalgas vem se destacando no contexto de inovação sustentável a fim de utilizá-las para a produção de biocombustíveis, devido a sua grande capacidade de produção de biomassa e seu cultivo desenvolvido em condições adversas, como em águas residuais. Diante disso, foi estudada a síntese e caracterização do material mesoporoso AlSBA-15, com a incorporação dos metais níquel e molibdênio, com o objetivo de otimizar o processo de obtenção dos produtos da pirólise da biomassa de microalga para a geração de combustíveis renováveis. O catalisador foi sintetizado e caracterizados por DRX, FTIR, análise térmica TGA/DTGA e MEV com EDS. A biomassa da microalga foi caracterizada por análise elementar (CHN) e TGA. Os catalisadores apresentaram reflexões no difratogramas de raios-X, características da estrutura hexagonal P6mm altamente ordenada da SBA-15, demonstrando que a incorporação dos metais não modificou a estrutura da peneira molecular. O espectro do catalisador apresentou bandas nas regiões de 1050 e 800 cm-1, referentes ao alongamento simétrico e assimétrico das ligações O-Si-O e, em 950 e 460 cm-1,atribuídas ao alongamento das ligações Si-OH e às deformações Si-O-Si, comuns em materiais silicatos. E, o mapeamento via EDS evidenciou a presença dos metais níquel e molibdênio na estrutura da AlSBA-15. A análise termogravimétrica de infravermelho por transformada de Fourier (TG-FTIR), foi realizada para mostrar uma previsão dos produtos gasosos obtidos pela faixa de temperatura. Assim, verificou-se que a partir de 300°C apareceram bandas com picos de vibração centrados entre 2400 e 2250 cm-1 atribuída às vibrações de estiramento do grupo funcional C=O, referente a moléculas de CO2. Onde, os melhores resultados, com bandas bastante elevadas, foram obtidos quando a amostra da biomassa de microalga estava na presença dos catalisadores com os metais níquel e molibdênio, um indicativo de desoxigenação por descarboxilação, que reflete um aprimoramento do combustível produzido.


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  • The use of microalgae has been prominent in the context of sustainable innovation in order to use them for the production of biofuels, due to its great biomass production capacity and its cultivation developed in adverse conditions, such as in wastewater. Therefore, the synthesis and characterization of the mesoporous material AlSBA-15, with the incorporation of nickel and molybdenum metals, was studied in order to optimize the pyrolysis products of the microalgae biomass for the generation of renewable fuels. The catalysts were synthesized and characterized by XRD, FTIR, TGA / DTGA thermal analysis and SEM with EDS. The microalgae biomass was characterized by elemental analysis (CHN) and TGA. The catalysts presented reflections on X-ray diffractograms, characteristic of the highly ordered P6mm hexagonal structure of the SBA-15, demonstrating that the incorporation of the metals did not modify the structure of the molecular sieve. The spectrum of the catalyst showed bands in the regions of 1050 and 800 cm -1, related to the symmetrical and asymmetric elongation of the O-Si-O bonds and, at 950 and 460 cm -1, attributed to the Si-OH bond elongation and the deformations Si-O-Si, common in silicate materials. And, the mapping via EDS evidenced the presence of nickel and molybdenum metals in the structure of AlSBA-15. The thermogravimetric analysis of Fourier transform infrared (TG-FTIR) was performed to show a prediction of the gaseous products obtained by the temperature range. Thus, it was found that from 300 ° C appeared bands with vibration peaks centered between 2400 and 2250 cm -1 attributed to the stretching vibrations of the functional group C = O, referring to CO2 molecules. Where the best results with very high bands were obtained when the microalgae biomass sample was in the presence of the catalysts with nickel and molybdenum metals, an indicative of deoxygenation by decarboxylation, which reflects an improvement of the fuel produced.

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  • ANDRÉ HERCULANO DE OLIVEIRA
  • SÍNTESE DE NOVOS AZA-HETEROCICLOS CONTENDO CONJUGAÇÃO PI-ESTENDIDA PARA APLICAÇÃO COMO MATERIAIS MOLECULARES

  • Orientador : FABRICIO GAVA MENEZES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • FABRICIO GAVA MENEZES
  • LIVIA NUNES CAVALCANTI
  • WELMAN CURI ELIAS
  • Data: 25/07/2018

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  • Nos últimos anos materiais moleculares avançados como OLEDs e Cristais Líquidos derivados de compostos heterocicliclos tem impulsionado o ramo da Orgâno-Eletrônica pelas suas aplicações como semicondutores orgânicos. Dentro deste contexto este trabalho tem como objetivo sintetizar, caracterizar e avaliar o potencial de novos materiais orgânicos para aplicações como semicondutores, derivados dos núcleos aza-heterociclicos benzimidazol, quinoxalina e fenazina, funcionalizados com cadeias laterais alquílicas. Os núcleos benzimidazol, quinoxalina e fenazina que atuaram como blocos de construção foram: 4-(1H-benzo[d]imidazol-2-il)-fenol,1,4-dihidroquinoxalina-2,3-diona, fenazina-2,3-diol. As inserções das cadeias laterais nestes núcleos ocorreram via reações de alquilação (N, N,N, N,O e O,O alquilações), utilizou-se como fonte das unidades alquílicas o brometo de dodecila. Como derivados funcionalizados alquilados foram obtidos: 1-Dodecilquinoxalina-2,3 (1H)diona,1-4-didodecilquinoxalina-2,3(1H,4H)-diona,2-(4-(dodeciloxi)fenil)-1H benzo[d]imidazol, 1-dodecil-2-(4-(dodeciloxi)-fenil) 1H-benzo[d]imidazol, e 2,3-bis(dodeciloxi)-fenazina. Todos os derivados foram devidamente caracterizados por IV-ATR, ressonância magnética nuclear de 1H e 13C. Conforme esperado, após adição das cadeias alquílicas os novos derivados apresentaram pontos de fusão mais baixos que os compostos de partida. No tocante à etapa sintética as metodologias empregadas, se mostraram satisfatórias e com bons rendimentos. Dois derivados de interesse foram investigados em termos de suas propriedades térmicas via microscopia óptica de luz polarizada e calorimetria diferencia de varredura, tendo o composto1-dodecil-2-(4-(dodeciloxi)-fenil) 1H-benzo[d]imidazol apresentado fase líquido cristalina do tipo esmética entre 85 oC e 172 oC.


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  • In recent years advanced molecular materials such as OLEDs and Liquid Crystals derived from heterocyclic compounds have propelled the branch of the Organic-Electronics for their applications as organic semiconductors. In this context, this work aims to synthesize, characterize and evaluate the potential of new organic materials for applications such as semiconductors, derived from the azaheterocyclic nuclei benzimidazole, quinoxaline and phenazine, functionalized with alkyl side chains. The benzimidazole, quinoxaline and phenazine nuclei acting as building blocks were: 4- (1H-benzo [d] imidazol-2-yl) -phenol, 1,4-dihydroquinoxaline-2,3-dione, phenazine-2,3 diol. The side chain insertions in these nuclei occurred via alkylation reactions (N, N, N, N, O and O, alkylations), the dodecyl bromide was used as the source of the alkyl units. As alkylated functionalized derivatives, 1-Dodecylquinoxaline-2,3 (1H) dione, 1-4-didodecylquinoxaline-2,3 (1H, 4H) -dione, 2- (4- (dodecyloxy) phenyl) -1H-benzo [ d] imidazole, 1-dodecyl-2- (4- (dodecyloxy) phenyl) 1H-benzo [d] imidazole, and 2,3-bis (dodecyloxy) -phenazine. All derivatives were suitably characterized by IV-ATR, 1 H and 13 C nuclear magnetic resonance. As expected, after addition of the alkyl chains the novel derivatives had lower melting points than the starting compounds. Regarding the synthetic step, the methodologies used were satisfactory and with good yields. Two of the synthesized compounds were selected for investigation of their thermal behavior by polarized optical microscopy and differential scanning calorimetry. Compound 2-(4- (dodecyloxy) phenyl)-1H-benzo[d]imidazole was found to present smectic-type liquid crystalline between 85 oC and 172 oC.

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  • GABRIELLA SOUSA DE MELO QUEIROZ
  • PRODUÇÃO DE HIDROCARBONETOS RENOVÁVEIS A PARTIR DA DESOXIGENAÇÃO CATALÍTICA DO ÓLEO DE MACAÚBA (Acrocomia aculeata) UTILIZANDO OS MATERIAIS MESOPOROSOS AlSBA-15  E Mo/AlSBA-15

  • Orientador : AMANDA DUARTE GONDIM
  • MEMBROS DA BANCA :
  • AMANDA DUARTE GONDIM
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • EDJANE FABIULA BURITI DA SILVA
  • Data: 26/07/2018

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  • A procura por recursos energéticos renováveis tem levado a um aumento nas pesquisas por biocombustíveis obtidos a partir de óleos vegetais. Nesse contexto, óleos vegetais que não são utilizados para fins alimentícios, como é o caso do óleo de macaúba, tem se mostrado promissores. Para a obtenção de hidrocarbonetos renováveis a partir da macaúba, podem ser utilizados processos como a pirólise ou o craqueamento, que por sua vez, produz compostos oxigenados, levando à busca por catalisadores que permitam a conversão desses compostos em hidrocarbonetos. Assim, no presente trabalho, foi realizada a síntese do catalisador AlSBA-15 e a posterior impregnação com molibdênio visando a obtenção de hidrocarbonetos renováveis a partir da desoxigenação catalítica do óleo de macaúba. A caracterização dos catalisadores foi realizada por Análise Termogravimétrica (TGA), Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) acoplada a análise de Energia Dispersiva por Raios X (EDX) e Espectroscopia na Região do Infravermelho por Transformada em Fourier (FTIR). Os catalisadores apresentaram reflexões no difratograma de raios-X características da estrutura hexagonal P6mm altamente ordenada do material mesoporoso SBA-15 demonstrando que a incorporação com metal não danificou a estrutura da peneira molecular. O espectro de infravermelho mostrou bandas características de materiais do tipo SBA-15, como bandas em 1088 cm-1, 804 cm − 1 e 467 cm – 1 referentes aos estiramentos vibracionais assimétrico, simétrico e a deformação da ligação Si-O-Si presente na estrutura do SBA-15, respectivamente. Adicionalmente, verificou-se a presença de uma banda a 964 cm-1 associada ao estiramento da ligação Si-OH dos grupos silanóis que compõem a estrutura do material mesoporoso.  Foi realizada a análise de TGA-FTIR do óleo de macaúba puro e esterificado com e sem a presença dos catalisadores que traz os produtos obtidos na pirólise através da caracterização por Espectroscopia na Região do Infravermelho por Transformada em Fourier e pela degradação térmica do óleo de macaúba, permitindo uma melhor compreensão dos resultados de pirólise. Os resultados obtidos através de TGA-FTIR das amostras com os catalisadores mostraram bandas na faixa de 2400-2250 referente a ligação C=O do grupo CO2 que permitiram concluir que os catalisadores AlSBA-15, e especialmente o Mo/AlSBA-15, resultaram na desoxigenação do óleo de macaúba com a consequente produção de hidrocarbonetos. 


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  • The demand for renewable energy resources has led to an increase in research for biofuels obtained from vegetable oils. In this context, vegetable oils that are not used for foodstuffs, such as macaúba oil, have shown promising. For the obtaining renewable hydrocarbons from macaúba, processes such as pyrolysis or cracking can be used, which in turn produces oxygenated compounds, leading to the search for catalysts that allow the conversion of these compounds into hydrocarbons. Thus, in the present work, the synthesis of AlSBA-15 catalyst and the subsequent impregnation with molybdenum were carried out in order to obtain renewable hydrocarbons from the catalytic deoxygenation of macaúba oil. The characterization of the catalysts was performed by X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) coupled with X-ray Dispersive Energy (EDX) analysis and Spectroscopy in the Infrared Region Fourier (FTIR). The catalysts showed reflections on the X-ray diffraction characteristic of the highly ordered hexagonal P6mm structure of the mesoporous material SBA-15 demonstrating that the incorporation with metal did not damage the structure of the molecular sieve. The infrared spectrum showed bands characteristic of SBA-15 type materials, such as 1088 cm-1, 804 cm-1 and 467 cm-1 bands referring to the asymmetric, symmetrical vibrational stretching and the Si-O-Si bond present in the structure of the SBA-15, respectively. Additionally, the presence of a 964 cm-1 band associated with the stretching of the Si-OH bond of the silanols groups composing the structure of the mesoporous material was verified. The TGA-FTIR analysis of pure and esterified macauba oil was performed with and without the presence of the catalysts that brings the products obtained in the pyrolysis through the characterization by Spectroscopy in the Infrared Region by Fourier Transform and by the thermal degradation of macaúba oil , allowing a better understanding of pyrolysis results. The results obtained by TGA-FTIR of the samples with the catalysts showed bands in the range of 2400-2250 cm-1  referring to the C = O bond of the CO2 group, which led to the conclusion that AlSBA-15, and especially Mo / AlSBA-15 catalysts, resulted in the deoxygenation of macaúba oil with the consequent production of hydrocarbons.

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  • TAIZA NAYARA DA SILVA CARIDADE
  • ESTUDO FITOQUÍMICO E BIOLÓGICO DE QUATRO DIFERENTES ESPÉCIES DO GÊNERO Waltheria

  • Orientador : RENATA MENDONÇA ARAUJO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • RENATA MENDONÇA ARAUJO
  • LIVIA NUNES CAVALCANTI
  • ROSA VIRGÍNIA SOARES MAMEDE
  • Data: 27/07/2018

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  • O gênero Waltheria pertence à família Malvaceae, que é composta por 243 gêneros e 4225 espécies distribuidas em diferentes regiões do mundo, principalmente em regiões tropicais da América do Sul. Seu uso popular é vasto, e suas espécies são  utilizadas no tratamento de úlceras, hemorroidas, asma, diarreia, além de apresentar alta atividade antioxidante, anticâncer, antiinflamatória e anticonvulsiva. Espécies deste gênero são ricas em flavonoides, terpenos, alcaloides, ciclopeptídeos, dentre outros metabólitos secundários.  O estudo fitoquímico das partes aéreas e caule de diferentes espécies de Waltheria conduziu ao isolamento de um triterpeno pentaciclíco do tipo lupano, o ácido 3-oxolup-20(29)-en-28-óico (ácido betulônico), quatro flavonoides:  5-hidroxi-3,3’,4’,7-tetrametoxiflavona (retusina), 5-hidroxi-3,7,4’-trimetoxiflavona, canferol-3-O-β-glicopiranosídeo,glicopiranosídeo e canferol-3-O-β-(6''-cumaroil)-glicopiranosídeo (tilirosídeo), ambos inéditos para as espécies estudada. Além do dipeptídeo N-benzoil-L-fenilalaninato de N-benzoil-2- amino-3-fenilpropila conhecido como auranamida, inédito para o gênero estudado. O estudo de dereplicação dosestratos estudados mostrou que os flavonoides são metabólitos majoritários nas espécies coletadas no nordeste, divergindo do estudo realizado no sul do país, podendo ser relacionado com a influência dos fatores abióticos. Um ensaio preliminar de toxidade dos extratos com Artemia salina revelou a baixa toxicidade das espécies estudadas com DL50 superiores a 1000 ug/mL, além de alta atividade antioxidante frente ao radical DPPH, com destaque para Waltheria douradinha, que apresentou atividade superior as demais espécies estudadas.


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  • The genus Waltheria belongs to the family Malvaceae, which is composed of 243 genera and 4225 species distributed in different regions of the world, mainly in tropical regions of South America. Its popular use is vast, and its species are used in the treatment of ulcers, hemorrhoids , asthma, diarrhea, in addition to presenting high antioxidant, anticancer, anti-inflammatory and anticonvulsive activity. Species of this genus are rich in flavonoids, terpenes, alkaloids, cyclopeptides, among other secondary metabolites. The phytochemical study of the aerial parts and stem of different Waltheria species led to the isolation of a pentacyclic triterpene of lupan type, 3-oxolup-20 (29) -en-28-oic acid (betulonic acid), four flavonoids: 5- hydroxy-3,3,4,4-trimethoxyflavone, canferol-3-O-β-glucopyranoside, glycopyranoside and canferol-3-O-β-hydroxy-3,3 ', 4' (6 '' - cumaroyl) -glycopyranoside (tyloside), both unpublished for the species studied. In addition to the N-benzoyl-2-amino-3-phenylpropyl N-benzoyl-L-phenylalaninate dipeptide known as auranamide, unheard of for the genus studied. The study of dereplication of the studied strata showed that flavonoids are major metabolites in the species collected in the northeast, diverging from the study carried out in the south of the country, which may be related to the influence of abiotic factors. A preliminary toxicity test of the extracts with Artemia salina revealed the low toxicity of the studied species with LD50 of greater than 1000 μg / mL, in addition to high antioxidant activity against the DPPH radical, especially Waltheria douradinha, which presented superior activity to the other species studied.

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  • ELVIS LOPES BRITO
  • COMPÓSITOS SUPERPARAMAGNÉTICOS À BASE DE MAGNETITA E COMPLEXO INTERPOLIELETROLÍTICO

  • Orientador : JOSE LUIS CARDOZO FONSECA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOSE LUIS CARDOZO FONSECA
  • ALCIDES DE OLIVEIRA WANDERLEY NETO
  • JOÃO MARIA SOARES
  • Data: 10/08/2018

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  • Nanopartículas magnéticas tem sido intensivamente estudadas devido à sua baixa toxicidade, propriedades superparamagnéticas em condições ambientes e baixo custo de produção. Tais características proporcionam uma potencial utilização em aplicações médicas e tecnológicas como liberação de fármaco, hipertermia, separação magnética e tratamento de efluentes. A funcionalização de nanopartículas com magnetita tem se mostrado extremamente promissora nas últimas décadas, uma vez que acarreta modificações dimensionais e químicas na superfície das partículas, tornando-as aptas a novas aplicações. A quitosana (CS) é amplamente utilizada para melhorar a biocompatibilidade de partículas magnéticas, a fim de produzir sistemas de partículas mais adequados para aplicação em biomedicina.  A CS possui grupos amino em sua estrutura macromolecular, os quais em condição ácida tornam-se protonados, resultando em grupos positivos que podem ser usados como revestimento de partículas, bem como na preparação de compósitos de rede polimérica. Neste trabalho, compósitos magnéticos (CMs) foram obtidos por precipitação química entre CS e poli (4-estirenossulfonato de sódio) NaPSS na presença de nanopartículas de magnetita, o qual foram preparados nas razões molares (SO3-/NH3+) de 1,43 e 0,7. Complexos interpolieletrolíticos (IPECs) foram preparados usando as mesmas razões, sendo estes obtidos em ausência de magnetita a fim de comparação. A composição e a microestrutura dos compósitos foram investigadas por análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de Transmissão (TEM) e potencial zeta (ζ). A caracterização magnética foi realizada através das medidas de magnetização Field cooled (FC) e zero Field Cooled (ZFC), além de histereses magnéticas em diferentes temperaturas. As caracterizações de composição e microestrutura evidenciaram que os compósitos magnéticos são constituídos de magnetita, Cs e PSS, tendo uma potencial zeta positivo ou negativo dependente da razão molar utilizada. Além disso, a matriz polimérica condiz com as características observadas para formação dos IPECs, o que indica a incorporação da magnetita nos IPECs. As medidas de magnetização confirmaram comportamento superparamagnético dos compósitos em temperatura de 25°C.


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  • Magnetite nanoparticles are one of the most studied magnetic materials due their extremely low toxicity, superparagnetic behavior at room temperature and low costs, with potential for wide use in medical application as drug release, hyperthermia and magnetic separation. The functionalization of magnetite nanoparticles has been extremely promising in recent decades, since it causes dimensional and chemical modifications on the surface of the particles, taking them to new applications. Chitosan (CS) are widely used to improve biocompatibility of magnetic particles, in order to yield particle systems more adequate for application in biomedicine. CS has amino groups in its macromolecular structure, which in acid condition become protonated, resulting in positive  groups so that it can be used as coating for particles as well as in the preparation of polymer network composites. In this work, magnetic composites (CMs) were obtained by chemical precipitation between CS and poly (sodium 4-styrenessulfonate) NaPSS in presence of magnetite nanoparticles, which was studied for (SO3-/NH3+) molar ratios of 1.43 and 0.7. in order to compare, Interpolyeletrolyte complexes (IPECs) were prepared with the same proportion and without the presence of magnetite nanoparticles. Composite composition and magnetite microstructure were investigated by termogravimetric analysis (TGA), Fourier transformed Infrared spectroscopy (FTIR), X-ray powder Diffraction (DRX), Transmission electron microscopy (TEM) and zeta potential (). Magnetic characterization was performance by Field cooled (FC) and zero Field Cooled (ZFC) magnetization experiments, as well as magnetic hysteresis measured in different temperature. TGA and FTIR confirmed the presence of CS, PSS and magnetite in all composites, furthermore, the thermal event verified in TGA results for CMs agree with IPECs structure. DRX and TEM showed that magnetite had no change their structural features during the preparation of composites, being approximately 12 nm for all samples. Composite surface charge was altered according to (SO3-/NH3+) molar ratio, being positive for the composite with ratio 1.43 and negative for ratio 0.7 (). The magnetic characterization shows that both CMs are superparamagnetic in room temperature (25°C).

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  • EMERSON CARNEIRO DA SILVA
  • RECUPERAÇÃO DE METAIS EM PLACAS DE CIRCUITO IMPRESSO

  • Orientador : ADEMIR OLIVEIRA DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ADEMIR OLIVEIRA DA SILVA
  • SIBELE BERENICE CASTELLA PERGHER
  • JARLEY FAGNER SILVA DO NASCIMENTO
  • Data: 10/08/2018

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  • O crescimento e atualizações tecnológicas, que ocorrem desenfreadamente a cada dia, levam ao aumento na produção e consumo de novos aparelhos eletro/eletrônicos, como consequência, o crescimento do lixo produzido pelo descarte desses equipamentos (e-lixo). O descarte não adequado desse lixo pode causar grandes riscos ao meio ambiente por possuir elementos químicos tóxicos. O desenvolvimento de técnicas com o objetivo de recuperar os metais presentes nos resíduos eletrônicos é de extrema importância, visando o poder econômico gerado e também a diminuição nos impactos ambientais. A maior concentração dos metais presentes nos equipamentos eletrônicos se encontram nas placas de circuito impresso, com isso, a realização desse trabalho tem como objetivo a separação, identificação e recuperação dos metais presentes em placas de circuito impressos de computadores obsoletos, onde a partir de lixiviações alcalina (NaOH 2 mol/L) e ácidas (HCl 12 mol/L e HNO3 14 mol/L) os metais foram oxidados, separados em três soluções diferentes (hidróxidos, cloretos e nitratos metálicos) e caracterizados pela espectrometria de emissão acoplada por plasma indutivo (ICP-AES). A partir das três soluções, foram aplicados diferentes métodos para recuperar os metais: desidratação da solução de hidróxidos metálicos (óxido de alumínio); eletro-obtenção da solução de cloretos metálicos (cobre, estanho e chumbo); e reação da solução de nitratos metálicos com NH4OH (nitrato de tetramincobre (II)). Os materiais sólidos obtidos foram analisados pela florescência de raios­-X, sendo observado rendimentos de até 94,74% de cobre, 70,21% de estanho e 37,55% de chumbo recuperados.


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  • The growth and technological upgrades, which occur uncontrollably each day, lead to an increase in the production and consumption of new electro/electronic devices, as a consequence, the growth of waste produced by the disposal of such equipment (e-waste). Disposal of this waste may pose a great risk to the environment because it contains toxic chemicals. The development of techniques with the objective of recovering the metals present in the electronic waste is of extreme importance, aiming at the economic power generated and also the reduction in environmental impacts. The highest concentration of the metals present in the electronic equipment are found in the printed circuit board, with this, the accomplishment of this work has as objective the separation, identification and recovery of the metals present in printed circuit boards of obsolete computers, where starting from alkaline leaching (NaOH 2 mol/L) and acid (HCl 12 mol/L and HNO3 14 mol/L) the metals were oxidized, separated into three different solutions (hydroxides, chlorides and metal nitrates) and characterized by inductive plasma coupled emission spectrometry (ICP-AES). From the three solutions, different methods were applied to recover the metals: dehydration of the solution of metal hydroxides (aluminum oxide): electrowinning solution of metallic chlorides (copper, tin and lead); and the reaction of the solution of metallic nitrates with NH4OH (nitrate of tetramincupre (II)). The solid materials obtained are analyzed by X-ray fluorescence, with yields of up to 94.74% copper, 70.21% tin and 37.55% recovered lead.

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  • LETÍCIA GRACYELLE ALEXANDRE COSTA
  • DESENVOLVIMENTO E VALIDAÇÃO DE METODOLOGIA PARA DETERMINAR FÁRMACOS ANTITUBERCULOSE EM EFLUENTE HOSPITALAR

  • Orientador : DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • TEREZA NEUMA DE CASTRO DANTAS
  • ELISAMA VIEIRA DOS SANTOS
  • RICARDO HENRIQUE DE LIMA LEITE
  • Data: 28/08/2018

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  • Os fármacos constituem o grupo de contaminantes emergentes que vem recebendo a atenção nos últimos anos, sendo os efluentes hospitalares a fonte predominante de introdução desses no ambiente. A principal preocupação relacionada à presença desses compostos no meio ambiente é devido ao desenvolvimento de resistência bacteriana. Os antibióticos se destacam por causa do seu uso intensivo, podendo-se enfatizar os que combatem à Tuberculose considerada um dos maiores problemas de saúde mundial. Diante dessa conjuntura, foi proposto desenvolver e validar uma metodologia de cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas em tandem com ionização por eletrospray, para a análise de fármacos anti-tuberculose via injeção direta em amostras de efluente hospitalar. O método desenvolvido cumpriu com todos os parâmetros de validação exigidos.  A Robustez do método foi avaliada através do teste de Youden, que permitiu determinar que a melhor condição cromatográfica foi a que utiliza a vazão da fase móvel de 0,150 mL min-1, temperatura da coluna de 25°C, sem acidificação da amostra e utilizando a coluna  Acclain Polar Advanced (C16). O método apresentou boa linearidade na faixa de trabalho de 0,1 a 100 µg L-1 com valores de R2 superiores 0,9632 para os quatro fármacos. O método demonstrou-se sensível, preciso, robusto e com recuperações em conformidade com o estabelecido pelo INMETRO, superiores a 80%. Os LDs e os LQs foram respectivamente de 0,028 e 0,057 µg L-1 para a Pirazinamida, de 0,094 e 0,176 µg L-1 para a Isoniazida, de 0,416 e 0,833 µg L-1 para a Rifampicina e de 0,263 e 0,519 µg L-1 para o Etambutol. Em relação as amostras de Efluente Hospitalar, não foi detectado Etambutol em nenhuma das amostras, enquanto a Isoniazida foi determinada em todas as amostras, nas concentrações entre 3,25 e 23,09 µg L-1. Portanto, pode-se concluir que o método desenvolvido pode ser aplicado para a determinação desses compostos farmacêuticos com alta precisão e sensibilidade.


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  • Drugs are the group of emerging contaminants that have been receiving attention in recent years, with hospital effluents being the predominant source of introduction into the environment. The main concern related to the presence of these compounds in the environment is due to the development of bacterial resistance. The antibiotics stand out because of their intensive use, and it can be emphasized those that fight Tuberculosis considered one of the biggest problems of health worldwide. In view of this conjuncture, it was proposed to develop and validate a liquid chromatography metodology coupled to tandem mass spectrometry with electrospray ionization for the analysis of anti-tuberculosis drugs via direct injection in hospital effluent samples. The developed method complied with all required validation parameters. The method robustness was evaluated through the Youden test, which allowed to determine that the best chromatographic condition was the one using mobile phase flow of 0.150 mL min-1, column temperature of 25°C, without sample acidification and using Acclain Polar Advanced (C16). The method presented good linearity in the working range of 0.1 to 100 μg L-1 with R2 values higher than 0.9632 for the four drugs. The method was shown to be sensitive, accurate, robust and with recoveries in accordance with INMETRO, above 80%. LDs and LQs were respectively 0.028 and 0.057 μg L-1 for Pyrazinamide, 0.094 and 0.176 μg L-1 for Isoniazid, 0.416 and 0.833 μg L-1 for Rifampicin and 0.263 and 0.519 μg L-1 for Ethambutol. Regarding Hospital Effluent samples, no Ethambutol was detected in any samples, while Isoniazid was determined in all samples at concentrations between 3.25 and 23.09 μg L-1. Therefore, it can be concluded that the developed method can be applied for determination of these pharmaceutical compounds with high precision and sensitivity.

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  • VALDIVINO FRANCISCO DOS SANTOS BORGES
  • REMOÇÃO DE ÍONS METÁLICOS DE EFLUENTES UTILIZANDO BENTONITAS E DIATOMITA TRATADAS COM MICROEMULSÕES

  • Orientador : ALCIDES DE OLIVEIRA WANDERLEY NETO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALCIDES DE OLIVEIRA WANDERLEY NETO
  • SIBELE BERENICE CASTELLA PERGHER
  • MONICA RODRIGUES DE OLIVEIRA
  • Data: 03/09/2018

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  • Os metais pesados têm contribuído de forma significativa para a poluição da água, interferindo temporária ou permanentemente na manutenção da biota aquática. O desenvolvimento industrial contribui para a poluição aquática, contaminando com metais pesados os rios, lagos e mares. O uso de adsorventes naturais e tratados quimicamente têm sido uma alternativa na captura de íons metálicos presentes em meios aquáticos através do processo de adsorção. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar a capacidade de adsorção dos íons ferro, chumbo e cromo presentes em soluções sintéticas a partir do uso da bentonita comercial, bentonita sódica e diatomita em suas formas naturais e tratadas com solução micelar e microemulsão. O tensoativo estudado foi o Ultrol L-90, que junto ao n-butanol, querosene e água destilada se obteve uma formulação constituída de micela direta. Após o tratamento dos adsorventes naturais com solução micelar e microemulsão foram feitas as caracterizações através das técnicas de Fluorescência de raios X (FRX), Difração de raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Área específica por adsorção de N2 (BET), Análise Térmica Diferencial e Termogravimétrica (ATD/ATG) e Espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). O estudo de adsorção dos metais mostrou que o tratamento com a solução micelar não modifica o poder de captura, sendo a eficiência praticamente igual aos adsorventes naturais. Enquanto o tratamento com a microemulsão aumenta significativamente o percentual de eficiência de adsorção, atingindo 99% para os íons ferro e chumbo, e 83% para o íon cromo, quando  se tem a diatomita.


  • Mostrar Abstract
  • Heavy metals have been contributing significantly to water pollution, interfering temporarily or permanently in the maintenance of aquatic biota. Industrial development contributes to water pollution by contaminating rivers, lakes and seas with heavy metals. The use of natural and chemically treated adsorbents has been an alternative in the capture of metallic ions present in aquatic environments through the adsorption process. The objective of this work was to evaluate the adsorption capacity of iron, lead and chromium ions present in synthetic solutions using commercial bentonite, sodium bentonite and diatomite in their natural forms and treated with micellar solution and microemulsion. The surfactant studied was Ultrol L-90, which together with n-butanol, kerosene and distilled water obtained a formulation consisting of direct micelle. After the treatment of the natural adsorbents with micellar solution and microemulsion, the characterizations were made by the techniques of X-ray Fluorescence (XRF), X-ray diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), N2 adsorption specific área (BET), Differential and Thermogravimetric Thermal Analysis (DTA/TGA) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). The adsorption study of the metals showed that the treatment with the micellar solution does not modify the capture capability, being the efficiency almost equal to the natural adsorbents. While the treatment with the microemulsion significantly increases the percentage of adsorption efficiency, reaching 99% for iron and lead ions, and 83% for the chromium ion when the diatomite is present.

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  • DANIEL SEGUNDO XAVIER DA FONSECA
  • ESTUDO QUÍMICO DAS FRAÇÕES LIPÍDICAS E FRAÇÕES ACETATO DAS ESPONJAS MARINHAS Agelas dispar, Chondrilla nucula, Aplisyna fulva, Desmapsamma anchoratae Topsentia ophiraphidites e Cinachyrella apion E ENSAIO DE ATIVIDADE ANTIFÚNGICA DAS FRAÇÕES LIPÍDICAS

  • Orientador : RENATA MENDONÇA ARAUJO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • RENATA MENDONÇA ARAUJO
  • LIVIA NUNES CAVALCANTI
  • LEANDRO DE SANTIS FERREIRA
  • LILIAN GRACE DA SILVA SOLON
  • Data: 06/09/2018

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  • Os ácidos graxos (AGs) são metabólitos de ocorrência natural encontrados em todas as partes de seres vivos, e as esponjas marinhas, possui grande quantidade de AGs. O interesse nestes compostos surgiu na década de 1970, e tem aumentado, já que as esponjas apresentam AGs com uma química muito rica, e é fonte de uma variedade diversificada de estruturas químicas. O estudo dos lipídios esponjosos é tão importante como outros metabólitos secundários. As estruturas foram confirmadas por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas CG-EM através de seus ésteres metílicos, utilizando 2 séries de padrões de AGs e 4 bibliotecas além do perfil de fragmentação. A identificação foi realizada através da similaridade e análise dos espectros de massas. Esses resultados ressaltam a alta capacidade de síntese de AGs por esses organismos, sendo superior a outros organismos vivos. Dessa forma, o perfil lipídico de seis esponjas das espécies Agelas dispar Chondrilla nucula, Topsentia ophiraphidites, Cinachyrela apion e Aplisyna fulva do litoral do Nordeste do Brasil. As espécies Aplysina fulva, Topsentia ophiraphidites e Cinachyrella apion foram investigadas pela primeira vez, e as espécies Agelas diapar, Chondrilla nucula e Desmapsamma anchorata foram reexaminadas para a sua composição de ácidos graxos. Os dados revelaram mais de 100 ácidos graxos, alguns inéditos para as espécies de esponjas abordadas neste estudo, como ácidos Hidróxilados, em Chondrilla nucula e Aplysina fulva. O ácido 4,8,12-Trimetiltridecanóico e 3,7,11,15-tetrametil-hexadecanóico (fitânico) de cadeia polirramificada conhecidos como ácidos isoprenoides foram identificados. Entre os insaturados identificados incluem os ácidos com padrão de substituição Δ5, 9, contribuem significativamente para a quantidade de ácidos graxos poliinsaturados de esponjas, sendo o (5Z, 9Z)-ácido 23-metil-5,9-tetracosadienóico o único a apresentar ramificação com esse padrão de substituição. O presente trabalho também avaliou a atividade antifúngica das frações lipídicas por meio do teste de microdiluição em caldo, obtendo resultados satisfatórios para a fração lipídica da espécie Aplysina fulva.


  • Mostrar Abstract
  • Fatty acids (AGs) are naturally occurring metabolites found in all parts of living things, and marine sponges have large amounts of GAs. Interest in these compounds arose in the 1970s, and has increased, since sponges have very rich chemical AGs, and are the source of a diverse variety of chemical structures. The study of spongy lipids is as important as other secondary metabolites. The structures were confirmed by gas chromatography coupled to GC-MS mass spectrometry through their methyl esters, using 2 series of GA standards and 4 libraries in addition to the fragmentation profile. Identification was performed through similarity and analysis of mass spectra. These results highlight the high capacity of AG synthesis by these organisms, being superior to other living organisms. Thus, the lipid profile of six sponges of the species Agelas dispar Chondrilla nucula, Topsentia ophiraphidites, Cinachyrela apion and Aplisyna fulva of the northeast coast of Brazil. The species Aplysina fulva, Topsentia ophiraphidites and Cinachyrella apion were investigated for the first time, and the species Agelas diapar, Chondrilla nucula and Desmapsamma anchorata were reexamined for their composition of fatty acids. The data revealed more than 100 fatty acids, some unheard of for the sponge species studied in this study, such as Hydroxylated acids, in Chondrilla nucula and Aplysina fulva. 4,8,12-Trimethyltridecanoic acid and 3,7,11,15-tetramethylhexadecanoic acid (phytanic) polymers known as isoprenoid acids have been identified. Among the unsaturates identified include acids with a substitution pattern Δ5.9, contribute significantly to the amount of polyunsaturated fatty acids of sponges, (5Z, 9Z) -23-methyl-5,9-tetracosadienoic acid being the only one to have branching with this replacement pattern. The present work also evaluated the antifungal activity of the lipid fractions by means of the microdilution test in broth, obtaining satisfactory results for the lipid fraction of the species Aplysina fulva.

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  • THIAGO YURI BARRETO DE OLIVEIRA
  • OXIDAÇÃO DO GLICEROL COM ÍONS PRATA EM BAIXAS TEMPERATURAS

  • Orientador : LUIZ HENRIQUE DA SILVA GASPAROTTO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • LUIZ HENRIQUE DA SILVA GASPAROTTO
  • FABRICIO GAVA MENEZES
  • ADONAY RODRIGUES LOIOLA
  • Data: 10/09/2018

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  • O glicerol é um composto de alta funcionalidade que apresenta três grupos hidroxilas em sua estrutura, e é por isso que em seu processo de oxidação muitos produtos de alto valor agregado podem ser formados. O principal objetivo deste trabalho foi realizar a oxidação catalítica do glicerol em baixas temperaturas via catálise homogênea. O processo realizado em solução aquosa e básica teve como agente oxidante e catalisadores os íons prata. Estudou-se como a variação das concentrações iniciais dos reagentes, o pH e a temperatura influenciam na taxa de conversão do glicerol nos produtos formados e na seletividade a esses produtos. Esses resultados foram analisados por meio de Cromatografia Gasosa, a identificação dos produtos de oxidação catalítica do glicerol foi feita por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência, e por meio de Espectrometria de Emissão Óptica com Plasma, foi analisado o percentual de consumo dos íons prata a prata metálica. Para esta análise, os resultados apontam que uma boa parte das amostras obtiveram altos percentuais de consumo. Alguns resultados da Cromatografia Gasosa apontam para uma relação inversamente proporcional entre a taxa conversão do glicerol em seus produtos de oxidação e a seletividade a esses produtos. Foi possível observar que em três amostras, que tinham a concentração inicial de glicerol baixa, a taxa de conversão foi de 100%, constatando assim que o glicerol, em alta quantidade, inibe seu próprio processo de oxidação. A identificação dos produtos mostrou o ácido mesoxálico como produto majoritário deste estudo.


  • Mostrar Abstract
  • Glycerol is a highly functional compound that has three hydroxyl groups in its structure, which is why in its oxidation process many high value-added products can be formed. The main objective of this work was to perform the catalytic oxidation of glycerol at low temperatures through homogeneous catalysis. The process performed in aqueous and basic solution had as oxidizing agent and catalysts the silver ions. It was studied how the variation of the initial concentrations of the reactants, the pH and the temperature influence in the conversion rate of the glycerol in the products formed and in the selectivity to those products. These results were analyzed by means of Gas Chromatography, the identification of the products of catalytic oxidation of the glycerol was made by High Performance Liquid Chromatography, and by means of Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry, the consumption percentage of silver ions to metal silver was analyzed. For this analysis, the results indicate that a good part of the samples obtained high consumption percentage. Some results of Gas Chromatography point to an inversely proportional relation between the conversion rate of glycerol in its oxidation products and the selectivity to these products. It was observed that in three samples, which had the initial low glycerol concentration, the conversion rate was 100%, thus confirming that, in high quantity, glycerol inhibits its own oxidation process. The identification of the products showed mesoxalic acid as the major product of this study.

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  • ANDREY COSTA DE OLIVEIRA
  • INFLUÊNCIA DA CONCENTRAÇÃO ÁCIDA DE SISTEMAS MICROEMULSIONADOS E NANOEMULSIONADOS NA RECUPERAÇÃO AVANÇADA DE PETRÓLEO

  • Orientador : TEREZA NEUMA DE CASTRO DANTAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALCIDES DE OLIVEIRA WANDERLEY NETO
  • RICARDO PAULO FONSECA MELO
  • TEREZA NEUMA DE CASTRO DANTAS
  • VANESSA CRISTINA SANTANNA
  • Data: 26/10/2018

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  • Um dos principais motivos que leva ao desenvolvimento de tecnologias para recuperação de petróleo é a alta porcentagem de óleo que permanece no reservatório após as recuperações primária e secundária, e estas não serem mais capazes de recuperá-lo. Nesse trabalho, foram utilizados sistemas microemulsionados e nanoemulsionados ácidos em processos de recuperação avançada. Os sistemas apresentam em sua composição: tensoativo, cotensoativo, querosene e solução ácida com diferentes concentrações. O tensoativo utilizado é comercial e de caráter não iônico. O ácido, por reagir com a rocha carbonática, tende a desobstruir os possíveis poros que ainda se apresentem fechados por determinadas partículas ou até mesmo formar novos canais, aumentando a permeabilidade da rocha. Os sistemas usados divergem entre si na concentração ácida da fase aquosa que compreende valores de 1,5%, 5%, 10% e 15% de HCl. As concentrações que compõem os sistemas foram escolhidas através do diagrama pseudoternário, os sistemas contém 80% de fase aquosa, 2% de fase óleo, 12% de tensoativo e 6% de cotensoativo. Após escolhido um ponto no diagrama, os sistemas foram todos caracterizados por tensão superficial, viscosidade, capacidade corrosiva, c.m.c., diâmetro de partícula e cinética de reação do ácido com a rocha. Em seguida, foi estudada a eficiência de recuperação de cada sistema em um simulador de reservatório com temperatura e pressão controladas, onde apresentaram as seguintes porcentagens de óleo recuperado: 28%, 39%, 44% e 48% para os sistemas com 1,5%, 5%, 10% e 15% de HCl, respectivamente. Desse modo, concluiu-se que quanto maior a concentração do ácido, mais ele tende a aumentar a permeabilidade da rocha e aumentar a eficiência de recuperação. Por fim, foi obtida uma nanoemulsão a partir da microemulsão mais eficiente (sistema 4) que foi caracterizada da mesma forma que os demais sistemas, e aplicada na recuperação avançada, apresentando 84% de óleo recuperado. Conclui-se que as microemulsões e nanoemulsões ácidas são sistemas eficientes quando aplicadas na recuperação avançada com a vantagem de permear a rocha de forma mais homogênea e diminuir a corrosão dos equipamentos em valores próximos a 60%, constituindo-se uma alternativa para aplicação na área.


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  • One of the main reasons that leads to the development of technologies for the oil recovery is the high remaining oil percentage in the well after primary and secondary recovery, and these are no longer able to recover it. In this work, microemulsion systems and acid nanoemulsions will be used in advanced recovery processes. The systems present in its composition: surfactant, co-surfactant, kerosene and acid solution with different concentrations. The used surfactant is commercial and of not-ionic character. The acid, when reacting with the carbonated rock, tends to open the possible pores that still are closed for certain particles or until forming new canals, increasing the permeability of the rock. The used systems had differed only in the acid concentration in watery phase that contained 1.5% of HCl, 5%, 10% and 15%. The concentrations that compose the systems were chosen through the mounted ternary diagram, the systems contain 80% of aqueous phase, 2% of oil phase, 12% of surfactant and 6% of cosurfactant. After to have definitive this point, all the systems were characterized by its superficial tension, viscosity, corrosive capacity, c.m.c., diameter of the particle and speed of reaction between acid and rock. After the this, the efficiency of the recovery of each system in a simulator of the reservoir with controlled temperature and the pressure had been measured, them had presented the following recovered oil percentages: 28%, 39%, 44% and 48% for the systems with 1,5%, 5%, 10% and 15% of HCl, respectively. In this manner, was concluded that how much bigger the concentration of the acid one, plus it tends to increase the permeability of the rock and to increase the recovery efficiency. Finally, was made a nanoemulsion of the microemulsion system more efficient (system 4), it was characterized in the same way that too much systems, presenting 84% of recovered oil. It was concluded that acidic microemulsion and nanoemulsion are afficient systems when when applied in the advanced with the advantage of permeating the rock is a more homogeneous way and reducting the corrosion of the equipament in values up to 60%, constituting an alternative for application in the area.

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  • ALEXSANDRO LIMA DOS ANJOS
  • SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE COMPLEXOS DE MOLIBDÊNIO(VI) COM LIGANTES NITROGENADOS

  • Orientador : ANA CRISTINA FACUNDO DE BRITO PONTES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANA CRISTINA FACUNDO DE BRITO PONTES
  • FRANCISCO ORDELEI NASCIMENTO DA SILVA
  • CLEIDE MARIA DA SILVA LEITE
  • Data: 01/11/2018

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  • O molibdênio é um metal que está presente no organismo humano e desempenha várias funções, como por exemplo, auxiliar processos catalíticos de oxirredução e transferência de átomos de oxigênio entre diversos substratos. Além disso, esse metal é bastante utilizado para obtenção de novos compostos com atividades biológicas ou catalisadores em reações de epoxidação. Dessa forma, o presente trabalho objetiva a síntese e caracterização de complexos de molibdênio(VI) em sua isomeria cis-dioxo com os ligantes 1,10-Fenantrolina (phen), Azida (N3­-) e Metformina (met). Assim sendo, os compostos cis-[Mo(phen)(O)2Cl2], cis-[Mo(phen)(O)2(N3)2] e cis-[Mo(met)(O)2Cl2] foram obtidos a partir do precursor cis-[Mo(DMSO)2(O)2Cl2]. Os complexos foram obtidos com metodologia similar a descrita na literatura, com algumas adaptações. A caracterização foi realizada por meio de técnicas espectroscópicas (Infravermelho e Uv-Vis), eletroquímicas e análise térmica. Com base na análise dos espectros vibracionais foi possível verificar a presença das absorções características para compostos contendo os ligantes óxidos, os estiramentos Mo=O, com bandas em 919 e 891 cm-1 para o precursor, 933 e 896 cm-1 para o complexo com o ligante phen, 915 e 885 cm-1 para o azido complexo e 947 e 891 cm-1 para o complexo com metformina. Além da variação nas principais absorções dos outros ligantes, mostrando a coordenação com o metal.  Os espectros eletrônicos, obtidos em água, não apresentaram transições d-d, pois o molibdênio está em seu estado de oxidação máximo (6+). Foram apenas verificadas bandas de transferência de carga dos ligantes cloretos para o metal (LMCT) em 213 e 234 nm, além de outra banda LMCT do ligante DMSO em 272 nm, para o ligante DMSO. Os complexos contendo o ligante fenantrolina apresentaram as bandas intraligantes características para o sistema. A análise por Voltametria Cíclica apresentou processos irreversíveis e quase-reversíveis correspondentes à transferências sequencias de um e dois elétrons, além da variação do potencial redox do metal em decorrência da troca de ligantes, dependendo do caráter π-doador ou π-receptor do ligante. Com base na análise térmica realizada, foi possível avaliar a estabilidade dos compostos e a influência dos ligantes nas características principais do sistema, principalmente a temperatura inicial de decomposição dos complexos formados. Dessa forma, o conjunto de técnicas proporcionou a correlação entre a capacidade doadora dos grupos oxo e a influência de ligantes com características distintas, mostrando como a densidade eletrônica em torno do metal pode variar.


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  • Molybdenum is a metal that is present in the human body and performs various functions, such as assisting catalytic redox processes and transfer of oxygen atoms between various substrates. In addition, this metal are widely used to obtain new compounds with biological activities or catalysts in epoxidation reactions. Therefore, the present work aims to the synthesis and characterization of cis-dioxo molybdenum(VI) complexes with ligands 1,10-Phenantroline (phen), Azide (N3­-) and Metformin (met). Thus, the cis-[Mo(phen)(O)2Cl2], cis-[Mo(phen)(O)2(N3)2] and cis- [Mo(met)(O)2Cl2] compounds were obtained from the precursor cis-[Mo(DMSO)2(O)2 Cl2]. The compounds were obtained based on methodologies described in the literature and by adaptation of procedures of synthesis of similar complexes. The characterization was performed using spectroscopic (Infrared and Uv-vis), electrochemical techniques and thermal analysis. Based on the analysis of the vibrational spectra it was possible to verify the presence of the characteristic absorptions for compounds containing the oxide ligands, through Mo=O stretch, with bands on 919 and 891 cm-1 for the precursor, 933 and 896 cm-1 for complex with the ligand phen, 915 and 885 cm-1 for azido complex and 947 and 891 cm-1 for complex with metformin. In addition to variation in the main absorptions of the other ligands, showing coordination with the metal. The electronic spectra, obtained in water, did not present d-d transitions, the molybdenum is in maximum oxidation state (6+). Only the LMCT bands for chlorines at 213 and 234 nm were verified, in addition to other LMCT at 272 nm for for the DMSO. The complexes containing the phenanthroline ligand presented characteristic intraligand bands for the system. The Cyclic Voltammetry analysis showed irreversible and quasi- reversible processes corresponding to the one- and two-electron sequencial transfers, as well as the variation of the metal redox potential due to the exchange of ligands depending on the π-donor or π-acceptor character of the ligand. Based on the thermal analysis, it was possible to evaluate the stability of the compounds and the influence of the ligands on the main characteristics of the system, especially the initial decomposition temperature of the complexes formed. Thus, the set of techniques provided a correlation between the donor capacity of the oxo groups and the influence of ligands with different characteristics, showing how the electronic density around the metal can vary.

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  • MAYARA JANE CAMPOS DE MEDEIROS
  • AVALIAÇÃO ESPECTROSCÓPICA, ELETROQUÍMICA E CITOTÓXICA DE COMPLEXOS DE COBRE(II) COM LIGANTES TRIDENTADOS

  • Orientador : ANA CRISTINA FACUNDO DE BRITO PONTES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANA CRISTINA FACUNDO DE BRITO PONTES
  • FRANCISCO ORDELEI NASCIMENTO DA SILVA
  • JOSÉ CARLOS VIEIRA DE MIRANDA
  • Data: 18/12/2018

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  • Complexos de Cobre têm apresentado relevante atividade citotóxica, participando de reações responsáveis pela quebra do DNA e consequente morte celular. Assim, o presente trabalho visa a síntese e a caracterização dos ligantes 4-({bis[piridina-2-il)metil]amino}metil)-7-hidroxi-2H-1-benzopiran-2-ona (L1) e N,N-Bis(2-hidroxi-naftilmetil)metilamina (L2) e dos complexos [Cu(phen)(L1)](PF6)2 e [Cu(phen)(L2)], denominados de C1phen e C2phen, respectivamente, obtidosa partir do precursor [Cu(phen)Cl2]. Os resultados de IV e de RMN indicaram a formação de L1 e L2. Para o complexo C2phen, o IV evidenciou a coordenação do L2 ao metal devido à ausência do νO-H, enquanto que para o C1phen foi possível confirmar sua formação através dos modos vibracionais característicos. Já o UV-vis apresentou deslocamento da transição d-d para região mais energética comparativamente ao complexo precursor. O espectro de emissão confirmou que os complexos [Cu(phen)(L1)](PF6)2 e [Cu(phen)(L2)] apresentam fluorescência, mesmo após a coordenação, enquanto que a eletroquímica mostrou para o composto [Cu(phen)(L2)] dois processos redox quasi-reversíveis Cu2+/1+ e Cu1+/0. Para o [Cu(phen)(L1)](PF6)2 foi possível visualizar apenas o processo referente ao par redox Cu2+/1+ na faixa de potencial aplicada. O potencial citotóxico dos complexos de interesse foi avaliado com duas linhagens de células tumorais humanas (A2058 e SiHa) através do ensaio de MTT utilizando como parâmetro o IC50. Assim como os complexos, os ligantes também induziram um efeito citotóxico dependente da concentração, no entanto, os complexos demonstraram a maior resposta citotóxica. Foi avaliado também a morte celular e o ciclo celular através da citometria de fluxo, em que os complexos C1phen e C2phen induziram principalmente a apoptose tardia. Através do ciclo celular, foi possível concluir que para a SiHa, o complexo C1phen inibiu a progressão do ciclo na fase S, enquanto que para a A2058, tanto C1phen como também para C2phen, a interrupção se deu na fase G2-M. Portanto, com os resultados biológicos, é possível sugerir uma possível aplicação no tratamento do câncer.


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  • Copper complexes have shown relevant cytotoxic activity, participating in the reactions responsible for DNA breakage and consequent cell death. Thus, the present work aims at the synthesis and characterization of 4-({bis[pyridin-2-yl)methyl]amino}methyl)-7-hydroxy-2H-1-benzopyran-2-one (L1) and N,N-Bis(2-hydroxy-naphthylmethyl)methylamine (L2) and [Cu(phen)(L1)](PF6)2 and [Cu(phen)(L2)] complexes, referred to as C1phen and C2phen, respectively, obtained from the precursor [Cu(phen)Cl2]. The results of IR and NMR indicated the formation of L1 and L2. For the C2phen complex, the IV showed the coordination of L2 to the metal due to the absence of νO-H, whereas for the C1phen it was possible to confirm its formation through the characteristic vibrational modes. The UV-vis showed a shift of the d-d transition to the more energetic region compared to the precursor complex. The emission spectrum confirmed that the [Cu(phen)(L1)](PF6)2 and [Cu(phen)(L2)] complexes exhibited fluorescence, even after coordination, whereas the electrochemistry showed for the compound C2phen two quasi-reversible redox processes Cu2+/1+ and Cu1+/0. For the C1phen it was possible to visualize only the process related to the Cu2+/1+ redox pair in the applied potential range. The cytotoxic potential of the complexes of interest was evaluated with two human tumor cell lines (A2058 and SiHa) by the MTT assay using the IC50 as the parameter. Like the complexes, the ligands also induced a concentration-dependent cytotoxic effect, however, the complexes demonstrated the highest cytotoxic response. Cell death and cell cycle were also assessed by flow cytometry, where C1phen and C2phen complexes mainly induced late apoptosis. Through the cell cycle, it was possible to conclude that for the SiHa, the C1phen complex inhibited the progression of the cycle in the S phase, whereas for the A2058, both C1phen and also for C2phen, the interruption occurred in the G2-M phase. Therefore, with the biological results, it is possible to suggest a possible application in the treatment of cancer.

Teses
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  • ALEXSANDRO JHONES DOS SANTOS
  • Tratamento de águas contaminadas com corantes azóicos pela aplicação de processos oxidativos avançados  fotoquímicos, eletroquímicos e fotoeletroquímicos utilizando radiação UVA e solar

  • Orientador : CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • ALCIDES DE OLIVEIRA WANDERLEY NETO
  • DOUGLAS DO NASCIMENTO SILVA
  • CARMEM LUCIA DE PAIVA E SILVA ZANTA
  • SUELY SOUZA LEAL DE CASTRO
  • Data: 29/01/2018

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  • Processos oxidativos avançados (POAs) são tecnologias promissoras para remediação ambiental. Estas tecnologias baseiam-se no elevado poder de oxidação dos radicais hidroxila (OH), que têm uma alta reatividade para oxidar compostos orgânicos presentes nos efluentes líquidos.Nesta tese estudou-se a aplicação de diferentes POAs para tratar soluções sintéticas e reais contendo corantes azoicos. Estes compostos apresentam um grave risco socioambiental, uma vez que possuem alta toxicidade, e são resistentes aos métodos de tratamento convencionais. Os resultados obtidos foram divididos em quatro capítulos distintos. No capítulo 1 utilizaram-se dois valiosos recursos naturais do Brasil, nomeadamente, o sol na região do Nordeste e o nióbio. Aliando-se estes dois bens verificou-se que a fotocatálise solar com óxido de nióbio (Nb2O5) é um método eficaz e econômico para descolorir corantes em baixas concentrações. A eficiência fotocatalítica do Nb2O5 foi avaliada através da variação das concentrações de corante, H2O2, Nb2O5 e pH. As melhores condições de tratamento foram 1 g L-1 de Nb2O5, 5 mg L-1 do corante e 0,20 M de H2O2 e pH 5. O fotocatalisador Nb2O5 foi reutilizado e ao final de cinco ciclos de tratamento, a eficiência permanecia constante. No caso dos capítulos 2, 3 e 4, tratamentos eletroquímicos e fotoeletroquímicos utilizando radiação UVA e solar foram empregados. No capítulo 2, uma solução contendo o corante diazo pounceau SS foi tratada usando uma planta de fluxo pré-piloto equipada com anodos de diamante dopado com boro (DDB) ou platina (Pt) e cátodo de difusão de ar, conectado a um fotorreactor  contendo uma lâmpada UVA de 160 W. A oxidação anódica com H2O2 eletrogerado (AO-H2O2) foi mais eficiente com o BDD, devido à maior capacidade de oxidação dos radicais OH heterogêneos formados na sua superfície. No eletro-Fenton (EF) e foto eletro-Fenton (FEF), os radicais OH produzidos, pela reação de Fenton, foram mais reativos. O FEF teve um melhor desempenho devido à fotólise adicional de intermediários e fotodecarboxilação de complexos de Fe (III) com luz UVA. A grande influência da luz minimizou o efeito do anodo no processo, o qual era relevante na AO-H2O2 e EF. O capítulo 3 teve como objetivo avaliar a influência da dureza da água no tratamento do corante preto de eriocromo T  por meio do processo EF. A molécula do corante forma complexos com cálcio e magnésio. Estes complexos sendo estáveis dificultam o ataque eletrofílico dos radicais OH. Assim, a dureza da água deve ser um parâmetro destacado no processo EF. No capítulo 4 teve-se em conta que atividades tão cotidianas como a lavagem de roupa geram corantes que precisam ser tratados. Uma alternativa viável é considerar o tratamento de água a escala doméstica. Um efluente real de máquina lavarora de roupa foi tratado por processos de oxidação eletroquímicos avançados, demostrando alta eficiencia e podendo ser aplicados como dispositivos descentralizados de tratamento em pequena escala. O FEF solar demonstrou ser um processo adequado para remoção completa de cor e matéria orgânica após 240 minutos de tratamento aplicando uma densidade de corrente de 66,6 mA cm-2. Os POAs estudados neste trabalho demonstraram ser tecnologias satisfatórias e sustentáveis para o tratamento de efluentes líquidos


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  • Advanced oxidation processes (POAs) are promising technologies for environmental remediation. These technologies are based on the high oxidation power of hydroxyl radicals (OH), which have a high reactivity to oxidize organic compounds present in liquid effluents.

    In this thesis, the application of different POAs to treat synthetic and real solutions containing azo dyes has been studied. These compounds present a serious socio-environmental risk since they have high toxicity and are resistant to conventional treatment methods. The obtained results were divided into four distinct chapters. In chapter 1, two valuable natural resources of Brazil were used, namely, the sun in the Northeast region and the niobium. By combining these two goods, it has been found that solar photocatalysis whith niobium oxide (Nb2O5) is an effective and economical method for discoloring dyes at low concentrations. The photocatalytic efficiency of Nb2O5 was evaluated by varying the concentrations of dye, H2O2, Nb2O5 and pH. The best operating conditions were 1 g L-1 of Nb2O5, 5 mg L-1 of dye and 0.20 M of H2O2 and pH 5. At the end of five treatment cycles, Nb2O5 photocatalyst efficiency remained constant. In the case of chapters 2, 3 and 4, electrochemical and photoelectrochemical treatments using UVA and solar radiation were used. In chapter 2, a solution containing the dye diazo Pounceau SS was treated using a pre-pilot flow plant equipped with boron doped diamond (BDD) or platinum (Pt) anode and air diffusion cathode, connected to a photoreactor containing a 160 W UVA lamp. Anodic oxidation with H2O2 electrogenerated (AO-H2O2) was more efficient with BDD, due to the greater oxidation capacity of heterogeneous OH radicals formed on its surface. In electro-Fenton (EF) and photo electro-Fenton (PEF), the OH radicals produced by Fenton’s reaction were more reactive. The PEF had a better performance due to the additional photolysis of intermediates and photodecarboxylation of Fe (III) complexes with UVA light. The influence of light minimized the effect of the anode in the process, which was relevant in AO-H2O2 and EF processes. Chapter 3 had the objective of evaluating the influence of water hardness on the treatment of the color of eriochrome black T  by means of the EF process. The dye molecule forms complexes with calcium and magnesium. These complexes being stable make electrophilic attack of OH radicals difficult. Thus, water hardness should be an highlihted parameter in the EF process. In chapter 4, it was taken into account that daily activities as the washing of clothes generate dyes that need to be treated. A viable alternative is to consider the wastewater treatment at a domestic scale. Therefore, an actual laundry washing machine effluent was treated by advanced electrochemical oxidation processes, demonstrating high efficiency and could be applied as decentralized small scale treatment devices. The solar PEF has shown to be a suitable process for complete removal of color and organic matter after 240 min of treatment applying a current density of 66.6 mA cm-2. The POAs studied in this work proved to be satisfactory and sustainable technologies for the treatment of liquid effluents.

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  • ADRIANA PAULA BATISTA DOS SANTOS
  • INFLUÊNCIA DOS PARÂMETROS DE SÍNTESE NAS PROPRIEDADES ESTRUTURAIS E MORFOLÓGICAS DE NANOTUBOS A BASE DE La E Ce OBTIDOS POR VIA HIDROTERMAL ALCALINA SEM TEMPLATE

  • Orientador : ANTONIO SOUZA DE ARAUJO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • SIBELE BERENICE CASTELLA PERGHER
  • TIAGO PINHEIRO BRAGA
  • ANNE GABRIELLA DIAS SANTOS
  • GERALDO EDUARDO DA LUZ JUNIOR
  • LUIZ DI SOUZA
  • Data: 27/02/2018

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  • Nanotubos 1D constituídos de La(OH)3 eCeO2 obtidos por síntese hidrotérmica, tem atraído muito interesse recentemente, em virtude de suas características físico-químicas destacáveis e aplicações potenciais. Em virtude de sua estrutura tubular com três diferentes superfície de contato (superfície interna, externa e as extremidades do tubo), alta área superficial, baixa densidade e boa capacidade de transferência de carga. O método hidrotérmico tem sido largamente utilizado para a obtenção desse tipo de nanoestruturas, pois é uma técnica simples em que as propriedades dos produtos obtidos dependem do mecanismo de formação e das condições hidrotérmicas utilizadas. Desse modo, nanotubos de La(OH)3 e CeO2 foram sintetizados utilizando síntese hidrotérmicas alcalinas, livres de templetes. O efeito das condições de síntese utilizadas, como concentração de NaOH no meio reacional, temperatura e tempo de síntese, bem como as condições de calcinação foram discutidos sobre a formação da morfologia nanotubular e suas propriedades, nos dois tipos de nanotubos. Esta rota para a obtenção de nanoestruturas, além do menor custo, e de se tratar de uma forma ambientalmente mais correta, permite um maior grau de controle sobre o tamanho e propriedades dos nanotubos obtidos. Os resultados desse estudo foram divididos em 3 capítulos, em que o capítulo 1, através de patente de invenção, expõe os resultados obtidos para a síntese dos nanotubos de La(OH)3, com a influência das condições de síntese sobre a morfologia obtida. Os principais resultados, para esse tipo de material, mostraram que em todas as condições de síntese utilizadas, foram obtidos alto rendimento da morfologia nanotubular, em que os materiais em todos os casos eram constituídos de La(OH)3, organizados de forma hexagonal, que se diferenciaram no tamanho dos seus diâmetros externos. Foi observado também que quanto maior foram a temperaturas, os tempo de síntese e a concentração de NaOH, maiores foram as intensidades dos picos de difração, indicando uma maior organização estrutural, quando esses parâmetros foram aumentados. O capítulo 2, mostra um artigo que expõe a influência da calcinação sobre as propriedades físico-químicas de nanotubos de La(OH)3. Os resultados mostraram que a temperatura de calcinação influencia na organização, composição, e nas propriedades texturais dos nanotubos obtidos. O material hidratado constituído de La(OH)3 com estrutura hexagonal foi obtido após a síntese hidrotérmica e se manteve após o processo de calcinação a 750 °C. No entanto, a morfologia nanotubular foi destruída, após esse processo. A calcinação a 450 °C gerou um material de composição La2O2CO3, com uma mistura de simetrias (hexagonal e tetragonal), em que a morfologia nanotubular foi preservada. As nanoestruturas calcinadas apresentaram áreas superficiais específicas de 45 e 25 m2.g-1, quando calcinadas a 450 e 750 °C, respectivamente. Assim, nanotubos constituídos de La(OH)3 podem ser obtidos através de síntese hidrotérmica alcalina, sem templates, que pode ter sua composição e propriedades alteradas, através do processo de calcinação, conforme a sua aplicação catalítica. O capítulo 3 expõe o artigo que mostra a influência dos parâmetros de síntese (concentração de NaOH no meio reacional e temperatura e tempo de síntese) e do processo de calcinação sobre as suas propriedades físico-químicas de nanotubos de Ce. Foram obtidos nanotubos hidratados constituídos de CeO2 com estrutura fluorita cúbica em todos os casos, em que a hidratação, tamanho das nanoestrtuuras, e as vacâncias de oxigênio variaram conforme a condição de síntese utilizadas, proporcionando materiais com diferentes atividades catalíticas. O mecanismo de formação dos nanotubos de CeO2 foi discutido. Contudo, os resultados desses três capítulos mostram pela primeira vez o domínio sobre a formação, composição e o tamanho das morfologias nanotubulares de La(OH)3 e CeO2 obtidas por esta rota, através do controle desses parâmetros de síntese e do processo de calcinação. O que é de fundamental importância, para que se possa obter nanotubos com características conforme as futuras aplicações em catálise, sensores e dispositivos eletrônicos.


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  • Nanotubes 1D consisting of La(OH)3 and CeO2 obtained by hydrothermal synthesis, has attracted much interest recently, due to their detachable physical-chemical characteristics and potential applications. Due to its tubular structure with three different contact surface (inner, outer surface and tube ends), high surface area, low density and good load transfer ability. The hydrothermal method has been widely used to obtain this type of nanostructures, since it is a simple technique in which the properties of the products obtained depend on the formation mechanism and the hydrothermal conditions used. Thus, La(OH)3 and CeO2 nanotubes were synthesized using alkaline hydrothermal synthesis, free from templates. The effect of the synthesis conditions used, as NaOH concentration in the reaction medium, temperature and time of synthesis, as well as the calcination conditions were discussed on the formation of the nanotubular morphology and its properties, in the two types of nanotubes. This route to obtain nanostructures, besides the lower cost, and to treat in a more environmentally correct way, allows a greater degree of control over the size and properties of the obtained nanotubes. The results of this study were divided into three chapters, in which chapter 1, through patent of invention, presents the results obtained for the synthesis of La(OH)3 nanotubes, with the influence of the synthesis conditions on the obtained morphology. The main results for this type of material showed that in all the synthesis conditions used, high yield of the nanotubular morphology were obtained, in which the materials in all cases were composed of La(OH)3, organized in hexagonal form, which differed in the size of their external diameters. It was also observed that the higher the temperatures, the synthesis time and the NaOH concentration, the higher the diffraction peak intensities, indicating a larger structural organization, when these parameters were increased. The chapter 2, show an article that exposes the influence of calcination on the physicochemical properties of nanotubes of La(OH)3. The results showed that the calcination temperature influences the organization, composition, and texture properties of the nanotubes obtained. The hydrated material consisting of La(OH)3 with hexagonal structure was obtained after the hydrothermal synthesis and was maintained after the calcination process at 750 ° C. However, the nanotubular morphology was destroyed after this process. Calcination at 450 ° C generated a La2O2CO3 composite material with a mixture of symmetries (hexagonal and tetragonal), in which the nanotubular morphology was preserved. The calcined nanostructures presented specific surface areas of 45 and 25 m2.g-1, when calcined at 450 and 750 °C, respectively. Thus, nanotubes consisting of La(OH)3 can be obtained by alkaline hydrothermal synthesis, without templates, which can have their composition and properties altered, through the calcination process, according to their catalytic application. Chapter 3 presents the influence of the synthesis parameters (NaOH concentration on the reaction medium and temperature and time of synthesis) and of calcination process on its physicochemical properties of CeO2 nanotubes. Hydrated nanotubes consisting of CeO2 with cubic fluorite structure were obtained in all cases, in which hydration, size of nanostructures, and oxygen vacancies varied according to the synthesis condition used, providing materials with different catalytic activities. The mechanism of formation of CeO2 nanotubes was discussed. However, the results of these three chapters show for the first time the dominance over the formation, composition and size of the nanotubular morphologies of La(OH)3 and CeO2 obtained by this route, through the control of these synthesis parameters and the calcination process. This is of fundamental importance in order to obtain nanotubes with characteristics according to future applications in catalysis, sensors and electronic devices.

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  • VERÔNICA DA SILVA OLIVEIRA
  • Estudo do sistema Fe-cyclam com ligantes carboxilatos e avaliação do efeito spin crossover e atividade antibacteriana do complexo [Fe(cyclam)ox]PF6

  • Orientador : ANA CRISTINA FACUNDO DE BRITO PONTES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • FRANCISCO ORDELEI NASCIMENTO DA SILVA
  • DANIEL DE LIMA PONTES
  • MARCO ANTONIO MORALES TORRES
  • ANA CAROLINA MORAIS APOLÔNIO
  • EDUARDO HENRIQUE SILVA DE SOUSA
  • Data: 28/02/2018

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  • O presente trabalho tem como objetivo a síntese de complexos do sistema ferro-cyclam, com os ligantes ftalato (ph), salicilato (sa) e oxalato (ox), para a obtenção dos complexos [Fe(cyclam)ph]Cl (1), [Fe(cyclam)sa]PF6 (2) e [Fe(cyclam)ox]PF6 (3), respectivamente. A caracterização dos complexos foi realizada empregando-se técnicas espectroscópicas (IV, UV-Vis) e eletroquímicas (CV e DPV). Os espectros de IV apresentaram modos vibracionais na faixa de 3443-2878 cm-1, referentes ao grupo N-H e estiramentos C-H do ligante macrocíclico cyclam, bem como modos vibracionais na região de 1706-1550 cm-1 e 1375-1343 cm-1, correspondentes aos nas(O-C-O) e ns(O-C-O), atribuídos aos ligantes oxigenados coordenado de modo bidentado. Os espectros eletrônicos dos complexos em meio aquoso apresentaram transições intraligantes em regiões mais energéticas, enquanto que as transições LMCT foram observadas em maiores comprimentos de onda, verificadas em 325 nm (1), 527 nm (2) e 292 e 355 nm (3). E a voltametria cíclica dos complexos exibiram um par redox Fe3+/2+ quase reversível, com E1/2 = 25,5 mV (1), 209 mV (2) e -41,9 mV (3). Além disso, o complexo (3) foi caracterizado via espectroscopia Mössbauer, e também teve sua atividade fotoquímica e antibacteriana investigada. O espectro mössbauer em 300K apresentou um dubleto (D1) com d= 0,30 mm/s e DEQ= 0,40 mm/s, típico de Fe3+ com configuração alto spin. Entretanto, com o abaixamento da temperatura, constatou-se a gradual redução da intensidade de D1 e o surgimento de um segundo dubleto (D2), com d= 0,19 mm/s e ΔEQ= 1,73 mm/s a 12 K, típico de Fe3+ baixo spin. Caracterizando a existência de um processo de transição de estado de spin dependente da temperatura. A reatividade fotoquímica avaliada por IV com exposição à luz branca, evidenciou a degradação do ligante oxalato coordenado ao metal, mostrando-se relevante na síntese de novos complexos do sistema Fe-cyclam e na ativação antibacteriana. Através da reação fotoquímica do composto foi obtido o binuclear [((cyclam)Fe)2(µ-SO4)](PF6)2.H2O, cuja estrutura foi identificada por difração de raio-X de monocristal. A atividade antibacteriana do complexo (3) foi avalia frente a Pseudomonas aeruginosa (ATCC 9027), Staphylococcus aureus (ATCC 29213) e Escherichia coli (ATCC 25922). Os melhores resultados foram obtidos para a Pseudomonas, com concentração inibitória mínima (CIM) igual a 293,5 µM. Entretanto, a exposição do composto à luz branca ou azul durante 90 min, potencializaram a atividade inibitória do complexo em torno de 59% frente a Pseudomonas, reduzindo os valores de CIM para 118,6 µM (luz branca) e 119,5 µM (luz azul). Quando submetido a 240 min de exposição, a atividade foi potencializa em 79,5% (luz branca) e 77,4% (luz azul). Portanto, a atividade fotoquímica do complexo (3) representa uma alternativa promissora no combate bacteriano. 


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  • The aim of this work is to synthesize complexes of the iron-cyclam system with the phthalate (ph), salicylate (sa) and oxalate (ox) ligands, to obtain the complexes [Fe(cyclam)ph]Cl (1), [Fe(cyclam)sa]PF6 (2) and [Fe(cyclam)ox]PF6 (3), respectively. The characterization of the complexes was performed using spectroscopic techniques (IV, Uv-vis) and electrochemical (CV and DPV). The IR spectra showed vibrational modes in the range of 3443-2878 cm-1, for the N-H group and C-H stretches of the cyclam macrocyclic ligand, as well as vibrational modes in the region of 1706-1550 cm-1 and 1375-1343 cm-1, corresponding to the nas(O-C-O) and ns(O-C-O), attributed to bidentate coordinated oxygenated binders. The electronic spectra of the complexes in aqueous medium presented intraligant transitions in more energetic regions, while the LMCT transitions were observed at higher wavelengths, observed at 325 nm (1), 527 nm (2) and 292 and 355 nm (3). And the cyclic voltammetry of the complexes exhibited a nearly reversible Fe3+/2+ redox pair, with E1/2 = 25.5 mV (1), 209 mV (2) and -41.9 mV (3). In addition, the complex (3) was characterized by Mössbauer spectroscopy, and also had its investigated photochemical and antibacterial activity. The mössbauer spectrum in 300K showed a doublet (D1) with d= 0.30 mm/s and ΔEQ = 0.40mm/s, typical of Fe3+ with high spin configuration. However, with the lowering of the temperature, it was observed the gradual reduction of the intensity of D1 and the appearance of a second doublet (D2), with d= 0.19 mm/s and ΔEQ = 1.73 mm/s to 12 K, typical Fe3+ low spin. Characterizing the existence of a temperature dependent spin state transition process. The photochemical reactivity evaluated by IR with exposure to white light evidenced the degradation of the oxalate ligand coordinated to the metal, being relevant in the synthesis of new complexes of the Fe-cyclam system and in the antibacterial activation. Through the photochemical reaction of the compound the binuclear [((cyclam)Fe)2(μ-SO4)](PF6)2.H2O was obtained, whose structure was identified by X-ray diffraction of monocrystal. The antibacterial activity of the complex (3) was evaluated against Pseudomonas aeruginosa (ATCC 9027), Staphylococcus aureus (ATCC 29213) and Escherichia coli (ATCC 25922). The best results were obtained for Pseudomonas, with minimum inhibitory concentration (MIC) of 293.5 μM. However, exposure of the compound to white or blue light for 90 min, potentiated the inhibitory activity of the complex by around 59% against Pseudomonas, reducing MIC values to 118.6 μM (white light) and 119.5 μM (blue light). When submitted to 240 min of exposure, the activity was potentiated in 79.5% (white light) and 77.4% (blue light). Therefore, the photochemical activity of the complex (3) represents a promising alternative in bacterial combat.

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  • LEOMIR AIRES SILVA DE LIMA
  • NOVAS METODOLOGIAS ESPECTROSCÓPICAS E ELETROQUÍMICA APLICANDO CLASSIFICAÇÃO MULTIVARIADA EM SISTEMAS BIOLÓGICOS

  • Orientador : KASSIO MICHELL GOMES DE LIMA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • KASSIO MICHELL GOMES DE LIMA
  • FABRICIO GAVA MENEZES
  • RENATA ANTONACI GAMA
  • EDVAN CIRINO DA SILVA
  • SHERLAN GUIMARÃES LEMOS
  • Data: 16/03/2018

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  • Esta tese demonstra a aplicação de técnicas instrumentais como: espectroscopias no infravermelho próximo e médio, de fluorescência molecular e voltametria de pulso diferencial, combinadas a técnicas de classificação multivariada e seleção de variáveis, aplicadas a sistema biológico como tecido, larvas de mosca e plasma sanguíneo. Em um primeiro estudo, a espectroscopia NIR foi utilizada para obtenção de espectros de crânio de rato saudáveis e com defeito crítico. Modelos multivariados de classificação foram construídos, visando uma metodologia alternativa para estimar a taxa de sucesso do reparo ósseo através dos tratamentos com laser de baixa intensidade e colágeno. Os algoritmos PCA-LDA, SPA-LDA e GA-LDA foram aplicados como ferramentas de classificação e seus desempenhos comparados. De maneira geral, os espectros NIR foram capazes de classificar o grupo controle dos demais mostrando eficiência na avaliação da cicatrização de feridas em defeito craniano de rato. Em um segundo estudo, a espectroscopia ATR-FTIR foi utilizada para obtenção de espectros de plasmas sanguíneos de idosos saudáveis e portadores de sarcopenia. Modelos multivariados de classificação foram construídos, visando uma metodologia de diagnóstico para triagem de idosos sarcopênicos. Os algoritmos PCA-LDA, SPA-LDA e GA-LDA foram aplicados como ferramentas de classificação e seus desempenhos comparados. De maneira geral, os resultados obtidos através do algoritmo de seleção de variáveis SPA-LDA e GA-LDA foram os mais satisfatórios, pois puderam ser relacionadas a grupos funcionais pertencentes a diferentes biomoléculas e possíveis biomarcadores. Em um terceiro estudo, a voltametria de pulso diferencial e matrizes de excitação/emissão de fluorescência molecular foram obtidas para extratos de larvas de mosca controle e contendo o fármaco flunitrazepam. Foi avaliado o desempenho dos algoritmos de classificação com métodos de seleção de variáveis e funções discriminante linear e quadrática para os voltamogramas e o algoritmo 2D-LDA comparado ao PARAFAC-LDA para classificação entre os grupos investigado. Taxas de acerto superior a 90% foram obtidas para as classes controle e flunitrazepam. Os resultados sugerem que métodos espectroscópicos e eletroquímicos somados à análise multivariada são capazes de minar informações relevantes a cerca do entendimento da dinâmica biológica de diversos organismos, como também contribuir com o sistema de saúde pública na identificação de sarcopenia em idosos.


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  • This thesis demonstrates the application of instrumental techniques such as: near and medium infrared spectroscopy, molecular fluorescence and differential pulse voltammetry, combined with multivariate classification and variable selection techniques applied to biological system such as tissue, fly larvae and blood plasma . In a first study, NIR spectroscopy was used to obtain healthy and critically defective rat skull spectra. Multivariate classification models were constructed, aiming at an alternative methodology to estimate the success rate of bone repair through low intensity laser and collagen treatments. The algorithms PCA-LDA, SPA-LDA and GA-LDA were applied as classification tools and their comparative performances. In general, the NIR spectra were able to classify the control group of the others showing efficiency in the evaluation of wound healing in rat cranial defect. In a second study, ATR-FTIR spectroscopy was used to obtain blood plasma spectra of healthy elderly patients with sarcopenia. Multivariate classification models were constructed, aiming at a diagnostic methodology for screening of sarcopenic elderly. The algorithms PCA-LDA, SPA-LDA and GA-LDA were applied as classification tools and their comparative performances. In general, the results obtained through the SPA-LDA and GA-LDA variable selection algorithm were the most satisfactory, since they could be related to functional groups belonging to different biomolecules and possible biomarkers. In a third study, differential pulse voltammetry and molecular fluorescence excitation / emission matrices were obtained for extracts of control fly larvae and containing the drug flunitrazepam. The performance of the classification algorithms with linear and quadratic discriminant and linear discriminant functions for voltammograms and the 2D-LDA algorithm compared to PARAFAC-LDA were evaluated for classification among the groups investigated. Hit rates above 90% were obtained for the control and flunitrazepam classes. The results suggest that spectroscopic and electrochemical methods added to the multivariate analysis are capable of undermining relevant information about the understanding of the biological dynamics of several organisms, as well as contributing to the public health system in the identification of sarcopenia in the elderly.

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  • PAULO HENRIQUE SILVA SANTOS MOREIRA
  • DESENVOLVIMENTO DA CARBOXIMETIL LIGNINA COMO ADITIVO MULTIFUNCIONAL PARA A INDÚSTRIA DO PETRÓLEO: uma alternativa para o aproveitamento de biomassas lignocelulósicas

  • Orientador : JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ERIKA PINTO MARINHO
  • FABÍOLA DIAS DA SILVA CURBELO
  • JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
  • ROSANGELA DE CARVALHO BALABAN
  • ULISSES TARGINO BEZERRA
  • Data: 27/04/2018

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  • A tese de doutorado apresenta a carboximetil lignina (CML) como aditivo multifuncional para aplicações na indústria do petróleo. A reação de carboximetilação segue a reação clássica de éteres de Williamson onde um alcóxido (álcali de lignina) reage com um haleto de alquila (ác. monocloroacético) para formar um éter. A CML foi avaliada como aditivo retardador de pega para pastas de cimento e como aditivo inibidor de incrustação. Os estudos sobre a CML como retardador de pega foram realizados com uma lignina extraída do bagaço da cana de açúcar pelo método soda-antraquinona. O derivado da lignina foi adicionado na composição de pastas de cimento e testado em ensaios de consistometria pressurizada (API RP 10B) para a determinação do tempo de espessamento (tempo de pega) das pastas aditivadas. Foi observado o incremento no tempo de espessamentos das pastas de cimento em função da adição de CML à composição. Foi proposto um segundo mecanismo de atuação (além do clássico) para a CML. Cálculos semi-empíricos foram realizados para simular a capacidade da CML em formar complexos de coordenação com íons Ca2+ fundamentais para o processo de pega do cimento. O complexo proposto apresentou-se entropicamente favorável em um processo espontâneo em relação à energia livre de Gibbs. Essas observações sobre a capacidade da CML em adsorver no núcleo de cimento e complexar íons Ca2+ motivaram o estudo sobre inibidor de incrustação. Para este trabalho, a reação de carboximetilação foi aplicada em uma lignina extraída da madeira pelo método Kraft. A CML foi avaliada como inibidor de incrustação em um sistema sintético de água produzida por poços de petróleo. Foram realizados testes de eficiência de inibição pelo método dinâmico (precipitação dinâmica em tubo capilar) de acordo com os procedimentos da NACE 31105 e pelo método estático. Os cristais formados pelo método estático foram analisados por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de raios-X. Observou-se que na ausência de CML os produtos de incrustação eram basicamente os polimorfos de CaCO3 com predominância do polimorfo aragonita com calcita em menor proporção. Na presença de CML, as imagens de MEV mostraram uma inibição do crescimento dos bastões de aragonita e calcita como fase majoritária nos produtos de incrustação. Ensaios de DRX, associados à técnica de refinamento de Rietveld confirmaram que, de fato, a aragonita reduziu o seu percentual na composição da incrustação e as imagens de MEV também mostram que o crescimento do cristal foi reduzido em uma ordem de grandeza. Os resultados da pesquisa mostram que a reação de carboximetilação de ligninas pode ser uma alternativa tecnológica para agregar valor à resíduos de biomassa lignocelulósicas e que sua versatilidade pode abranger diversos setores da indústria de óleo e gás.


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  • The thesis presents carboxymethyl lignin (CML) as a multifunctional additive for applications in the petroleum industry. The carboxymethylation reaction follows the classical reaction of Williamson ethers where an alkoxide (lignin alkali) is reacted with an alkyl halide (monochloroacetic acid) to form an ether. CML was evaluated as retardant additive for cement pastes and as a scale inhibitor additive. The studies on CML as a set retarder were performed with a lignin extracted from the sugarcane bagasse by the soda-anthraquinone method. The lignin derivative was added to the cement paste composition and tested in pressurized consistometry (API RP 10B) assays to determine the thickening time (setting time) of the tested pastes. The increase in the time of thickening of the cement pastes as a function of the addition of CML to the composition was observed. A second mechanism of action (besides the classic) for CML was proposed. Semi-empirical calculations were performed to simulate the ability of CML to form coordination complexes with Ca2+ ions fundamental to the cement set process. The proposed complex was entropically favorable in a spontaneous process with relation to Gibbs free energy. These observations about CML's ability to adsorb in the cement core and to complex Ca2+ ions motivated the study on scale inhibitor. For this work, the carboxymethylation reaction was applied to a lignin extracted from the wood by the Kraft method. CML was evaluated as a scale inhibitor in a synthetic system of produced water from oil field. Inhibition efficiency tests were performed by the dynamic method (dynamic capillary tube precipitation) according to the procedures of NACE 31105 and by the static method. The crystals formed by the static method were analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction. It was observed that in the absence of CML the scale products were basically the polymorphs of CaCO3 with predominance of the polymorph aragonite with calcite in smaller proportion. In the presence of CML, the MEV images showed an inhibition of growth of aragonite and calcite rods as the major phase in the fouling products. XRD assays associated with Rietveld's refinement technique have confirmed that aragonite actually reduced its percentage in the inlay composition and the SEM images also show that crystal growth has been reduced by an order of magnitude. The results of the research show that the lignin carboxymethylation may be a technological alternative to add value to the lignocellulosic biomass residues and that its versatility can cover several sectors of the oil and gas industry.

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  • FLAVIA FREITAS VIANA
  • MICROEMULSÕES E NANOEMULSÕES COM CONSTITUÍNTES ÁLCALI-SURFACTANTE-POLÍMERO APLICADOS NA RECUPERAÇÃO AVANÇADA DE PETRÓLEO

  • Orientador : TEREZA NEUMA DE CASTRO DANTAS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DJALMA RIBEIRO DA SILVA
  • FABÍOLA DIAS DA SILVA CURBELO
  • MARCOS ALLYSON FELIPE RODRIGUES
  • RICARDO HENRIQUE DE LIMA LEITE
  • TEREZA NEUMA DE CASTRO DANTAS
  • Data: 04/05/2018

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  • A combinação de polímero, surfactante e álcali em um mesmo slug, conhecido como método álcali-surfactante-polímero (ASP) apresenta características favoráveis para aplicação em recuperação avançada de petróleo (EOR). Neste trabalho, sistemas multicomponentes microemulsionados e nanoemulsionados com constituíntes ASP foram desenvolvidos para aplicação na inversão de molhabilidade de rocha reservatório e na EOR. Diagramas pseudoternários em região rica de fase aquosa foram obtidos e alguns pontos selecionados para aplicação. O carbonato de sódio foi selecionado como agente alcalinizante e posteriormente 0,6 % de três polímeros comerciais de poliacrilamida na fase aquosa foram utilizados para formular novos sistemas de microemulsão. Com pontos de microemulsão ASP, pelo método de diluição, foram formulados sistemas nanoemulsões contendo 1,5 % de Na2CO3 e 0,06 % de polímero. As microemulsões e nanoemulsões foram caracterizados de acordo com o diâmetro de gotícula médio, a dimensão máxima e formato dos agregados micelares, potencial hidrogeniônico, tensão superficial, viscosidade e comportamento reológico através de modelos matemáticos, e por fim aplicados na inversão de molhabilidade através de medidas de ângulo de contato e na EOR através de um simulador de petróleo usando rocha arenítica Botucatu. Os tamanhos de gotículas apresentaram valores característicos de microemulsão, a dimensão máxima dos agregados micelares foi de 4,2 nm e os formatos das micelas foram do tipo elipse oblato, esfera e esfera oca. O pH confirmou um valor alcalino (pH médio igual a 10,0) e a tensão superficial foi reduzida, com valores abaixo de 35,0 mN/m a 24°C ± 1. Para as microemulsões sem polímero e as nanoemulsões o comportamento reológico foi do tipo Newtoniano, já para as demais microemulsões o modelo reológico matemático de fluidos Não Newtonianos foi o apropriado, sendo o modelo de Ostwald de Waale, característico de fluidos poliméricos. A viscosidade das microemulsões com polímeros, com valores de 19 a 41 cP, a 24°C ± 1, foram todas maiores que a do petróleo médio (29,3 °API) presente na rocha reservatório Botucatu, que apresenta valor de 14,5 cP. Todos os sistemas formulados deixaram a rocha molhável à água, sendo eficientes na inversão de molhabilidade, favorecendo o desalojamento do óleo. Os resultados de recuperação comprovaram a eficiência de varrido e de deslocamento das microemulsões e nanoemulsões, uma vez que as recuperações totais do óleo foram elevadas, variando de 65% a 97%.


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  • The combination of polymer, surfactant and alkali in a same slug, known as alkali-surfactant-polymer method (ASP) presents favorable characteristics for use in advanced oil recovery (EOR). In this work, multi-component microemulsion and nanoemulsion systems with ASP were developed for application on reservoir rock wettability reversal and EOR. Pseudoternary diagrams in region rich of aqueous phase were obtained and some points were  selected for application. The sodium carbonate was selected as alkalinizing agent and subsequently 0.6% of three commercial polymers of polyacrylamide in aqueous phase were used to formulate new Microemulsion systems. With ASP MicroEmulsion points, by dilution method, systems were formulated nanoemulsions containing 1.5% of Na2CO3 and 0.06% of polymer. The microemulsions and nanoemulsions were characterized according to the average droplet diameter, maximum size and format of micelar aggregates, hydrogen ionic potential, surface tension, viscosity and rheological behavior through mathematical models, and finally applied on wettability reversal through contact angle and EOR through oil Simulator using sandstone rock Botucatu. The sizes of Microemulsion droplets are characteristic values, the maximum size of micelar aggregates was 4.2 nm and the formats of the micelles were Oblate ellipse type, ball and hollow sphere. PH confirmed an alkaline value (average pH equal to 10.0) and surface tension has been reduced, with values below 35.0 mN/m at 24° C ± 1. For microemulsions without polymer and the nanoemulsions rheological behavior was Newtonian-type, the other microemulsions rheological mathematical model of non-Newtonian fluids was appropriate, being the model of Ostwald of Waale, characteristic of fluids Polymeric. The viscosity of Microemulsion with polymers, with values of the cP 41 19, 24° C ± 1, were all larger than the average oil (29.3° API) present in the reservoir rock Botucatu, was 14.5 cP . All systems formulated left the wettable rock water, being efficient in the wettability reversal, favoring the  the oil production. The results proved the efficiency of recovery and displacement of Microemulsion  and nanoemulsions, once the total  oil  in place recovery were high, ranging from 65% to 97%.

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  • ARTUR DE SANTANA OLIVEIRA
  • DESENVOLVIMENTO DE NOVOS NANOCARREADORES PARA LIBERAÇÃO CONTROLADA DE OLANZAPINA E CAMPTOTECINA

  • Orientador : SIBELE BERENICE CASTELLA PERGHER
  • MEMBROS DA BANCA :
  • SIBELE BERENICE CASTELLA PERGHER
  • NEDJA SUELY FERNANDES
  • FERNANDA NERVO RAFFIN
  • ANA CLÉCIA SANTOS DE ALCÂNTARA
  • PABLO BOTELLA ASUNCION
  • VERA R. LEOPOLDO CONSTANTINO
  • Data: 09/05/2018

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  • Nos últimos anos, os estudos relacionados da área biomédica vêm se desenvolvendo com um destaque especial na liberação controlada de fármacos a partir do desenvolvimento de materiais nanoestruturados em busca de melhorias na administração dos fármacos. O desenvolvimento de sistemas de liberação controlada leva em consideração alguns fatores, como o tipo do fármaco, tipo de administração, resistência do material veiculador em meios aquosos, biocompatibilidade e entre outros. O trabalho foi realizado a partir dos estudos dos fármacos Olanzapina e Camptotecina. A olanzapina (OLZ) é um fármaco, que atua no tratamento da esquizofrenia e apresenta baixa solubilidade em meios aquosos dificultando o tratamento das enfermidades. O sistema de liberação controlada para a OLZ propõe a incorporação do fármaco em um suporte inorgânico à base do argilomineral montmorillonita (MMT) dispersos em uma mistura biopolimérica de Alginato (ALG) e Goma Xantana (GX). Após a síntese dos materiais propostos, os híbridos e os bionanocompósitos foram caracterizados por diversas técnicas. As caracterizações comprovaram a intercalação do fármaco na MMT pelo processo de troca iônica, como também a interação com os biopolímeros. O teste de liberação foi capaz de mostrar em diferentes pH que o sistema proposto apresenta uma liberação mais controlada para o fármaco estudado, do que quando dissolvido apenas o comprimido comercial, indicando que o material desenvolvido pode atuar como um sistema de liberação controlada. Para o estudo da Camptotecina, antitumoral de amplo espectro, foi realizada a incorporação do fármaco em uma matriz 100% orgânica através de uma ligação covalente ao COF-5 (Covalent Organic Framework). Para isso, um dos ligantes utilizado na síntese do COF-5, o Ácido 1,4-benzenodiborônico (BDBA), foi submetido à nitração e redução com H2, para fornecer uma funcionalidade com grupos NH2 nas paredes dos poros. Uma esterificação com a camptotecina mais o ácido succínico foi necessária para que a posterior amidação fosse obtida com sucesso. Com isso, neste estudo foram realizadas modificações sequenciais da parede porosa do COF-5 com grupos amino nucleofílicos (10%-100%). Aos quais forneceram materiais altamente funcionalizados com excelente resistência à digestão hidrolítica. A ligação subsequente da camptotecina relata o primeiro caso de um sistema de liberação de fármacos estável baseado em COFs com fármacos unidos covalentemente. Os materias sintetizados foram caracterizados pós-síntese e testados sua estabilidade frente à fluidos biológicos. Para avaliação da atividade biológica, efeito anti-tumoral, os materiais foram incubados com células HeLa verificando a citototixicidade e calculando o os valores correspondentes da metade da inibição máxima (IC50). As amostras apresentam uma citotoxicidade ligeiramente inferior à da camptotecina, com valores de IC50 4 a 6 vezes superiores aos do fármaco livre. Obtendo-se com sucesso o mecanismo esperado de liberação intracelular da camptotecina.


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  • In recent years, related biomedical studies have been developing with a special emphasis on the controlled drug release from the development of nanostructured materials in exploration of improvements in drug administration. For the development of controlled release systems, we look for factors such as the type of drug, type of administration, resistance of the carrier material in aqueous media, biocompatibility and others. This work was carried out from the studies of the drugs Olanzapine and Camptothecin. Olanzapine (OLZ) is a drug that acts in the treatment of schizophrenia and presents low solubility in aqueous media making it difficult to treat the diseases. The controlled release system for OLZ proposes the incorporation of OLZ into an inorganic support based on montmorillonite (MMT) dispersed in a biopolymer mixture of Alginate (ALG) and Xanthan Gum (GX). After the synthesis of the proposed materials, hybrids and bionanocomposites were characterized by some techniques. The characterizations showed the intercalation of drug in the MMT by ion exchange process, as well as interaction with the biopolymers. The release test was able to show at different pHs that the proposed system shows a more controlled release for the drug studied, than when dissolved only the commercial tablet, indicating that the developed material can act as a controlled release system. For the study of Camptothecin, wide-range spectrum antitumor, the drug was incorporated in a 100% organic matrix through a covalent bonding to COF-5 (Covalent Organic Framework). So, one of the ligands used in the synthesis of COF-5, 1,4-benzenediboronic acid (BDBA), was subjected to nitration and reduction with H2 to provide a functionality with NH2 groups on the pore walls. An esterification with camptothecin and succinic acid was required for subsequent amidation to be obtained successfully. Sequential pore wall modification of covalent organic frameworks (e.g., COF-5) with nucleophyllic groups (e.g., amino) yields highly functionalized materials with outstanding resistance to hydrolytic digestion. Subsequent bonding of camptothecin reports the first case of a stable drug delivery system based on covalently conjugated COFs. The synthesized materials are characterized and tested against the biological fluids. We performed a preliminary study of the biological activity by incubation with HeLa cell line. Cytotoxicity was measured by using the 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl diphenyltetrazolium bromide) (MTT) assay, and calculating the corresponding half maximal inhibitory concentration (IC50) values.

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  • SAULO GREGORY CARNEIRO FONSECA
  • PROPRIEDADES ESTRUTURAIS E MAGNÉTICAS DE FERRITAS DE COBRE E COBALTO DOPADAS COM GADOLÍNIO (Gd3+) SINTETIZADAS PELO MÉTODO DE COMBUSTÃO

  • Orientador : ADEMIR OLIVEIRA DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ADEMIR OLIVEIRA DA SILVA
  • SIBELE BERENICE CASTELLA PERGHER
  • ALINE CARVALHO BUENO
  • ELANIA MARIA FERNANDES SILVA
  • ÉRICO DE MOURA NETO
  • Data: 07/08/2018

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  • Nanoferritas de Co e Cu dopadas com íons Gd3+ de fórmula geral Co0,5Cu0,5Fe2-xGdxO4 (x = 0, 0,02, 0,04 e 0,06) foram sintetizadas pelo método da combustão e calcinadas a 900 ºC. As características estruturais foram analisadas por espectroscopia de absorção na região do infravermelho (FTIR), difração de raios X (DRX) com refinamento pelo método Rietveld, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e suas propriedades magnéticas estudadas por magnetometria de amostra vibrante (MAV). Por FTIR determinou-se que a presença de cátions Gd3+ nas amostras desloca os estiramentos entre Fe3+ – O2- para menores números de onda. Os resultados das análises de DRX com refinamento pelo método Rietveld, indicam que as amostras possuem estruturas cúbicas do tipo espinélio e, nas ferritas dopadas com cátions Gd3+ houve a formação de uma segunda fase de estrutura ortorrômbica (GdFeO3), o tamanho dos cristalitos foram calculados pela equação de Scherrer e os valores medidos ficaram na faixa entre 16,84 a 66,51 nm, os valores medidos dos parâmetros de rede (a), aumentaram com o incremento de cátions Gd3+. Sobre os resultados do MAV detectou-se que os valores de MS inicialmente crescem com aumento da concentração de Gd3+ atingindo valor máximo para a ferrita Co0,5Cu0,5Fe1,98Gd0,02O4, porém decrescem para maiores concentrações de Gd3+,  o que pode ser atribuído as migrações catiônicas entre os sítios octaédricos e tetraédricos dos espinélios, em conjunto com a formação da fase secundária GdFeO3, os valores de Hc e K cresceram em maiores concentrações de Gd3+, enquanto que os valores de HR permanecem constantes, entretanto os valores de HR/HC medidos estão na faixa 0,4 a 0,3 indicando a formação de pseudo-monodomínios magnéticos. Os resultados dos nB’s teóricos e experimentais inicialmente crescem, porém para maiores concentrações de Gd3+ foi observado uma diminuição nos valores de nB, foi proposto que os valores dos momentos magnéticos são fortemente influenciados pelas distribuições catiônicas e pela composição química das ferritas. Os materiais sintetizados no presente trabalho apresentaram características de materiais magnéticos moles, com possibilidades de aplicações no campo de absorção de radiação na região de micro-ondas.


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  • Co and Cu nanoferrites doped with Gd3+ ions, with general formula Co0,5Cu0,5Fe2-xGdxO4 (x = 0, 0,02, 0,04 e 0,06) were synthesized by combustion method and calcined at 900 ºC.  The structural properties were determined by infrared spectroscopy (FTIR), X ray diffraction (XRD) with refinement by Rietveld method, scanning electron microscopy and the magnetic characteristics were studied by vibrating sample magnetometer (VSM). FTIR results shows that Gd3+cations shift the Fe3+-O2- stretches for low values. The results of XRD with refinement by Rietveld reveal that samples have cubic/spinel structures, additionally ferrites with Gd3+ formed a secondary phase (GdFeO3), crystallites sizes of all samples were calculated by Scherrer equation with results in the range 16,84 to 66,51 nm., either the measured lattices parameters grow with Gd3+ addition. VSM was used to determine parameters such as MS (Saturation Magnetization), HC (Coercivity), HR (Remmanent Field), HR/HC (Squareness), K (Anisotropy Constant) and nB (Bohr Magneton). Althought MS values initially increases, reaching the maximum value for ferrite Co0,5Cu0,5Fe1,98Gd0,02O4, in high concentrations of Gd3+ the Ms decreases, due the cations migrations between octahedral and tetraedrical sites of magnetic spinels, furthermore the formation of GdFeO3 also affects the saturation magnetization of Co0,5Cu0,5Fe1,98Gd0,02O4. HC and K values rise in major concentrations of Gd3+, while the HR measured were almost constant. Results of HR/HC ratio in the range 0,4 to 0,3 indicates a magnetic pseudo-single domain formation, moreover results of theoretical and experimental nBs initially increase with addition of Gd3+, however in higher concentrations of Gd3+ was observed a decrease in nB values, it was proposed that the values of magnetic moments are strongly influenced by cationic distribution and chemical composition of ferrites. The materials synthesized in this work presented characteristics of soft magnetic materials, with possibilities of applications in absorption field of radiation in microwave region.

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  • TAMIRES FERREIRA DA COSTA
  • ESTUDO EXPERIMENTAL E TEÓRICO DAS INTERAÇÕES DE ESPÉCIES QUÍMICAS NA SUPERFÍCIE DO ELETRODO DE DIAMANTE DOPADO COM BORO PARA PROMOVER A FORMAÇÃO DE ESPÉCIES FORTEMENTE OXIDANTES

  • Orientador : CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CARLOS ALBERTO MARTINEZ HUITLE
  • DAVI SERRADELLA VIEIRA
  • ELIANE BEZERRA CAVALCANTI
  • MARCO ANTONIO QUIROZ ALFARO
  • MARIA GORETTE CAVALCANTE
  • Data: 10/08/2018

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  • O diamante é uma forma alotrópica de carbono formada por ligações simples (hibridização sp3) entre carbonos em uma geometria tetraédrica, possuindo propriedades únicas, como alta condutividade térmica, dureza, resistência à flexão, resistividade mecânica e inércia química. Devido a estas propriedades, o diamante (natural ou sintético) é usado em vários setores tecnológicos como mecânica, eletrônica, óptica, química, médica e espacial. Devido à ausência de condutividade elétrica no diamante, é necessário dopar com boro, nitrogênio ou flúor, proporcionando características de semicondutores metálicos de acordo com a quantidade desses elementos presentes nela. Entre os elementos citados, o boro é o mais utilizado. Após a otimização da preparação de filmes de diamante sintético, esses materiais foram muito utilizados para diferentes investigações e aplicações tecnológicas. Em eletroquímica, os filmes de diamante receberam atenção especial devido às suas propriedades peculiares (capacitivo de baixa corrente, ampla janela de potencial em meio aquoso, cinética de transferência de elétrons rápida em múltiplos sistemas redox, adsorção molecular fraca (baixa passivação) e resistência à corrosão), principalmente quando as superfícies de diamante dopadas com boro foram empregadas. Foram realizados primeiros estudos com diamante dopado com boro (BDD) para investigar o comportamento eletroquímico dos sistemas redox na sua superfície e, conseqüentemente, sua aplicação com outras técnicas analíticas. Por esta razão, o uso desses materiais na eletroanálise foi superior a outras formas de carbono (grafite, carbono vítreo, etc.). Depois disso, alguns pesquisadores determinaram que os filmes BDD podem ser usados para oxidar compostos orgânicos, obtendo a remoção completa deles da solução. Esses resultados mostraram claramente que os eletrodos de filme BDD, quando atuam como ânodo, possuem uma alta estabilidade em meio aquoso ácido forte produzindo radicais hidroxílicos (OH) durante a oxidação da água. Esses radicais são fisicamente absorvidos na superfície BDD. Os radicais OH são considerados oxidantes fortes, e quando produzidos na superfície BDD, a degradação de compostos orgânicos pode ser conseguida de forma eficiente. Além disso, a produção de outras espécies de oxidantes fortes é possível pela participação de radicais OH, como cloro ativo, ozônio, peróxido de hidrogênio, persulfato, percarbonato, entre outros. No entanto, estudos recentes demonstraram que os mecanismos de oxidação de compostos orgânicos, bem como a formação das espécies fortes oxidantes, são fortemente influenciados pelas características da camada condutora e as propriedades do substrato dos ânodos de diamante. Desta forma, o principal objetivo deste projeto é estudar por procedimentos experimentais e cálculos teóricos as interações de diferentes espécies na superfície do eletrodo de diamante. A investigação desses parâmetros permite compreender a formação de espécies oxidantes fortes, bem como os mecanismos de oxidação eletroquímica dos compostos orgânicos que ocorrem por meio da conversão ou combustão eletroquímica.


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  • Diamond is an allotropic form of carbon formed by single bonds (sp3 hybridization) between carbons in a tetrahedral geometry, possessing unique properties such as high thermal conductivity, hardness, flexural strength, mechanical resistivity and chemical inertness. Due to these properties, the diamond (natural or synthetic) is used in various technological sectors such as mechanical, electronic, optical, chemical, medical and space. Due to the absence of electrical conductivity on diamond, a doping is necessary with boron, nitrogen or fluorine, giving metallic semiconductor characteristics according to the amount of those elements present onto it. Among the cited elements, boron is the most used. After the optimization of the preparation of synthetic diamond films, these materials were greatly used for different investigations and technological applications. In electrochemistry, diamond films received special attention due to their peculiar properties (low-current capacitive; wide window of potential in aqueous medium; fast electron transfer kinetics in multiple redox systems; weak molecular adsorption (low passivation) and corrosion resistance), principally when diamond surfaces doped with boron were employed. First studies using boron doped diamond (BDD) were performed for investigating the electrochemical behavior of redox systems on its surface, and, consequently, its application with other analytical techniques. For this reason, the use of these materials in the electroanalysis was superior to other forms of carbon (graphite, glassy carbon, etc.). After that, some researchers determined that BDD films can be used to oxidize organic compounds, obtaining complete removal of them from solution. These results have clearly showed that BDD film electrodes, when act as anode, they possess a high stability in strong acid aqueous media producing hydroxyl radicals (OH) during the oxidation of water. These radicals are physically absorbed on the BDD surface. OH radicals are considered strong oxidants, and when produced at BDD surface, the degradation of organic compounds can be achieved efficiently. Additionally, the production of other strong oxidants species is possible by participation of OH radicals, such as, active chlorine, ozone, hydrogen peroxide, persulphate, percarbonate, among others. However, recent studies have demonstrated that the mechanisms of oxidation of organic compounds as well as the formation of the oxidizing strong species are strongly influenced by the characteristics of conductive layer and the substrate properties of diamond anodes. In this way, the main objective of this project is to study by experimental procedures and theoretical calculations the interactions of different species on the surface of diamond electrode. The investigation of these parameters allows to understand the formation of strong oxidant species as well as the electrochemical oxidation mechanisms of organic compounds that occurs via conversion or electrochemical combustion.

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  • WENDY MARINA TOSCANO QUEIROZ DE MEDEIROS
  • COMPLEXOS DE VANILINA E DERIVADOS: SÍNTESE, CARACTERIZAÇÃO E ESTUDO BIOLÓGICO

  • Orientador : ANA CRISTINA FACUNDO DE BRITO PONTES
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOSE LUIS CARDOZO FONSECA
  • DANIEL DE LIMA PONTES
  • MATHEUS DE FREITAS FERNANDES PEDROSA
  • ERCULES EPAMINONDAS DE SOUZA TEOTONIO
  • JACKSON RODRIGUES DE SOUSA
  • Data: 17/08/2018

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  • Com o presente trabalho tem-se como objetivo c