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Dissertações |
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DANIELLA STEPHENY CARVALHO ANDRADE
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Caracterização reológica e térmica do poli(ácido lático) em compósitos com casca de ovo de galinha e óleo de copaíba
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Orientador : YEDA MEDEIROS BASTOS DE ALMEIDA
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MEMBROS DA BANCA :
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GLORIA MARIA VINHAS
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MARCOS GOMES GHISLANDI
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RENATA BARBOSA
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Data: 15/02/2022
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Neste trabalho, foi utilizado o pó da casca do ovo de galinha in natura (COI) e calcinada (COC) como fonte de carbonato de cálcio (CaCO3), cuja composição foi confirmada por difração de raios X (DRX), e efeito da calcinação avaliado por análise termogravimétrica (TGA). O COC foi misturado ao poli(ácido lático) (PLA) em diversos teores, aos compósitos com 5% foram adicionados óleo essencial (OE) ou óleo vegetal (OV) de copaíba. Os compósitos foram processados em misturador interno sob diferentes condições e posteriormente caracterizados por reometria de torque para obtenção dos parâmetros reológicos. Foram verificadas as propriedades térmicas por termogravimetria e calorimetria exploratória diferencial (DSC). Por DSC, foram analisadas a cinética de fusão e a cinética de cristalização a frio, além do efeito do OV e OE na temperatura de transição vítrea. Os resultados mostraram que a calcinação do COC retirou materiais orgânicos sem que houvesse modificação da estrutura cristalina que é composta exclusivamente por calcita, um polimorfo do CaCO3. O PLA puro apresentou índice de pseudoplasticidade menor do que as outras composições. O PLA/COC7 apresentou menor variação da massa molar média ponderal com o aumento da velocidade dos rotores. O OE reduziu a temperatura de transição vítrea (Tg) em até 5°C. Todos os sistemas estudados apresentaram picos duplos de fusão. As taxas de cristalização observadas para os compósitos contendo OE são maiores do que as encontradas nos outros sistemas.
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Neste trabalho, foi utilizado o pó da casca do ovo de galinha in natura (COI) e calcinada (COC) como fonte de carbonato de cálcio (CaCO3), cuja composição foi confirmada por difração de raios X (DRX), e efeito da calcinação avaliado por análise termogravimétrica (TGA). O COC foi misturado ao poli(ácido lático) (PLA) em diversos teores, aos compósitos com 5% foram adicionados óleo essencial (OE) ou óleo vegetal (OV) de copaíba. Os compósitos foram processados em misturador interno sob diferentes condições e posteriormente caracterizados por reometria de torque para obtenção dos parâmetros reológicos. Foram verificadas as propriedades térmicas por termogravimetria e calorimetria exploratória diferencial (DSC). Por DSC, foram analisadas a cinética de fusão e a cinética de cristalização a frio, além do efeito do OV e OE na temperatura de transição vítrea. Os resultados mostraram que a calcinação do COC retirou materiais orgânicos sem que houvesse modificação da estrutura cristalina que é composta exclusivamente por calcita, um polimorfo do CaCO3. O PLA puro apresentou índice de pseudoplasticidade menor do que as outras composições. O PLA/COC7 apresentou menor variação da massa molar média ponderal com o aumento da velocidade dos rotores. O OE reduziu a temperatura de transição vítrea (Tg) em até 5°C. Todos os sistemas estudados apresentaram picos duplos de fusão. As taxas de cristalização observadas para os compósitos contendo OE são maiores do que as encontradas nos outros sistemas.
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NICKOLLY BUKKYO VIEIRA SERAFIM
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ESTUDO DA ADSORÇÃO DE CLONAZEPAM EM BIOCARVÕES RESIDUAIS DO PROCESSO DE GASEIFICAÇÃO
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Orientador : MAURICIO ALVES DA MOTTA SOBRINHO
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MEMBROS DA BANCA :
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CESAR AUGUSTO MORAES DE ABREU
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DANIELLA CARLA NAPOLEAO
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ELIANE BEZERRA CAVALCANTI
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Data: 15/02/2022
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No presente trabalho, o carvão vegetal obtido após a gaseificação de resíduos de madeira foi testado em batelada para remoção do fármaco clonazepam. Dentre os objetivos específicos/etapas destacam-se: a obtenção dos carvões de gaseificador; a caracterização dos carvões utilizando a microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise de difração de raios-x (DRX), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), determinação de área específica pelo método BET, e ponto de carga zero; realizar ensaios cinéticos e de equilíbrio termodinâmico para cada carvão; avaliar o ajuste dos modelos cinéticos e termodinâmicos propostos na literatura aos resultados obtidos nos ensaios com os adsorventes e realizar um estudo de toxicidade dos efluentes após o tratamento. Foi constatado a eficiência do carvão na remoção do clonazepam, colaborando assim para a sustentabilidade ambiental, tendo foco também na economia circular.
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No presente trabalho, o carvão vegetal obtido após a gaseificação de resíduos de madeira foi testado em batelada para remoção do fármaco clonazepam. Dentre os objetivos específicos/etapas destacam-se: a obtenção dos carvões de gaseificador; a caracterização dos carvões utilizando a microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise de difração de raios-x (DRX), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), determinação de área específica pelo método BET, e ponto de carga zero; realizar ensaios cinéticos e de equilíbrio termodinâmico para cada carvão; avaliar o ajuste dos modelos cinéticos e termodinâmicos propostos na literatura aos resultados obtidos nos ensaios com os adsorventes e realizar um estudo de toxicidade dos efluentes após o tratamento. Foi constatado a eficiência do carvão na remoção do clonazepam, colaborando assim para a sustentabilidade ambiental, tendo foco também na economia circular.
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Marcos André Soares de Oliveira
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DEGRADAÇÃO DE MISTURA DE CORANTES EM EFLUENTE TÊXTIL SINTÉTICO VIA PROCESSOS FENTON E FOTO-FENTON HOMOGÊNEOS E HETEROGÊNEOS
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Orientador : DANIELLA CARLA NAPOLEAO
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MEMBROS DA BANCA :
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MAURICIO ALVES DA MOTTA SOBRINHO
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NELSON MEDEIROS DE LIMA FILHO
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JOAN MANUEL RODRÍGUEZ DÍAZ
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Data: 21/02/2022
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Pesquisas sobre a presença de vestígios de produtos químicos orgânicos em ambientes aquáticos provenientes de efluentes industriais apontam grandes impactos dos despejos de águas residuais no meio ambiente. Desta forma, processos cada vez mais desenvolvidos estão sendo desenvolvidos para atingir os padrões necessários de qualidade dos efluentes oriundos do setor industrial. Os processos oxidativos avançados (POAs) têm se destacado no tratamento e pré-tratamento de compostos de difícil biodegradabilidade em águas, reduzindo os impactos ambientais. Dentre os principais tipos de POA utilizados, o processo foto-Fenton (H2O2/Fe2+/UV) foi o que melhor se adaptou no tratamento da mistura dos azocorantes têxteis preto direto 22, preto ácido 172 e preto reativo 5. Foram avaliados processos homogêneos (utilizando sulfato ferroso) e heterogêneos (aplicando magnetita), em duas matrizes distintas (aquosa e efluente sintético), que geraram resultados de degradação eficiente (>70%) para os dois comprimentos de onda avaliados (576 nm e 228 nm). Estudo cinético demonstrou que os dados obtidos se ajustaram ao modelo de pseudo-primeira ordem de Chan e Chu (2003) e na avaliação de toxicidade o tratamento não demonstrou nível de toxidade preocupantes para as sementes testadas (cenoura, alface, agrião e rúcula) e as cepas de bactérias escolhidas (Escherichia coli e Salmonella enteritidis).
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Pesquisas sobre a presença de vestígios de produtos químicos orgânicos em ambientes aquáticos provenientes de efluentes industriais apontam grandes impactos dos despejos de águas residuais no meio ambiente. Desta forma, processos cada vez mais desenvolvidos estão sendo desenvolvidos para atingir os padrões necessários de qualidade dos efluentes oriundos do setor industrial. Os processos oxidativos avançados (POAs) têm se destacado no tratamento e pré-tratamento de compostos de difícil biodegradabilidade em águas, reduzindo os impactos ambientais. Dentre os principais tipos de POA utilizados, o processo foto-Fenton (H2O2/Fe2+/UV) foi o que melhor se adaptou no tratamento da mistura dos azocorantes têxteis preto direto 22, preto ácido 172 e preto reativo 5. Foram avaliados processos homogêneos (utilizando sulfato ferroso) e heterogêneos (aplicando magnetita), em duas matrizes distintas (aquosa e efluente sintético), que geraram resultados de degradação eficiente (>70%) para os dois comprimentos de onda avaliados (576 nm e 228 nm). Estudo cinético demonstrou que os dados obtidos se ajustaram ao modelo de pseudo-primeira ordem de Chan e Chu (2003) e na avaliação de toxicidade o tratamento não demonstrou nível de toxidade preocupantes para as sementes testadas (cenoura, alface, agrião e rúcula) e as cepas de bactérias escolhidas (Escherichia coli e Salmonella enteritidis).
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MARINA GOMES SILVA
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PRODUÇÃO DE NANOCOMPÓSITOS DE CELULOSE BACTERIANA/Fe PARA DEGRADAÇÃO DE SOLUÇÃO DE CORANTES TÊXTEIS POR PROCESSOS OXIDATIVOS AVANÇADOS
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Orientador : DANIELLA CARLA NAPOLEAO
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MEMBROS DA BANCA :
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MAURICIO ALVES DA MOTTA SOBRINHO
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DOUGLAS DO NASCIMENTO SILVA
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LEONIE ASFORA SARUBBO
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Data: 22/02/2022
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O presente trabalho teve como objetivo geral desenvolver novos materiais compósitos, a base de celulose bacteriana (CB) e íons de Fe2+, para serem aplicados na degradação da mistura de corantes têxteis preto direto 22 e azul reativo 21, via processo foto-Fenton, empregando reator sunligth. Os materiais produzidos pelos métodos in-situ e ex-situ foram testados como catalisador nas reações de oxidação, constatando-se que o primeiro método obteve melhor eficiência. Em seguida, o melhor compósito foi caracterizado por diversas técnicas, como FT-IR, TGA, MEV e DRX, a fim de se conhecer as principais propriedades do material obtido. A concentração do agente oxidante foi otimizada em 100 mg.L-1, atingindo-se uma degradação de 95% para os grupamentos dos cromóforos e 77% para os grupos dos aromáticos, característico da mistura de corantes, após 60 min de tratamento. Já o estudo cinético de degradação atingiu o equilíbrio após 120 min de experimento e seguiu um perfil de pseudo primeira-ordem, ajustando-se bem aos modelos de Chan e Chu (2003) e He e colaboradores (2016). Foi realizado também um estudo de recuperação do nanocompósito para manter a eficiência de degradação após o primeiro ciclo de uso, atingindo 99% e 95% de degradação, após 5 ciclos, para os respectivos grupos supracitados. Por fim, observou-se que o processo foto-Fenton, empregando-se o nanocompósito CB/Fe como catalisador, proporcionou melhores condições de crescimento para os diferentes organismos avaliados, apresentando melhores níveis de toxicidade.
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O presente trabalho teve como objetivo geral desenvolver novos materiais compósitos, a base de celulose bacteriana (CB) e íons de Fe2+, para serem aplicados na degradação da mistura de corantes têxteis preto direto 22 e azul reativo 21, via processo foto-Fenton, empregando reator sunligth. Os materiais produzidos pelos métodos in-situ e ex-situ foram testados como catalisador nas reações de oxidação, constatando-se que o primeiro método obteve melhor eficiência. Em seguida, o melhor compósito foi caracterizado por diversas técnicas, como FT-IR, TGA, MEV e DRX, a fim de se conhecer as principais propriedades do material obtido. A concentração do agente oxidante foi otimizada em 100 mg.L-1, atingindo-se uma degradação de 95% para os grupamentos dos cromóforos e 77% para os grupos dos aromáticos, característico da mistura de corantes, após 60 min de tratamento. Já o estudo cinético de degradação atingiu o equilíbrio após 120 min de experimento e seguiu um perfil de pseudo primeira-ordem, ajustando-se bem aos modelos de Chan e Chu (2003) e He e colaboradores (2016). Foi realizado também um estudo de recuperação do nanocompósito para manter a eficiência de degradação após o primeiro ciclo de uso, atingindo 99% e 95% de degradação, após 5 ciclos, para os respectivos grupos supracitados. Por fim, observou-se que o processo foto-Fenton, empregando-se o nanocompósito CB/Fe como catalisador, proporcionou melhores condições de crescimento para os diferentes organismos avaliados, apresentando melhores níveis de toxicidade.
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INGRID LARISSA DA SILVA SANTANA
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DEGRADAÇÃO DO CORANTE TÊXTIL PRETO DIRETO 22 EMPREGANDO PROCESSOS OXIDATIVOS AVANÇADOS ELETROQUÍMICOS E HOMOGÊNEOS
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Orientador : DANIELLA CARLA NAPOLEAO
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MEMBROS DA BANCA :
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FERNANDA ARAUJO HONORATO
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LEDA CRISTINA DA SILVA
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NELSON MEDEIROS DE LIMA FILHO
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Data: 24/02/2022
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O presente trabalho teve como objetivo geral avaliar a degradação de corante têxtil preto direto 22 pelos processos oxidativos avançados homogêneos (Fenton e foto-Fenton) e eletroquímico (oxidação anódica e eletro-Fenton). O trabalho teve ainda como objetivos específicos: avaliar os tipos de eletrodo e eletrólitos mais eficientes e viáveis para o processo eletroquímico; definir as melhores condições experimentais do processo homogêneo e para o processo eletroquímico; acompanhar cinética de degradação através da concentração do corante para os melhores sistemas e adequação a modelos cinéticos; avaliar a eficiência dos melhores processos para efluente real; caracterizar o eletrodo por microscopia eletrônica de varredura e difração de raios-x e analisar a toxicidade antes e após o tratamento frente a diferentes organismos. Foi possível verificar que ambos os processos foram eficientes no tratamento do corante, sendo atingida uma degradação > 95% tanto para os processos homogêneos quanto eletroquímicos, após 60 min. A avaliação cinética mostrou que os processos seguem um perfil de pseudo primeira-ordem, apresentando ajuste aos modelos de cinéticos propostos por Chan e Chu e He et al. O estudo da toxicidade mostrou que o emprego dos tratamentos utilizados não conduziu a formação de produtos tóxicos, assim, as amostras tratadas poderiam ser descartadas no corpo receptor. Dessa forma, ambos os processos são eficientes, porém os eletroquímicos caracterizam uma alternativa para tratamento de efluente sem a utilização reagentes externos.
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O presente trabalho teve como objetivo geral avaliar a degradação de corante têxtil preto direto 22 pelos processos oxidativos avançados homogêneos (Fenton e foto-Fenton) e eletroquímico (oxidação anódica e eletro-Fenton). O trabalho teve ainda como objetivos específicos: avaliar os tipos de eletrodo e eletrólitos mais eficientes e viáveis para o processo eletroquímico; definir as melhores condições experimentais do processo homogêneo e para o processo eletroquímico; acompanhar cinética de degradação através da concentração do corante para os melhores sistemas e adequação a modelos cinéticos; avaliar a eficiência dos melhores processos para efluente real; caracterizar o eletrodo por microscopia eletrônica de varredura e difração de raios-x e analisar a toxicidade antes e após o tratamento frente a diferentes organismos. Foi possível verificar que ambos os processos foram eficientes no tratamento do corante, sendo atingida uma degradação > 95% tanto para os processos homogêneos quanto eletroquímicos, após 60 min. A avaliação cinética mostrou que os processos seguem um perfil de pseudo primeira-ordem, apresentando ajuste aos modelos de cinéticos propostos por Chan e Chu e He et al. O estudo da toxicidade mostrou que o emprego dos tratamentos utilizados não conduziu a formação de produtos tóxicos, assim, as amostras tratadas poderiam ser descartadas no corpo receptor. Dessa forma, ambos os processos são eficientes, porém os eletroquímicos caracterizam uma alternativa para tratamento de efluente sem a utilização reagentes externos.
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ÍTALO RICARDO SILVA DE ARAÚJO
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ESTUDO DA DESATIVAÇÃO E REGENERAÇÃO DO CATALISADOR ESTRUTURADO Ni/(La2O3/Al2O3) APLICADO A REFORMA SECA DO METANO.
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Orientador : LUCIANO COSTA ALMEIDA
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MEMBROS DA BANCA :
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CELMY MARIA BEZERRA DE MENEZES BARBOSA
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NELSON MEDEIROS DE LIMA FILHO
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PEDRO NOTHAFT ROMANO
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Data: 27/04/2022
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Neste trabalho foram sintetizados os catalisadores Ni/γ-Al2O3 e Ni/La2O3-γ-Al2O3, os quais foram empregados na reforma seca do metano. Os catalisadores frescos foram caracterizados pelas de DRX, MEV, Adsorção-dessorção de N2, Espectroscopia de absorção atômica e Redução a temperatura programada (RTP). Foram estudados, a partir da aplicação da reação de reforma seca do CH4, os efeitos de razão de alimentação dos reagentes (CH4/CO2), do La como promotor do suporte e da utilização do sistema estruturado (monólitos). Os catalisadores pós-reação foram caracterizados por espectroscopia RAMAN, MEV e DRX. Foram ainda desenvolvidos estudos dos efeitos de desativação e regeneração do catalisador estruturado em conjunto com aplicação de modelagem cinética em termos da atividade catalítica. Para os catalisadores frescos à análise de DRX indicou melhor dispersão para o catalisador Ni/La-Al. Na análise de RTP observou-se que a espécie NiAl2O4 foi mitigada devido a adição de La. Nos catalisadores pó de Ni/La-Al reação, o RAMAN mostrou uma diminuiçlao significativa de carbono amorfo. No estudo catalítico, o Ni/La-Al apresentou-se superior ao Ni/Al em cerca de 10% na condição de maior desativação. No sistema estruturado, os catalisadores Ni/La-Al e Ni/Al apresentaram-se, em termos de conversão, superiores em 10% e 20% ao sistema em pó, respectivamente. No estudo de desativação observou-se que o valor da atividade residual diminui no sentido de maior desativação que é o aumento da WHSV (velocidade espacial). Outrossim, na modelagem, foi possível verificar que estatisticamente o modelo proposto MDAR 1 teve bons ajustes. Na regeneração, o CO2 apresentou melhor desempenho que o H2. Na modelagem de regeneração observou-se que o modelo proposto, MRA1, mostrou-se representativo aos dados experimentais. Além disso, foi possível verificar que o maior valor de 𝜅𝑟 (menor reativação) atribuído a WHSVreg = 20 L.gcat-1.h-1.
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Neste trabalho foram sintetizados os catalisadores Ni/γ-Al2O3 e Ni/La2O3-γ-Al2O3, os quais foram empregados na reforma seca do metano. Os catalisadores frescos foram caracterizados pelas de DRX, MEV, Adsorção-dessorção de N2, Espectroscopia de absorção atômica e Redução a temperatura programada (RTP). Foram estudados, a partir da aplicação da reação de reforma seca do CH4, os efeitos de razão de alimentação dos reagentes (CH4/CO2), do La como promotor do suporte e da utilização do sistema estruturado (monólitos). Os catalisadores pós-reação foram caracterizados por espectroscopia RAMAN, MEV e DRX. Foram ainda desenvolvidos estudos dos efeitos de desativação e regeneração do catalisador estruturado em conjunto com aplicação de modelagem cinética em termos da atividade catalítica. Para os catalisadores frescos à análise de DRX indicou melhor dispersão para o catalisador Ni/La-Al. Na análise de RTP observou-se que a espécie NiAl2O4 foi mitigada devido a adição de La. Nos catalisadores pó de Ni/La-Al reação, o RAMAN mostrou uma diminuiçlao significativa de carbono amorfo. No estudo catalítico, o Ni/La-Al apresentou-se superior ao Ni/Al em cerca de 10% na condição de maior desativação. No sistema estruturado, os catalisadores Ni/La-Al e Ni/Al apresentaram-se, em termos de conversão, superiores em 10% e 20% ao sistema em pó, respectivamente. No estudo de desativação observou-se que o valor da atividade residual diminui no sentido de maior desativação que é o aumento da WHSV (velocidade espacial). Outrossim, na modelagem, foi possível verificar que estatisticamente o modelo proposto MDAR 1 teve bons ajustes. Na regeneração, o CO2 apresentou melhor desempenho que o H2. Na modelagem de regeneração observou-se que o modelo proposto, MRA1, mostrou-se representativo aos dados experimentais. Além disso, foi possível verificar que o maior valor de 𝜅𝑟 (menor reativação) atribuído a WHSVreg = 20 L.gcat-1.h-1.
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LETICIA DE SOUZA SILVA
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DESENVOLVIMENTO DE NOVOS CATALISADORES DE ÓXIDOS MISTOS DE Ca, Fe E Al PARA SEREM UTILIZADOS NA DESPOLIMERIZAÇÃO DE PET VIA GLICÓLISE
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Orientador : CELMY MARIA BEZERRA DE MENEZES BARBOSA
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MEMBROS DA BANCA :
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CLAUDIA CRISTINA CARDOSO DA SILVA
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MOHAND BENACHOUR
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YEDA MEDEIROS BASTOS DE ALMEIDA
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Data: 28/04/2022
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Como poluidor, o Poli(tereftalato de etileno) (PET) se destaca devido ao auto consumo e difícil degradabilidade. A reciclagem química possibilita a obtenção de produtos com maior valor agregado que podem ser usados em novos processos industriais, além de reduzir o volume de resíduos. A glicólise do PET possibilita a produção do tereftalato de bis-(2-hidroxil) (BHET), monômero do PET. Entretanto, faz-se necessário o uso de catalisadores. Os óxidos mistos se mostram eficientes devido ao alto desempenho catalítico e promissores como catalisadores heterogêneos com separação facilitada e a viabilidade de reutilização por vários ciclos no processo. Assim, neste trabalho foram preparados catalisadores de Ca-Al, Ca-Fe e Ca-Fe-Al, através do método da coprecipitação para glicólise do PET. Os materiais foram caracterizados por difração de raios X (DRX), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (ATG/DTG), análise textural por adsorção/dessorção de N2 e por energia dispersiva (EDXRF). A reação de glicólise foi conduzida em sistema de refluxo, aos 200°C por 120 minutos, alcançando maiores porcentagens de despolimerização do PET e rendimento de BHET, 97 e 80% respectivamente, obtidas nas reações com os catalisadores Ca0.4Fe0.3Al0.3-600 e Ca0.7Fe0.15Al0.15-600, com reuso por cinco ciclos consecutivos, sem perda de desempenho. Para os melhores catalisadores, seus dados cinéticos foram conformados ao modelo cinético de pseudo-primeira ordem com constantes cinética de 0,01619 e 0,01553 min-1, respectivamente. O BHET obtido foi caracterizado pelos métodos FTIR, ATG/DTD e CDV.
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Como poluidor, o Poli(tereftalato de etileno) (PET) se destaca devido ao auto consumo e difícil degradabilidade. A reciclagem química possibilita a obtenção de produtos com maior valor agregado que podem ser usados em novos processos industriais, além de reduzir o volume de resíduos. A glicólise do PET possibilita a produção do tereftalato de bis-(2-hidroxil) (BHET), monômero do PET. Entretanto, faz-se necessário o uso de catalisadores. Os óxidos mistos se mostram eficientes devido ao alto desempenho catalítico e promissores como catalisadores heterogêneos com separação facilitada e a viabilidade de reutilização por vários ciclos no processo. Assim, neste trabalho foram preparados catalisadores de Ca-Al, Ca-Fe e Ca-Fe-Al, através do método da coprecipitação para glicólise do PET. Os materiais foram caracterizados por difração de raios X (DRX), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (ATG/DTG), análise textural por adsorção/dessorção de N2 e por energia dispersiva (EDXRF). A reação de glicólise foi conduzida em sistema de refluxo, aos 200°C por 120 minutos, alcançando maiores porcentagens de despolimerização do PET e rendimento de BHET, 97 e 80% respectivamente, obtidas nas reações com os catalisadores Ca0.4Fe0.3Al0.3-600 e Ca0.7Fe0.15Al0.15-600, com reuso por cinco ciclos consecutivos, sem perda de desempenho. Para os melhores catalisadores, seus dados cinéticos foram conformados ao modelo cinético de pseudo-primeira ordem com constantes cinética de 0,01619 e 0,01553 min-1, respectivamente. O BHET obtido foi caracterizado pelos métodos FTIR, ATG/DTD e CDV.
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MARIA ALICE DE MELO PINHEIRO
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Desenvolvimento de pontos de carbono a partir de fonte renovável como nanomarcador de combustível
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Orientador : LUIZ STRAGEVITCH
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MEMBROS DA BANCA :
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ADRIANA FONTES
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FERNANDA ARAUJO HONORATO
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GIOVANNIA ARAUJO DE LIMA PEREIRA
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Data: 30/05/2022
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Neste trabalho, foram desenvolvidos pontos de carbono utilizando a vinhaça como fonte de carbono inédita para serem aplicados como nanomarcadores de etanol hidratado combustível. Três rotas sintéticas foram avaliadas para a síntese das nanopartículas, sendo elas refluxo, solvotérmica e hidrotérmica. Em seguida, foram realizadas as caracterizações ópticas e estruturais dos pontos de carbono. A síntese hidrotermal demonstrou resultados superiores frente às rotas solvotermal e refluxo, com tempo de reação de 12 horas, demonstrando ser uma rota sintética de baixo custo e ecologicamente correta. O nanomarcador obtido pela via hidrotermal apresentou propriedades ópticas que permitiram sua aplicação em etanol hidratado combustível, e demonstrou que os pontos de carbono podem ser utilizados para a marcação do combustível sem causar mudanças visuais nem alteração do pH. A inovação proposta nesta pesquisa demonstrou que o uso da vinhaça como precursor de pontos de carbono foi satisfatório, gerando desenvolvimento e inovação tecnológica. Assim, foram usados princípios da química verde para a formação de nanopartículas ambientalmente corretas a partir de uma síntese simples, de baixo custo, e com possibilidade de ampliação para a escala industrial.
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Neste trabalho, foram desenvolvidos pontos de carbono utilizando a vinhaça como fonte de carbono inédita para serem aplicados como nanomarcadores de etanol hidratado combustível. Três rotas sintéticas foram avaliadas para a síntese das nanopartículas, sendo elas refluxo, solvotérmica e hidrotérmica. Em seguida, foram realizadas as caracterizações ópticas e estruturais dos pontos de carbono. A síntese hidrotermal demonstrou resultados superiores frente às rotas solvotermal e refluxo, com tempo de reação de 12 horas, demonstrando ser uma rota sintética de baixo custo e ecologicamente correta. O nanomarcador obtido pela via hidrotermal apresentou propriedades ópticas que permitiram sua aplicação em etanol hidratado combustível, e demonstrou que os pontos de carbono podem ser utilizados para a marcação do combustível sem causar mudanças visuais nem alteração do pH. A inovação proposta nesta pesquisa demonstrou que o uso da vinhaça como precursor de pontos de carbono foi satisfatório, gerando desenvolvimento e inovação tecnológica. Assim, foram usados princípios da química verde para a formação de nanopartículas ambientalmente corretas a partir de uma síntese simples, de baixo custo, e com possibilidade de ampliação para a escala industrial.
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DAYANE CAROLINE TENÓRIO E SILVA
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SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE COMPÓSITO À BASE DE POLIANILINA MODIFICADO COM QUITOSANA E OCTACETATO DE SACAROSE APLICADO À ADSORÇÃO DO CORANTE SINTÉTICO PRETO DE REMAZOL
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Orientador : NELSON MEDEIROS DE LIMA FILHO
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MEMBROS DA BANCA :
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GLORIA MARIA VINHAS
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LEDA CRISTINA DA SILVA
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MOHAND BENACHOUR
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Data: 26/07/2022
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O presente trabalho objetivou a síntese de um compósito à base de polianilina (PAni) e quitosana, modificado com octaacetato de sacarose (SOA) – PANI-SOA@Qui -, sua caracterização e sua aplicação como adsorvente do corante sintético Preto de Remazol em solução aquosa. A sua caracterização se deu por MEV, DRX, FT-IR, UV-VIS, BET, TGA/DTG, condutividade e PCZ. Os resultados da caracterização revelaram um material de morfologia aglomerada e semicristalino; sob o estado de oxidação sal de esmeraldina; com condutividade e área superficial mais acentuada, em comparação ao material sintetizado na ausência do SOA; e PCZ 4,18. Do estudo adsortivo, foi encontrada uma condição ótima de remoção (>99%) para 60 mgL-1 de corante, 0,25g L-1 de adsorvente, pH na faixa de 2 a 7 e temperatura de 30 °C. O processo adsortivo seguiu cinética de pseudoprimeira ordem e equilíbrio que se adequou ao modelo de Langmuir. O estudo termodinâmico revelou uma adsorção de natureza física, endotérmica, espontânea e com aumento entrópico. Foi observada alta eficiência de remoção do efluente sintético cujo pH estava dentro da faixa 2-7 e uma remoção acima de 74% em até 4 ciclos de adsorção-dessorção. Pode-se considerar, portanto, que o compósito PAni-SOA@Qui é uma alternativa promissora para a remoção desse corante de rejeitos que o contém.
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O presente trabalho objetivou a síntese de um compósito à base de polianilina (PAni) e quitosana, modificado com octaacetato de sacarose (SOA) – PANI-SOA@Qui -, sua caracterização e sua aplicação como adsorvente do corante sintético Preto de Remazol em solução aquosa. A sua caracterização se deu por MEV, DRX, FT-IR, UV-VIS, BET, TGA/DTG, condutividade e PCZ. Os resultados da caracterização revelaram um material de morfologia aglomerada e semicristalino; sob o estado de oxidação sal de esmeraldina; com condutividade e área superficial mais acentuada, em comparação ao material sintetizado na ausência do SOA; e PCZ 4,18. Do estudo adsortivo, foi encontrada uma condição ótima de remoção (>99%) para 60 mgL-1 de corante, 0,25g L-1 de adsorvente, pH na faixa de 2 a 7 e temperatura de 30 °C. O processo adsortivo seguiu cinética de pseudoprimeira ordem e equilíbrio que se adequou ao modelo de Langmuir. O estudo termodinâmico revelou uma adsorção de natureza física, endotérmica, espontânea e com aumento entrópico. Foi observada alta eficiência de remoção do efluente sintético cujo pH estava dentro da faixa 2-7 e uma remoção acima de 74% em até 4 ciclos de adsorção-dessorção. Pode-se considerar, portanto, que o compósito PAni-SOA@Qui é uma alternativa promissora para a remoção desse corante de rejeitos que o contém.
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Teses |
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SANTULLA LEIDE BERNARDES VASCONCELOS CARVALHO
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CONVERSÃO CATALÍTICA DA FRAÇÃO HOLOCELULÓSICA DO BAGAÇO DE CANA-DE-AÇÚCAR EM POLIÓIS E DERIVADOS
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Orientador : NELSON MEDEIROS DE LIMA FILHO
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MEMBROS DA BANCA :
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EMMANUEL DAMILANO DUTRA
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JORGE VINICIUS FERNANDES LIMA CAVALCANTI
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MARIA DE LOS ANGELES PEREZ FERNANDEZ
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MOHAND BENACHOUR
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SERGIO LUCENA
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Data: 28/01/2022
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A hidrólise ácida da biomassa e a hidrogenação de seus produtos sacarídicos foram combinadas visando a conversão catalítica de extratos da fração holocelulosica (hemicelullose, celulose) do vegetal com predominâncias de xilose e glicose estruturadas em polímeros naturais. O bagaço da cana-de-açúcar foi deslignificado em um pré-tratamento de três etapas (extrações ácidas, básicas e orgânicas), em seguida a hemicelullose foi extraída com ácido sulfúrico (2,5 % v/v) obtendo-se xilose (22 g.L-1 ) em solução, que tratada foi hidrogenada com o catalisador bimetálico (Ni 10% - Ru 1% massa), revelando uma seletividade de 90% em xilitol após uma hora de operação. As evoluções cinéticas do processo foram representadas via modelo matemático que incluiu os valores da velocidade específica de reação envolvendo energia de ativação da ordem de 12,91 kJ mol-1. Prevendo disponibilidade da celulose, sua conversão foi realizada em meio aquoso com ácido acético e catalisador bimetálico de níquel e rutênio (10% - 1% em massa) suportado em carvão ativado, operando-se em reator de leito de lama. Resultaram uma conversão de 95% da celulose e rendimento em torno dos 90% em sorbitol, em 4 horas de reação. Assumindo etapas de hidrólise e hidrogenação dos oligômeros (celobiose) e da glicose através interações de superfície com o hidrogênio, foi aplicada a abordagem de Langmuir-Hinshelwood para expressar as taxas de reação do processo. Balanços de massa dos sacarideos e do produto sorbitol forneceram equações cujas soluções foram ajustadas às evoluções de suas concentraçoes garantindo a quantificação das constantes de velocidade da reação, de dissociação do ácido acético e de adsorção, nas seguintes ordens de grandeza 𝑘ℎ=1,040x10-2min-1 , 𝑘 ′ 1∗=1,425x10-2min-1 , 𝐾𝐴𝐶= 2,124x10-3 , 𝐾𝑆= 4,699x10-3 L.s-1 , respectivamente.
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A hidrólise ácida da biomassa e a hidrogenação de seus produtos sacarídicos foram combinadas visando a conversão catalítica de extratos da fração holocelulosica (hemicelullose, celulose) do vegetal com predominâncias de xilose e glicose estruturadas em polímeros naturais. O bagaço da cana-de-açúcar foi deslignificado em um pré-tratamento de três etapas (extrações ácidas, básicas e orgânicas), em seguida a hemicelullose foi extraída com ácido sulfúrico (2,5 % v/v) obtendo-se xilose (22 g.L-1 ) em solução, que tratada foi hidrogenada com o catalisador bimetálico (Ni 10% - Ru 1% massa), revelando uma seletividade de 90% em xilitol após uma hora de operação. As evoluções cinéticas do processo foram representadas via modelo matemático que incluiu os valores da velocidade específica de reação envolvendo energia de ativação da ordem de 12,91 kJ mol-1. Prevendo disponibilidade da celulose, sua conversão foi realizada em meio aquoso com ácido acético e catalisador bimetálico de níquel e rutênio (10% - 1% em massa) suportado em carvão ativado, operando-se em reator de leito de lama. Resultaram uma conversão de 95% da celulose e rendimento em torno dos 90% em sorbitol, em 4 horas de reação. Assumindo etapas de hidrólise e hidrogenação dos oligômeros (celobiose) e da glicose através interações de superfície com o hidrogênio, foi aplicada a abordagem de Langmuir-Hinshelwood para expressar as taxas de reação do processo. Balanços de massa dos sacarideos e do produto sorbitol forneceram equações cujas soluções foram ajustadas às evoluções de suas concentraçoes garantindo a quantificação das constantes de velocidade da reação, de dissociação do ácido acético e de adsorção, nas seguintes ordens de grandeza 𝑘ℎ=1,040x10-2min-1 , 𝑘 ′ 1∗=1,425x10-2min-1 , 𝐾𝐴𝐶= 2,124x10-3 , 𝐾𝑆= 4,699x10-3 L.s-1 , respectivamente.
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LIVIA DIAS CAMPELO DE FREITAS
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PROCESSAMENTO DO ABACAXI: SECAGEM DA POLPA E APROVEITAMENTO DA COROA DA FRUTA COMO ADSORVENTE DO CORANTE AMARELO TARTRAZINA
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Orientador : OTIDENE ROSSITER SA DA ROCHA
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MEMBROS DA BANCA :
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MOHAND BENACHOUR
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JENYFFER MEDEIROS CAMPOS GUERRA
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JORGE VINICIUS FERNANDES LIMA CAVALCANTI
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ANA CAROLINE DE OLIVEIRA
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RAFAEL AUGUSTO BATISTA DE MEDEIROS
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Data: 23/05/2022
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O abacaxi é uma planta tropical que tem destaque na fruticultura. Objetivando-se utilizar o máximo da fruta realizou-se a secagem convectiva da polpa e utilização da coroa como precursor de adsorventes.As fatias de abacaxi foram pré-tratadas por imersão em etanol, solução etanol: água, etanol assistida por ultrassom (E100US) e solução aquosa de etanol assistida por ultrassom. Cinco modelos de camada fina foram utilizados para ajuste aos dados experimentais. Os coeficientes de difusividade efetiva foram calculados por meio do modelo baseado na Lei de Fick. As amostras E100US obtiveram menor tempo de secagem. O modelo Exponencial de 2 Termos obteve o melhor ajuste aos dados experimentais. As análises dequalidade mostraram que o uso do ultrassom teve influência na retenção de bioativos e que E100US não apresentou escurecimento significativo. Em relação à coroa, foram produzidos adsorventes através de diferentes. Dentre os adsorventes, o tratado por ácido (CA-A) foi o que apresentou maior capacidade adsortiva do corante Amarelo Tartrazina. O CA-A foi caracterizado pelas técnicas de adsorção/dessorção de N2, espectroscopia IV, análise termogravimétrica, titulação de Boehm, microscopia eletrônica de varredura e pH do ponto de carga zero. As melhores condições observadas foram pH 2 e dose de 1 g.L-1 . No estudo cinético, a adsorção atingiu o equilíbrio em 240 min. O modelo de Sips representou as isotermas de adsorção e os parâmetros termodinâmicos indicaram processo espontâneo e endotérmico.
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O abacaxi é uma planta tropical que tem destaque na fruticultura. Objetivando-se utilizar o máximo da fruta realizou-se a secagem convectiva da polpa e utilização da coroa como precursor de adsorventes.As fatias de abacaxi foram pré-tratadas por imersão em etanol, solução etanol: água, etanol assistida por ultrassom (E100US) e solução aquosa de etanol assistida por ultrassom. Cinco modelos de camada fina foram utilizados para ajuste aos dados experimentais. Os coeficientes de difusividade efetiva foram calculados por meio do modelo baseado na Lei de Fick. As amostras E100US obtiveram menor tempo de secagem. O modelo Exponencial de 2 Termos obteve o melhor ajuste aos dados experimentais. As análises dequalidade mostraram que o uso do ultrassom teve influência na retenção de bioativos e que E100US não apresentou escurecimento significativo. Em relação à coroa, foram produzidos adsorventes através de diferentes. Dentre os adsorventes, o tratado por ácido (CA-A) foi o que apresentou maior capacidade adsortiva do corante Amarelo Tartrazina. O CA-A foi caracterizado pelas técnicas de adsorção/dessorção de N2, espectroscopia IV, análise termogravimétrica, titulação de Boehm, microscopia eletrônica de varredura e pH do ponto de carga zero. As melhores condições observadas foram pH 2 e dose de 1 g.L-1 . No estudo cinético, a adsorção atingiu o equilíbrio em 240 min. O modelo de Sips representou as isotermas de adsorção e os parâmetros termodinâmicos indicaram processo espontâneo e endotérmico.
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ALEX LEANDRO ANDRADE DE LUCENA
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Degradação de antirretrovirais utilizando processos oxidativos avançados homogêneos e heterogêneos em reator fotolítico de bancada
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Orientador : DANIELLA CARLA NAPOLEAO
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MEMBROS DA BANCA :
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DOUGLAS DO NASCIMENTO SILVA
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GIOVANNA MACHADO
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JORGE VINICIUS FERNANDES LIMA CAVALCANTI
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LEDA CRISTINA DA SILVA
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MAURICIO ALVES DA MOTTA SOBRINHO
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Data: 30/05/2022
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Os contaminantes farmacêuticos, como a lamivudina e zidovudina, destacam-se dada recalcitrância. Logo, foi projetado e construído um reator de bancada com radiação combinada (UV-C, UV-A e sunlight) para tratar a mistura de fármacos frente a processos oxidativos avançados (POA) homogêneos e heterogêneos. Para os POA homogêneos os ensaios em meio aquoso (MA) evidenciaram maior eficiência para uso isolado de radiação UV-C. Para fotocatálise heterogênea foram realizados ensaios com placas de latão calcinadas e recobertas com dois tipos de TiO2 (A) e (B) sob irradiação UV-C, atingindo uma degradação máxima de 70,83% para MA a e 37,81% para o efluente sintético (ES), após 300 min de tratamento. Os dados para os POA homogêneos se ajustaram aos modelos cinéticos de Chan e Chu e He et al. com R2> 0,93. Para a fotocatálise heterogênea, os dados também seguem uma cinética de pseudo-primeira ordem. A eficiência dos POA também foi determinada via CLAE, obtendo-se degradações > 96% para os processos homogêneos e na faixa de 75% para a fotocatálise heterogênea (MA) e entre 38 e 42% para o ES. Ensaios de toxicidade envolvendo a aplicação de sementes de alface, cenoura e tomate mostraram uma inibição do crescimento das três sementes para as soluções submetidas aos POA, nas duas matrizes. Tal comportamento não foi verificado para as soluções iniciais, indicando que os intermediários formados durante os POA podem ser mais tóxicos.
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Os contaminantes farmacêuticos, como a lamivudina e zidovudina, destacam-se dada recalcitrância. Logo, foi projetado e construído um reator de bancada com radiação combinada (UV-C, UV-A e sunlight) para tratar a mistura de fármacos frente a processos oxidativos avançados (POA) homogêneos e heterogêneos. Para os POA homogêneos os ensaios em meio aquoso (MA) evidenciaram maior eficiência para uso isolado de radiação UV-C. Para fotocatálise heterogênea foram realizados ensaios com placas de latão calcinadas e recobertas com dois tipos de TiO2 (A) e (B) sob irradiação UV-C, atingindo uma degradação máxima de 70,83% para MA a e 37,81% para o efluente sintético (ES), após 300 min de tratamento. Os dados para os POA homogêneos se ajustaram aos modelos cinéticos de Chan e Chu e He et al. com R2> 0,93. Para a fotocatálise heterogênea, os dados também seguem uma cinética de pseudo-primeira ordem. A eficiência dos POA também foi determinada via CLAE, obtendo-se degradações > 96% para os processos homogêneos e na faixa de 75% para a fotocatálise heterogênea (MA) e entre 38 e 42% para o ES. Ensaios de toxicidade envolvendo a aplicação de sementes de alface, cenoura e tomate mostraram uma inibição do crescimento das três sementes para as soluções submetidas aos POA, nas duas matrizes. Tal comportamento não foi verificado para as soluções iniciais, indicando que os intermediários formados durante os POA podem ser mais tóxicos.
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CLAUDIA JESSICA DA SILVA CAVALCANTI
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Simulação e otimização de processos para obtenção de biocombustíveis: etanol, bioquerosene de aviação e diesel verde
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Orientador : MARIA FERNANDA PIMENTEL AVELAR
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MEMBROS DA BANCA :
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MYLENE CRISTINA ALVES FERREIRA REZENDE
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AMANDA DUARTE GONDIM
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DEIVSON CESAR SILVA SALES
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JOSÉ ANDRÉ CAVALCANTI DA SILVA
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LEANDRO DANIELSKI
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Data: 30/06/2022
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O Brasil destaca-se na transição energética graças à produção crescente de biocombustíveis, que é uma alternativa ambientalmente sustentável aos combustíveis fósseis. Levando em consideração que o País é o segundo maior produtor mundial de biocombustível, este trabalho investigou três novos processos: desidratação de etanol utilizando líquidos iônicos (LI) como solventes, conversão de etanol em biocombustível de aviação e hidrogenação de óleo de soja para produção de diesel verde. Todos os processos foram simulados com o Aspen Plus® com base em dados disponíveis na literatura. A desidratação do etanol foi configurada por meio de planejamentos experimentais e da função desejabilidade, maximizando a pureza do etanol anidro combustível (EAC) e minimizando o consumo energético. O menor consumo energético foi observado para o LI [Mim][Cl](1665 kJ/kg de EAC) seguido por [Emim][Cl] < [Hmim][Cl] < [Bmim][Cl]. Já para a produção de biocombustível de aviação foi proposta uma inovação com a integração da eletrólise microbiana para produção de hidrogênio a partir da vinhaça. Por último, a hidrogenação do óleo de soja brasileiro para produzir diesel verde foi simulado com uma razão hidrogênio/óleo de 0,031, com consumo energético de 1181 kW/h. Mais de 80% do óleo foram convertidos, sendo aproximadamente 65% em diesel verde. Além disso, foi feita uma previsão das propriedades físico-químicas simuladas que apresentaram valores dentro das especificações. Desta maneira esta tese apresentou a viabilidade de novas tecnologias para fortalecer o uso de biocombustíveis.
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O Brasil destaca-se na transição energética graças à produção crescente de biocombustíveis, que é uma alternativa ambientalmente sustentável aos combustíveis fósseis. Levando em consideração que o País é o segundo maior produtor mundial de biocombustível, este trabalho investigou três novos processos: desidratação de etanol utilizando líquidos iônicos (LI) como solventes, conversão de etanol em biocombustível de aviação e hidrogenação de óleo de soja para produção de diesel verde. Todos os processos foram simulados com o Aspen Plus® com base em dados disponíveis na literatura. A desidratação do etanol foi configurada por meio de planejamentos experimentais e da função desejabilidade, maximizando a pureza do etanol anidro combustível (EAC) e minimizando o consumo energético. O menor consumo energético foi observado para o LI [Mim][Cl](1665 kJ/kg de EAC) seguido por [Emim][Cl] < [Hmim][Cl] < [Bmim][Cl]. Já para a produção de biocombustível de aviação foi proposta uma inovação com a integração da eletrólise microbiana para produção de hidrogênio a partir da vinhaça. Por último, a hidrogenação do óleo de soja brasileiro para produzir diesel verde foi simulado com uma razão hidrogênio/óleo de 0,031, com consumo energético de 1181 kW/h. Mais de 80% do óleo foram convertidos, sendo aproximadamente 65% em diesel verde. Além disso, foi feita uma previsão das propriedades físico-químicas simuladas que apresentaram valores dentro das especificações. Desta maneira esta tese apresentou a viabilidade de novas tecnologias para fortalecer o uso de biocombustíveis.
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