Dissertações/Teses

2020
Dissertações
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  • DESIRÉE MARIANNE SALES SILVEIRA
  • Novo dispositivo de preparo de amostras: validação de um método rápido, barato e ecológico para analisar amostras aquosas por cromatografia gasosa

  • Orientador : PATTERSON PATRICIO DE SOUZA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • PATTERSON PATRICIO DE SOUZA
  • PATRICIA SUELI DE REZENDE
  • ILDEFONSO BINATTI
  • Data: 04/03/2020
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  • Em análises químicas, a etapa de preparo da amostra é a mais morosa de todo o processo analítico e a principal  fonte de erros no resultado final. Métodos disponíveis, como Solid Phase Extraction (SPE) e Solid Phase Microextraction (SPME), são geralmente trabalhosos, caros e algumas vezes frágeis. Portanto, melhorias no processo são desejáveis e importantes para alcançar resultados analíticos mais precisos e exatos. Este trabalho apresenta um método inovador de preparo de amostras aquosas para cromatografia a gás em um único passo e sem o uso de solventes, utilizando poli(metil metacrilato) (PMMA) como fase extratora. Nosso grupo de pesquisa trabalhou também com o polidimetilsiloxano (PDMS) como fase de extração, e agora o PMMA está sendo usado para captura de compostos orgânicos voláteis (COV) em amostras aquosas, uma vez que ambos os polímeros foram aplicados com sucesso como fases extratoras na literatura. O processo consiste em um fluxo da amostra por todo o interior de um liner revestido internamente com o material extrator. Esse fluxo é mantido até atingir o tempo de equilíbrio termodinâmico do analito entre a fase extratora e a matriz aquosa da amostra. Após a absorção do analito pela fase polimérica, o liner é, então, inserido no cromatógrafo a gás para que a separação e a análise cromatográfica sejam realizadas. O método foi testado usando uma solução aquosa de 1-dodecanol e um sistema GC-MS/SIM composto por um Cromatógrafo a Gás Agilent 7890A (coluna capilar Supelco HP-5MS) equipado com um Espectrômetro de Massas Agilent 5975B Single Quadrupolo, usando modo SIM de monitoramento de
    íons com m/z 140, previamente determinado como o íon característico do 1-dodecanol. O método foi capaz de identificar e quantificar o analito com sucesso, e também foi otimizado para melhorar a resolução do sinal, reduzir a linha base e diminuir os sinais de interferência. Avaliamos a variação no poder de absorção do PMMA em duas massas molares, 120.000 g mol-1 e 350.000 g mol-1, e não encontramos diferença significativa, entretanto o PMMA de maior massa molar se mostrou mais estável e resistiu à degradação térmica por mais análises cromatográficas do que o de menor massa molar. O novo método é uma alternativa viável, barata, rápida e segura para extração e pré-concentração de COV’s em amostras aquosas para análise por cromatografia em fase gasosa, além de ser uma aplicação inovadora, que redefine a função do liner no equipamento. Os próximos passos envolvem a validação do método para análise de pesticidas.


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  • In chemical analyses, sample preparation is the most time consuming step of all analytical process and the main source of errors in the final result. Available methods such as Solid Phase Extraction (SPE) and Solid Phase Microextraction (SPME) are usually laborious, expensive and fragile, like SPME fibers, which are highly sensible and may break with a little mistake, stopping its use. Therefore, improvements in the process are desirable and important to achieve better analytical results. This work presents an innovative one-step and solvent-free method of aqueous sample preparation for gas chromatography, using Poly(Methyl MethAcrylate) (PMMA) as extractor phase, for the trapping of Volatile Organic Compounds (VOC) from aqueous samples. The process consists of a sample flow through the inside of a liner internally coated with PMMA. This flow is maintained until the reach of the thermodynamic equilibrium time of the analyte between the PMMA and the aqueous matrix. After the absorption of the analyte by the polymeric phase, the liner is then inserted into the gas chromatograph for desorption and chromatographic separation. The method was tested using an aqueous solution of 1-dodecanol, a mix containing 13 alkanes and a standard containing 16 pesticides. The GC-MS system was composed by an Agilent 7890A GC (Supelco HP-5MS capillary column) coupled with an Agilent 5975B Single Quadrupole MSD, under SCAN mode. The method was successfully able to identify all the analytes, and it was also optimized in order to improve signal’s resolution, reduce the baseline and decrease signals from interferes. It was evaluated how the molecular weight of PMMA affects the absorption power, comparing the polymers of 120,000 g mol-1 and 350,000 g mol-1, and it was found no significant differences, however the PMMA of higher molecular weight was more stable and resisted thermal degradation by more chromatographic analysis than the PMMA of lower molecular weight. The method was validated for the analysis of five pesticides - heptachlor, aldrin, heptachlor epoxide, endosulfan and dieldrin - obtaining LOD (Limit Of Detection) values in the range of 1,46 to 4,26 μg L−1 and LOQ (Limit Of Quantitaion) values in the range of 5,95 to 8,70 μg L−1 . The accuracy of the method was assessed by studying intra-day repeatability, obtaining RSD (Relative Standard Deviation) values in the range of 5.60% to 16.70%. The linearity of the method was investigated with the construction of the analytical curve for the five pesticides, obtaining R2 values up to 0,99018. The new method is a viable, cheap, fast, and safe alternative for extraction and pre-concentration of volatile analytes in aqueous samples for gas chromatography analysis, besides being an innovative application, that redefines a liner’s function in the equipment.

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  • Anna Karolina Vilela Freitas
  • Desenvolvimento de método para a extração do colágeno a partir do resíduo da indústria de carnes de  rã-touro e avaliação do produto para uso industrial

  • Orientador : PATRICIA SANTIAGO DE OLIVEIRA PATRICIO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • PATRICIA SANTIAGO DE OLIVEIRA PATRICIO
  • ILDEFONSO BINATTI
  • CAMILA SILVA BREY GIL
  • Data: 13/03/2020
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  • O colágeno é uma proteína fibrosa capaz de fornecer resistência e elasticidade às estruturas anatômicas as quais está presente. Diversos usos podem ser atribuídos aos materiais colagênicos, que se destacam nas indústrias de cosméticos, alimentícia e farmacêutica. Em sua maioria, o colágeno é extraído a partir do couro de mamíferos. No entanto, o surto de doenças nesse tipo de animal leva-nos à necessidade de buscar fontes alternativas para sua obtenção. Dentre os potenciais substitutos, destacam-se os anfíbios, especificamente a Rã-touro. Com o aumento do consumo desse animal gera-se um resíduo nobre, pouco aproveitado, que necessita de opções de destinação adequada. O presente trabalho tem como objetivo propor um método eficiente para a extração de colágeno do resíduo de rã touro e avaliar seu desempenho como substituído de colágeno de mamíferos. A extração do colágeno foi realizada com sucesso, os produtos obtidos foram caracterizados por FTIR, TG e nitrogênio total determinados. Os resultados mostram que a partir da pele de rã touro é possível obter colágeno dos tipos hidrolisado e gelatina. O produto apresentou características interessantes que são pré-requisitos para aplicações em diversos setores industriais. 


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  • Collagen is a fibrous protein capable of providing resistance and elasticity to the anatomical structures which are present as a constituent. Several uses can be attributed to collagen materials, which stand out in the cosmetics, food and pharmaceutical industries. Most collagen is extracted from mammalian leather. However, the outbreak of diseases in this type of animal leads us to the need to seek alternative sources for obtaining it. Among the potential substitutes, amphibians stand out, specifically the bullfrog. With the increase in the consumption of this animal, a noble waste is generated, little used, which needs adequate disposal options. The present work aims to propose an efficient method for the extraction of collagen from bullfrog residue and to evaluate it's performance as a substitute for collagen in mammals. Collagen extraction was successfully performed, with an average yield of 0.01353 g / g of skin. The products obtained were characterized by FTIR, TG and DSC, presenting characteristic results for a collagen sample, according to the literature. The pH varied from 4 to 6.5 and the average ash content was less than 2%. The mechanical behavior of the collagen film was obtained by the traction test. The content of total nitrogen and crude protein in the skins, feet and extracted collagen was determined, with an average value of 57.4% for skin collagen and 55.7% for feet collagen. The results show that it is possible to obtain hydrolyzed collagen from the skin of a bullfrog. The product presented interesting characteristics that are prerequisites for applications in various industrial sectors.

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  • ISABELLE KARINE VIEIRA GONÇALVES
  • Síntese, caracterização estrutural e físico-química de monômeros e polímeros de coordenação de cobre contendo isoftalato e ligantes do tipo N,N-doadores.

  • Orientador : PRISCILA PEREIRA SILVA CALDEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • PRISCILA PEREIRA SILVA CALDEIRA
  • RAQUEL VIEIRA MAMBRINI
  • IVINA PAULA DE SOUZA
  • RENATA DINIZ
  • Data: 20/03/2020
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  • O estudo e o preparo de novos complexos metálicos de cobre tem grande relevância científica, visto que os compostos contendo esse metal apresentam uma vasta área de aplicação podendo apresentar propriedades magnéticas, potencial farmacológico, ação catalítica, entre outros atributos de interesse tecnológico. Os compostos de cobre apresentam grande versatilidade estrutural podendo formar complexos mono e multinucleares com diferentes geometrias e propriedades. A reação química entre cobre(II) e os ligantes isoftalato (ipa) e  1,10-fenantrolina (phen), por duas rotas sintéticas distintas, levou a formação de dois compostos inéditos. Um composto consistiu em um polímero de coordenação, {[Cu(ipa)(phen)(H2O)]‧DMF}n,  no qual o ligante ipa atua como ponte entre íons de cobre adjacentes ligando-se aos centro metálicos de forma mono e bidentada pelos grupos carboxilatos. O outro composto consistiu em dois monômeros cocristalizados, [Cu(Hipa)(phen)(H2O)2]ClO4·[Cu(ipa)(phen)(H2O)2]‧2H2O, no qual em um monômero o ligante ipa encontra-se monoprotonado necessitando do perclorato como contra-íon e no outro complexo ele encontra-se totalmente desprotonado, gerando um complexo neutro. Por outro lado, substituindo-se a phen por 2,2’-bipiridina (bpy) e seguindo as mesmas rotas sintéticas adotadas para a phen, ocorreu a formação do polímero de coordenação não-inédito, {[Cu(ipa)(bpy)]‧2H2O}n, como produto principal, independentemente do procedimento adotado. Curiosamente, como subproduto da reação hidrotermal para obtenção do polímero {[Cu(ipa)(bpy)]‧2H2O}n, foi obtido um cluster tetranuclear de cobre(I), [Cu42-Cl)4(bpy)2], que embora não-inédito, foi obtido em menor tempo reacional que os procedimentos relatados na literatura, mas também com menor rendimento. No presente trabalho obteve-se ainda o complexo (Hampy)2[CuCl4], não-inédito, onde ampy= 2-aminopiridina. Esse composto foi obtido por uma rota sintética distinta da relatada na literatura. Todos os complexos obtidos nesse trabalho foram caracterizados físico-química e estruturalmente por análise elementar, absorção atômica, espectroscopia vibracional e difração de raios X por monocristal.


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  • The study and preparation of new copper compounds have high scientific relevance, since they have a wide application area, such as magnetic characteristics, pharmacological potential, catalytic action, among other properties of technological interest. Copper compounds have great structural versatility being capable of forming mono and multinuclear complexes with different geometries and properties. The chemical reaction between copper(II) and the ligands isophthalate (ipa) and 1.10-phenanthroline (phen) by two different synthetic routes, led to the formation of two new compounds. One compound consisted of Polymer of coordination, {[Cu(ipa)(phen)(H2O)]‧DMF} n, in which the ligand ipa acts as a bridge between adjacent copper ions connecting to the metal centers in mono and bicoordinate way by the carboxylate groups. The other compound consisted of two cocrystallized monomers, [Cu(Hipa)(phen)(H2O)2] ClO4·[Cu(ipa)(phen)(H2O)2]‧2H2O, in which in one monomer the ligand ipa is found monoprotonated requiring a perchlorate as a counter-ion and in the other complex, the ipa is totally deprotonated, generating a neutral complex. On the other hand, replacing phen with the 2,2'-bipyridine (bpy) and following the same synthetic procedures is only formed a coordination polymer, {[Cu(ipa)(bpy)]‧2H2O}n, as a principal product independently of the adopted procedure. Interestingly, a copper(I) tetranuclear cluster, [Cu42-Cl)4(bpy)2], was formed as a by-product of the hydrothermal reaction to obtain {[Cu(ipa)(bpy)]‧2H2O}n. Although the cluster has been previously related, it was produced in the shortest reactive time than that listed in the literature. Moreover, the complex (Hampy)2[CuCl4], where ampy = 2-aminopyridine, was obtained by a distinct synthetic route that the reported in the literature. All prepared complexes were physical-chemical and structurally characterized by elemental analysis, atomic absorption, vibrational spectroscopy and X-ray diffraction by monocrystal.

     

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  • MARIANA ERCULANO DA FONSECA
  • Síntese hidrotermal de nanopartículas baseadas em cério e nióbio: caracterização e avaliação da atividade catalítica

  • Orientador : RAQUEL VIEIRA MAMBRINI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • RAQUEL VIEIRA MAMBRINI
  • PAULO FERNANDO RIBEIRO ORTEGA
  • EUDES LORENCON
  • ANGELA DE MELLO FERREIRA
  • Data: 20/03/2020
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  • O interesse pela síntese de materiais nanoestrutrados tem aumentado consideravelmente nos últimos anos em decorrência de determinadas propriedades apresentadas por esses materiais e que não são observadas em dimensões macro. A síntese hidrotermal é uma das alternativas de rota de síntese adotadas para a obtenção de nanopartículas de diversos materiais. Com base nisso, no presente trabalho, prepararam-se nanopartículas baseadas de óxido de cério (CeO2) pelo método hidrotermal variando-se a temperatura de calcinação em 350 e 550 °C dando origem aos materiais nomeados como CeO2/350 e CeO2/550. Também foram sintetizados, pelo método hidrotermal, materiais baseados em cério e nióbio variando-se a razão molar de Ce/Nb em 1:1, 2:1 e 3:1 gerando os materiais nomeados CeNb/1:1, CeNb/2:1 e CeNb/3:1. Os materiais sintetizados foram caracterizados por DRX, IV, TG, MEV/EDS e FRX que comprovaram a obtenção do CeO2 e a presença do Nb nos materiais CeNb em teores próximos aos propostos, além de possibilitar a observação da morfologia dos mesmos. Posteriormente, esses materiais foram aplicados em reações de adsorção e degradação do corante azul de metileno (AM), onde observou-se que os materiais não possuem uma grande capacidade adsortiva para o corante, entretanto apresentaram promissores resultados de degradação atingindo 100% de descoloração da solução de AM em 30 min e além de manterem-se ativos após 4 ciclos de reuso ainda com grande atividade. Os resultados obtidos mostraram que os materiais sintetizados podem ser promissores para aplicação em outras reações de catálise.


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  • O interesse pela síntese de materiais nanoestrutrados tem aumentado consideravelmente nos últimos anos em decorrência de determinadas propriedades apresentadas por esses materiais e que não são observadas em dimensões macro. A síntese hidrotermal é uma das alternativas de rota de síntese adotadas para a obtenção de nanopartículas de diversos materiais. Com base nisso, no presente trabalho, prepararam-se nanopartículas baseadas de óxido de cério (CeO2) pelo método hidrotermal variando-se a temperatura de calcinação em 350 e 550 °C dando origem aos materiais nomeados como CeO2/350 e CeO2/550. Também foram sintetizados, pelo método hidrotermal, materiais baseados em cério e nióbio variando-se a razão molar de Ce/Nb em 1:1, 2:1 e 3:1 gerando os materiais nomeados CeNb/1:1, CeNb/2:1 e CeNb/3:1. Os materiais sintetizados foram caracterizados por DRX, IV, TG, MEV/EDS e FRX que comprovaram a obtenção do CeO2 e a presença do Nb nos materiais CeNb em teores próximos aos propostos, além de possibilitar a observação da morfologia dos mesmos. Posteriormente, esses materiais foram aplicados em reações de adsorção e degradação do corante azul de metileno (AM), onde observou-se que os materiais não possuem uma grande capacidade adsortiva para o corante, entretanto apresentaram promissores resultados de degradação atingindo 100% de descoloração da solução de AM em 30 min e além de manterem-se ativos após 4 ciclos de reuso ainda com grande atividade. Os resultados obtidos mostraram que os materiais sintetizados podem ser promissores para aplicação em outras reações de catálise.

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  • Clara Vieira Diniz
  • Estudo da morfologia e atividade catalítica de materiais baseados em resíduo de cápsulas de café monodose em processos de descontaminação ambiental

  • Orientador : RAQUEL VIEIRA MAMBRINI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • PATTERSON PATRICIO DE SOUZA
  • PATRICIA SANTIAGO DE OLIVEIRA PATRICIO
  • RAQUEL VIEIRA MAMBRINI
  • PRISCILA PEREIRA SILVA CALDEIRA
  • Data: 25/03/2020
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  • No trabalho desenvolvido, a morfologia e atividade catalítica de materiais baseados em cápsulas de café de diferentes marcas foram analisadas. Cápsulas de café usadas das marcas Dolce Gusto® e Nespresso® foram picotadas e denominadas LDG e LNS, respectivamente. Uma fração dos materiais picotados foi moída, dando origem aos materiais CCDG e CCNS. Além desses materiais, os materiais CCDG200 E CCNS200 foram obtidos a partir do tratamento térmico das cápsulas moídas, a 200 ºC sob atmosfera de ar. Esses materiais obtidos foram caracterizados por Difração de Raios X, Espectroscopia de Fluorescência de Raios X, Microscopia Eletrônica de Varredura, Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios X, Termogravimetria e Espectroscopia na região do Infravermelho. Através das caracterizações pode-se observar que os materiais apresentam essencialmente a mesma composição química, se diferenciando por morfologia, dispersão e fases metálicas. Após a obtenção, os materiais foram empregados em testes de remoção por processo Fenton a temperatura ambiente de quinolina (QN) e dibenzotiofeno (DBT), moléculas modelos de contaminantes de combustíveis fósseis. Os testes de remoção de QN e DBT mostraram que os materiais obtidos a partir das cápsulas da Dolce Gusto® apresentam mais afinidade com quinolina do que os materiais derivados das cápsulas da Nespresso®. Em relação a remoção de DBT, todos os materiais em geral apresentaram taxas de remoção similares, mas possivelmente atribuídas apenas ao efeito de adsorção. Testes complementares devem ser feitos para melhor avaliação da aplicação desses materiais em processos de descontaminação ambiental.


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  • With the growth in coffee consumption in the form of single-dose capsules, there is also an increase in the inappropriate disposal of these capsules in landfills and dumps. To find a solution, the reuse of the used single-dose capsules was studied in this work. For this, capsules of the Dolce Gusto® (DG) and Nespresso® (NS) brands were selected and processed by chopping, grinding and heat treatment. The processed capsules were characterized by X-ray diffraction, X-ray fluorescence spectroscopy, scanning electron microscopy, X-ray dispersive energy spectroscopy, thermogravimetry and absorption spectroscopy in the infrared region. From the characterizations, it was observed that DG capsules are composed mainly of polypropylene and small concentrations of Fe and Ti, metals active in Fenton-like processes and photocatalysis, and NS capsules are composed mainly of Al and small concentrations of Fe. To evaluate the catalytic activity of the capsules in the removal of nitrogenous and sulfur compounds from petroleum, the capsules were used in two-phase reactions of the Fenton type using models of nitrogenous contaminants (quinoline) and sulfur (dibenzothiophene) as substrates. The presence of nitrogenous and sulfur substances in fuels is a problem during the refining process and after burning, an environmental problem. The test results showed that the capsules removed up to 32% quinoline by oxidation, and 40% dibenzothiophene by adsorption. Reuse tests on quinoline oxidation showed that heat-treated capsules are more stable than ground and perforated ones. Photocatalytic tests were also carried out in an aqueous medium to remove methylene blue, a contaminant of textile effluents. Both brands removed 99% of the substrate under UV light, while under visible light, the DG capsule removed about 30% and NS 60% of the dye.

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  • JANIA DOS SANTOS ROSARIO
  • Sintese e caracterização de complexos de gálio(III) e bismuto(III) com ligantes bioativos

  • Orientador : PRISCILA PEREIRA SILVA CALDEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EUDES LORENCON
  • PRISCILA PEREIRA SILVA CALDEIRA
  • WILLIAN XERXES COELHO OLIVEIRA
  • Data: 25/03/2020
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  • Nos últimos anos tem havido uma expansão de compostos de gálio e bismuto com potencial terapêutico. O gálio(III) é capaz de mimetizar o ferro(III) substituindo-o em vários sítios ferro-dependentes, causando interrupção da replicação celular, o que se constitui em um importante mecanismo contra a proliferação de células tumorais. O bismuto(III), por sua vez, tem sido utilizado no tratamento de distúrbios gastrointestinais, úlceras e infecções bacterianas especialmente as causadas pela bactéria Helicobacter pylori. O bismuto apresenta a grande vantagem de apresentar baixa citotoxicidade.

    Dessa forma, esse trabalho consiste em aliar as propriedades farmacológicas desses íons metálicos a de ligantes bioativos. Nesse trabalho são apresentadas a síntese, caracterização físico-química e estudos espectroscópicos de três novos compostos possuindo como centro metálico o bismuto(III) ou o gálio(III) com os ligantes das famílias das quinolonas (ácido nalidíxico e ciprofloxacina) e das quinolinas (8-hidroxiquinolina) .  Os compostos são: [BiCl3(CFX)3] –1, [Bi(8-hq)2(Hcip)]Cl‧2H2O – 2, [Ga(NDX)3]∙4H2O – 4. Um dos compostos presentes neste trabalho já é conhecido na literatura, [Ga(8-hq)3] – 3 e foi preparado para futuramente ser usado como referencial para testes citotóxicos.


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  • Nowadays there has been an expansion of gallium and bismuth compounds with therapeutic potential. Gallium (III) is able to mimic iron(III) by replacing it at various iron-dependent sites, causing disruption of cell replication, which is an important mechanism against tumor cell proliferation. Bismuth(III), in turn, has been used to treat gastrointestinal disorders, ulcers and bacterial infections, especially those caused by the bacterium Helicobacter pylori. Bismuth has the great advantage of low cytotoxicity. Thus, this work consists of combining the pharmacological properties of these metallic ions with bioactive ligands.

    Thus, this work consists of combining the pharmacological properties of these metal ions with that of bioactive ligands. This work presents the synthesis, physico-chemical characterization and spectroscopic studies of three new compounds having bismuth(III) or gallium(III) as the metal center with the quinolone families (nalidixic acid and ciprofloxacin) and quinolines ( 8-hydroxyquinoline). The compounds are: [BiCl3(CFX)3] –1, [Bi(8-hq)2(Hcip)]Cl‧2H2O - 2, [Ga(NDX)3]∙4H2O - 4. One of the compounds present in this work is already known in the literature, [Ga(8-hq)3] - 3 and was prepared to be used in the future as a reference for cytotoxic tests.

2019
Dissertações
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  • ÍTALO ROCHA COURA
  • AVALIAÇÃO DO PROCESSAMENTO DE COMPÓSITOS BASEADOS EM POLIETILENO DE ALTA DENSIDADE E REJEITO DE MINERAÇÃO DE FERRO.

  • Orientador : PATRICIA SANTIAGO DE OLIVEIRA PATRICIO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • PATRICIA SANTIAGO DE OLIVEIRA PATRICIO
  • PAULO FERNANDO RIBEIRO ORTEGA
  • Ana Pachéli Héitmann Rodrigues
  • Data: 12/02/2019
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  •  

     O polietileno de alta densidade (PEAD) é um polímero utilizado na produção de bens comuns como embalagens, vasilhas e brinquedos. Esse polímero apresenta diversas pesquisas voltadas para a produção de compósitos. O acúmulo de rejeitos de mineração de ferro em barragens é um problema ambiental e econômico. Após um incidente ocorrido no estado de Minas Gerais, a busca pela redução das barragens ganhou maior interesse acadêmico. Conciliando a utilização de rejeitos de mineração e a produção de compósitos de PEAD, produziu-se compósitos para a produção de madeira plástica, avaliando diversas proporções carga matriz. É interessante o estudo da metodologia de processamento de compósitos, pois as mudanças de propriedades obtidas resultam da estrutura do material e da dispersão das cargas. Neste trabalho foram produzidos quatro materiais compósitos, baseados em polietileno de alta densidade e rejeito de mineração de ferro nas mesmas proporções, com o intuito de avaliar as modificações promovidas pelos diferentes métodos de processamento. Para a mistura dos materiais inicias utilizou-se extrusora e/ou Drais. Estudou-se as propriedades térmicas e mecânicas dos compósitos e a distribuição das cargas na matriz. A presença das cargas na matriz polimérica, por todos os métodos, não modificou sua estabilidade térmica. Os materiais produzidos utilizando a Drais apresentaram aumentos mais significativos das resistências mecânicas, associados à melhor dispersão das cargas observada pela microscopia eletrônica de varredura. Os materiais produzidos exclusivamente por extrusão demonstraram que o equipamento retém o resíduo de mineração em seu interior, para garantir uma melhor mistura e proporção real das cargas se faz necessário dois ciclos de processamento.


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  • In order to evaluate modifications promoted by different processing methodologies, four composite
    materials based on High Density Polyethylene (HDPE) and iron ore tailings were produced in the same
    filler/matrix contents. The materials were studied by thermal, mechanical and morphological analysis.
    The presence of the reject in the polymer matrix promoted an increase in mechanical resistance in all
    materials produced. The modifications promoted by the addition of the fillers were more intense in the
    materials prepared using the mixer, presenting better dispersion of the filler in the matrix, as shown by
    the results of FTIR and SEM. The extruder was less efficient in the produced materials, due to the
    significant partial loss of the waste during processing.

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  • Fernanda Gabriela Gomes Pereira
  • DESENVOLVIMENTO DE NOVOS MATERIAIS À BASE DE HIDROXIAPATITA E PÓ DE ACIARIA PARA UTILIZAÇÃO EM PROCESSOS DE DESCONTAMINAÇÃO AMBIENTAL

  • Orientador : RAQUEL VIEIRA MAMBRINI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DIANA QUINTAO LIMA
  • RAQUEL VIEIRA MAMBRINI
  • EUDES LORENCON
  • Data: 28/02/2019
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  • Neste trabalho foram desenvolvidas duas séries de materiais, carvões ativados e catalisadores. Estes materiais foram baeados em resíduos industrias: a hidroxiapatita, proveniente do osso bovino e pó de aciaria, proveniente da indústria de fundição do aço.  

    Para a síntese da série de carvões ativados, a hidroxiapatita foi submetida a ativação física a 600 ºC e 700 ºC utilizando os agentes ativantes dióxido de carbono e etanol, com o intuito de aumentar sua área superficial potencializando seu efeito adsorvente. Os carvões ativados foram caracterizados por análise termogravimétrica (TG), isotermas de adsorção e dessorção de N2, microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X (DRX), e espectroscopia de absorção na região do infravermelho (IV). Os carvões ativados foram aplicados na adsorção de contaminantes têxteis.   

    Já para a síntese dos catalisadores a hidroxiapatita foi impregnada com pó de aciaria (PA), resíduo da indústria siderúrgica, nas concentrações de 5 e 15% m/m e os materiais impregnados foram submetidos ao processo de deposição química a vapor (Chemical Vapor Deposition – CVD) a 700 ºC utilizando o etanol como fonte de carbono. O processo CVD objetiva a redução das fases de ferro e formação das estruturas carbonáceas sobre a martiz inerte da hidroxiapatita. Como os materiais apresentam propriedades apolares hidrofóbicas (carbono) e propriedades polares hidrofílicas (hidroxiapatita e PA), eles são denominados híbridos. Os materiais foram caracterizados por análise termogravimétrica (TG), difração de raios X (DRX), isotermas de adsorção e dessorção de N2, microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva de raios X (EDS) e espectroscopia de absorção na região do infravermelho (IR). Para a aplicação dos catalisadores sintetizados, foram realizados testes de oxidação dos contaminantes do petróleo e de efluentes têxteis.

    Há uma grande relevância na transformação dos resíduos utilizados neste trabalho, como osso bovino e pó de aciaria, em materiais tecnológicos como catalisadores, que visam a remoção de contaminantes ambientais pois atualmente há poucos artigos na literatura que utilizem o pó de aciaria para este fim, visto que ele é gerado em larga escala e possui alto teor de óxidos metálicos.


  • Mostrar Abstract
  • In this work were developed two series of materials, activated coals and catalysts. These materials were based on industrial waste: hydroxyapatite from bone and steelmaking dust from Foundry steel industry. 

    For the synthesis of activated coals, hydroxyapatite was subjected to physical activation the 600 ° C and 700 ° C using the agents ativantes carbon dioxide and ethanol, in order to increase your surface area to enhance your adsorbent effect. The activated coals were characterized by thermogravimetric analysis (TG), adsorption and desorption isotherms of N2, scanning electron microscopy (SEM), x-ray diffraction (XRD), and absorption spectroscopy in the infrared region (IV). The activated coals were applied on adsorption of contaminants.  

    The synthesis of hydroxyapatite catalysts were impregnated with steelmaking dust (PA), steel industry waste, in concentrations of 5 and 15% m/m and impregnated materials were submitted to chemical vapor deposition process (Chemical Vapor Deposition-CVD) to 700 º C using ethanol as carbon source. The CVD process aims at the reduction of iron and training phases of carbonáceas structures on the inert martiz hydroxyapatite. As the materials feature nonpolar hydrophobic properties (carbon) and polar hydrophilic properties (hydroxyapatite and PA), they are referred to as hybrids. The materials were characterized by thermogravimetric analysis (TG), x-ray diffraction (XRD), adsorption and desorption isotherms of N2, scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive x-ray spectroscopy (EDS) and X of spectroscopy absorption in the infrared (IR). For the application of the synthesized catalyst, oxidation tests were performed on contaminants in wastewater from oil and textiles.

    There's a great relevance in the transformation of waste used in this work, such as bone and steelmaking dust, technological materials as catalysts for the removal of environmental contaminants because currently there are a few articles in the literature that use steel powder for this purpose, since it is generated on a large scale and has high content of metal oxides.

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  • Mateus Augusto Martins de Paiva
  • Estudo ab initio da formação e destruição da molécula SiS e sua relevância astroquímica

  • Orientador : BRENO RODRIGUES LAMAGHERE GALVAO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • VINICIUS CÂNDIDO MOTA
  • BRENO RODRIGUES LAMAGHERE GALVAO
  • LUIS ARGEL POVEDA CALVINO
  • MATEUS XAVIER SILVA
  • Data: 05/08/2019
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  • A astroquímica ainda é uma ciência interdisciplinar de vanguarda, sendo que os meios e a estrutura para seu desenvolvimento apareceram no final do século XX. Por tal motivo, ainda há muitos problemas em aberto para serem resolvidos e estudados. A astroquímica tem como principal objetivo estudar a química do meio cósmico propondo caminhos de reação e explicações para
    formação de certas moléculas, de forma experimental ou não. 


    Diversos astrônomos já fizeram observações das moléculas isoladas OSi e SiS em certas regiões do espaço, contudo nenhuma observação espacial foi feita para molécula OSiS, mesmo com evidências de que ela seja um elo entre OSi e SiS. A molécula de OSi já foi bem estudada e sua origem e formação é bem entendida. Contudo a molécula de SiS recebeu menos atenção, sua formação no ambiente interestelar ainda é um assunto de debate. 

    Neste trabalho foi proposto um caminho de reação possível para a relação destas moléculas, através de cálculos de primeiros princípios. Pelo estudo da superfície de energia potencial da molécula de OSiS, descobriu-se que a molécula de SiS é facilmente convertida para a molécula de OSi, em colisões com oxigênio, porém a conversão de OSi para SiS não acontece. Descobriu-se também que a reação de OSi + S leva a formação da molécula estável OSiS em seu estado singleto passando por uma região de cruzamento de estados singleto e tripleto, além disso é previsto outros isômeros também podem ser formados por esta via, tais como OSiS cíclica e SOSi.

    Foi descoberto que a molécula SiS pode ser formada através de reações entre silício atômico com a molécula hidrosulfeto (HS) e ácido sulfídrico (H2S). Na reação com HS a molécula de SiS é facilmente formada, enquanto com H2S a reação acontece com troca de estados de spin. Ambas reações são exotérmicas. Também foi proposto caminho de reação de diversas outras moléculas e isômeros que apresentam relação com silício, enxofre e hidrogênio. 


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  • Astrochemistry is still an interdisciplinary vanguard science. The means and framework for its
    development did not appear until the late twentieth century. For this reason, there are still many open
    problems to be solved and studied. Astrochemistry has as main objective to study the chemistry of the
    cosmic environment, proposing reaction mechanism and explanations for the formation of certain
    molecules, experimentally or not.


    Several astronomers have already made observations of the isolated OSi and SiS
    molecules in certain space regions, but no observations have been made for the OSiS
    molecule, even though there is evidence that it is a link between OSi and SiS. The OSi
    molecule has already been well studied and its origin of formation is well understood.
    However the SiS received less attention and its formation in the interstellar environment is
    still subject of debate.


    The aim of this work is to propose a possible reaction path for the relationship of these
    molecules, through ab initio calculations. By studying the potential energy surface of the OSiS
    molecule, it has been discovered that the SiS molecule is easily converted to OSi, in
    collisions with oxygen, but the conversion of OSi to SiS does not occur. It has also been
    found that the reaction of OSi + S leads to the formation of the stable molecule OSiS in its
    singlet state through a crossing region of singlet and triplet states, in addition it is envisaged
    that other isomers can also be formed by this route, such as cyclic OSiS and SOSi.


    It has been found that the SiS molecule can be formed by reactions between atomic
    silicon with hydrosulphide molecule (HS) and hydrogen sulfide (H 2 S). In the reaction with HS
    the SiS molecule is easily formed, but with H 2 S the reaction happens with exchange of
    spin states. Both reactions are exothermic. The reaction paths for several other molecules
    and isomers that are related to silicon, sulfur and hydrogen has also been proposed.

     

     

4
  • NATHÁLIA RODRIGUES DE OLIVEIRA
  • Síntese e Caracterização de MOFs à base de ácido tereftálico obtido através do PET utilizadas na remoção de contaminantes do petróleo

  • Orientador : RAQUEL VIEIRA MAMBRINI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • LEONEL DA SILVA TEIXEIRA
  • EUDES LORENCON
  • RAQUEL VIEIRA MAMBRINI
  • Data: 30/08/2019
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  • O petróleo é uma combinação complexa de hidrocarbonetos, podendo conter também quantidades
    pequenas de nitrogênio, oxigênio, compostos de enxofre e íons metálicos. Compostos oxigenados,
    nitrogenados e sulfurados são considerados contaminantes e trazem uma serie de inconvenientes tanto
    durante o processamento do petróleo quanto na utilização final de seus derivados. Em 1995 o termo
    redes metalorgânicas ou metal-organic framework - MOF surgiu na literatura trazendo excelentes
    propriedades a serem desenvolvidas. Com objetivo de sintetizar, caracterizar e aplicar catalisadores
    obtidos para a remoção de contaminantes do petróleo, este trabalho primeiramente obteve o ácido
    tereftálico (AT) a partir da hidrólise básica do politereftalato de etileno - PET, matéria prima
    descartada nos lixos domésticos. Este por sua vez foi caracterizado juntamente com o ácido tereftálico
    comercial (Aldrich®) por meio da espectroscopia na região do infravermelho e da análise
    termogravimétrica, para garantir que a hidrólise realizada foi satisfatória. Em seguida, foram
    sintetizados quatro catalisadores utilizando o AT obtido a partir do PET (MOF-Nb/AT obt e MOF-
    Fe/AT obt ) e utilizando o AT comercial (MOF-Nb/AT com e MOF-Fe/AT com ). Estes foram caracterizados e
    posteriormente aplicados em reações de oxidação na remoção de azul de metileno, dibenzotiofeno e
    quinolina utilizando o peróxido de hidrogênio como gente oxidante. Os catalisadores sintetizados
    obtiveram porcentagens de remoção bem expressivas para azul de metileno, dibenzotiofeno e quinolina. Ao comparar a porcentagem de remoção dos catalisadores sintetizados neste trabalho com outros trabalhos já publicado, pode-se dizer que o MOF-Nb e o MOF-Fe possuem uma excelente capacidade catalítica aplicada a remoção de compostos sulfurados, nitrogenados e para contaminantes orgânicos em meio aquoso.


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  • Petroleum is a complex combination of hydrocarbons, it can also contain small amounts of nitrogen, oxygen, sulfur compounds, and metal ions. Oxygen, nitrogen, and sulfur compounds are contaminants and cause a few drawbacks during oil processing and the end use of its derivatives. In 1995, the term metal-organic framework - MOF emerged in the literature, bringing excellent properties to be used. In order to synthesize, characterize and apply catalysts used to remove petroleum contaminants, this work can cause damage to terephthalic acid (TA) from the basic hydrolysis of poly-terephthalic ethylene - PET, raw material used in domestic waste. The TA obtained and commercial (Aldrich®) were characterized by infrared spectroscopy and thermogravimetric analysis to ensure that the hydrolysis was satisfactory. Next, four catalysts were synthesized using TA obtained by PET (MOF-Nb/ATobtained and MOF-Fe/ATobtained) and using commercial TA (MOF-Nb/AT and MOF-Fe/AT). These were characterized and subsequently applied in oxidation in the removal of methylene blue, dibenzothiophene and quinoline, using hydrogen peroxide as oxidant. The synthesized catalysts obtain very expressive removal percentages for methylene blue, dibenzothiophene, and quinoline. When comparing the percentage of catalyst removal synthesized in this work with other published works, it can be said that MOF-Nb and MOF-Fe have excellent catalytic capacity applied to the removal of sulfur compounds, nitrogenous and contaminants used in aqueous medium.

2018
Dissertações
1
  • Alexandre Bizzotto de Carvalho
  • Propriedades Biológicas, Estruturais, Eletrônicas e Magnéticas de um Polímero de Coordenação de Cu(II) inédito contendo Ácido Nalidíxico e 8-Hidroxiquinolina.

  • Orientador : PRISCILA PEREIRA SILVA CALDEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • PRISCILA PEREIRA SILVA CALDEIRA
  • FLÁVIA CRISTINA SILVA DE PAULA
  • WALACE DOTI DO PIM
  • Data: 08/08/2018
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  • A neoplasia é uma patologia que acomete milhões de pessoas em todo o mundo. O design, o preparo e os estudos de atividade farmacológica de compostos contendo centros metálicos têm sido vastamente explorados para o tratamento do câncer. Entre os compostos promissores como antineoplásicos estão os complexos contendo cobre como centro metálico. No presente trabalho realizou-se a síntese, caracterização estrutural, estudos físicos e espectroscópicos, e avaliação da atividade antitumoral de um complexo inédito de cobre(II) com ligantes biologicamente relevantes, 8-hidroxiquinolina e ácido nalidíxico, da classe das quinolonas. A análise de difração de raios X de monocristal demonstrou que a estrutura do composto é um polímero, que exibe uma geometria de pirâmide de base quadrada. O ácido nalidíxico e a 8-hidroxiquinolina comportam-se como ligantes desprotonados que se ligam ao íon cobre(II) de maneira bidentada ocupando as quatro posições na base da pirâmide, enquanto a posição axial é composta por uma ponte carboxilato presente no ácido nalidíxico caracterizando uma unidade bimetálica. Esta característica estrutural é distinta das propostas para complexos com quinolonas descritas na literatura. As propriedades magnéticas do composto também foram investigadas, e demonstraram que existe um acoplamento antiferromagnético entre os íons cobre(II) que formam a cadeia polimérica. Em solução o composto 1 existe como uma espécie mononuclear neutra. Estudos sobre a ligação com o ADN foram realizados, e o composto demonstrou possuir interações com os sulcos do ADN. A atividade antitumoral do composto 1 foi analisada e o mesmo demonstrou uma apreciável inibição do crescimento de células K562 com valor de IC50 inferior aos dos ligantes livres.


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  • The neoplasia is a pathology that affects millions of people throughout the world. The design, preparation and studies of the pharmacology of metallic complexes have been widely explored for cancer treatment. Among the promising antineoplastic agents,the copper-containing compounds have been drawn attention. This work describes the synthesis, structural characterization, physical properties, spectroscopic studies, and antitumoral activity of a novel copper(II) complex with biological relevant ligands. The chosen ligands, 8-hidroxyquinolone and nalidixic acid, belong the quinoline class. The monocrystal X ray diffraction analisys demonstrated that the compound structure is a polymer that exhibits a square base pyramidal geometry. The nalidixic acid and 8-hidroxyquinoline behave as bidentate deprotonaded ligands binding to copper (II) ion in equatorial positions, while the axial position is composed by an anti-anti carboxylate bridge from nalidixic acid . This structural feature is unique for compounds containing nalidixic acid. In solution, the prepared compound exists as a neutral mononuclear species. By DNA interaction studies the compound has demonstrated that could by to DNA by groove binding mode. The antitumoral activity of the prepared compound has been investigated in k562 tumor cell line. The compound presented cytotoxic activity higher than those obtained for free ligands

2
  • Ana Débora Porto Silveira
  • Nanoligas de Alumínio e Silício: estrutura e estabilidade

  • Orientador : BRENO RODRIGUES LAMAGHERE GALVAO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EMERSON FERNANDES PEDROSO
  • LUIS ARGEL POVEDA CALVINO
  • MARCIO MELQUIADES SILVA
  • BRENO RODRIGUES LAMAGHERE GALVAO
  • Data: 14/08/2018
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  • Neste trabalho foram estudadas as estruturas das nanoligas de AlSi com tamanhos entre 3 e 13 átomos com o intuito de prever suas geometrias e calcular as propriedades relacionadas com a estabilidade e reatividade das mesmas. Para tal foram realizados cálculos teóricos de estrutura eletrônica. A metodologia usada para encontrar as estruturas com menor energia foram a busca por homotops e o algoritmo genético, ambos utilizando o MP2 como método de cálculo computacional. Por meio destes cálculos, foi possível comprovar os resultados obtidos por estudos experimentais com clusters de 13 átomos, onde a composição Al12Si é umas das ligas mais estáveis. Além disso, pode-se calcular algumas das propriedades dos aglomerados, tais como, energia de ligação, energia de excesso e gap HOMO-LUMO, onde é possível prever quais são as composições mais estáveis, reativas e inertes. Também foi possível prever alguns aglomerados que possuem maiores chances de serem obtidas experimentalmente, tais como, Al4Si2, Al4Si4, Al2Si6, Al6Si3, Al4Si7, Al8Si4, Al2Si11 e Al12Si.


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  • In this work the structures of AlSi nanoligas with sizes between 3 and 13 atoms were studied in order to predict their geometries and to calculate the properties related to their stability and reactivity. For this, theoretical structure electronic calculations were used. The methodology used to find the structures with the lowest energy was the search for homotops and the genetic algorithm, both using MP2 as computational. By means of these calculations, it was possible to prove the results obtained by experimental studies with clusters of 13 atoms, where the Al12Si composition is one of the most stable alloys. In addition, some properties of the agglomerates can be calculated, such as binding energy, excess energy and HOMO-LUMO gap, where it is possible to predict which are the most stable, reactive and inert compositions. It has also been possible to predict some agglomerates that are more likely to be obtained experimentally, such as, Al4Si2, Al4Si4, Al2Si6, Al6Si3, Al4Si7, Al8Si4, Al2Si11 e Al12Si.

3
  • Raquel Patrícia Rungue Alvim
  • Síntese e Caracterização de Nitreto de Carbono Grafítico Dopado com Molibdênio e sua Aplicação como Catalisador em Reações de Oxidação.

  • Orientador : EUDES LORENCON
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DIANA QUINTAO LIMA
  • RAQUEL VIEIRA MAMBRINI
  • EUDES LORENCON
  • Data: 22/11/2018
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  • Neste trabalho foi realizada a síntese inédita do nitreto de carbono grafítico dopado com molibdênio (Mo/g-C3N4) via simples calcinação. A morfologia, estrutura e composição química do catalisador foram caracterizadas, comprovando a presença de espécies de molibdênio altamente dispersas e estabilizadas pelos átomos de nitrogênio do g-C3N4. Este foi aplicado na oxidação de vários substratos com peróxido de hidrogênio ou hidroperóxido de terc-butila (TBHP) como oxidante. Os resultados demonstraram que os sítios de Mo (VI), estabilizados no anel heptazina do suporte podem interagiram com H2O2 ou TBPH formando grupos peroxo-Mo (VI) ativos para oxidação. 
    O catalisador apresentou elevada atividade catalítica na oxidação não seletiva de azul de metileno (AM), quando comparada com o MoO3 ou o g-C3N4 puro. Além disso, também mostrou elevada conversão e seletividade na oxidação de sulfetos em sulfóxidos, na oxidação de compostos nitrogenados para N-óxidos em condições suaves de reação (temperatura ambiente e baixa concentração de H2O2), além de potencial aplicação na epoxidação de olefinas. Os resultados catalíticos demonstraram que a atividade do Mo/g-C3N4 diminuiu sucessivamente durante o reuso na oxidação do AM, porém se manteve praticamente inalterada na oxidação seletiva do MFS, após cinco ciclos de reuso.
    Por fim, o desempenho catalítico do Mo/g-C3N4 foi avaliado nas reações de remoção de compostos de enxofre em matriz simulada de petróleo (DBT em cicloexano), através da dessulfurização oxidativa (ODS). Os resultados demonstraram que o aumento da concentração do catalisador e da temperatura contribuíram para melhorar a eficiência da reação, enquanto o excesso de H2O2 desativa o catalisador, causando a lixiviação das espécies ativas de molibdênio da sua estrutura. Os estudos cinéticos revelaram que a reação apresenta uma cinética de pseudo primeira ordem com relação ao DBT e ao catalisador, ordem negativa em relação ao H2O2 e energia de ativação igual a 43,6 kJ mol-1. O catalisador mostrou boaatividade duran te os dois primeiros ciclos de reuso, reduzindo para 60 % no terceiro uso, devido a lixiviação das espécies ativas de Mo da estrutura do g-C3N4.


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  • In this work the graphite carbon nitride doped with molybdenum (Mo/g-C3N4) was synthetized by simple calcination. The morphology, structure and chemical composition of the catalyst were characterized, proving the presence of highly dispersed molybdenum species stabilized by the nitrogen atoms of g-C3N4. This material was applied in the oxidation of various substrates with hydrogen peroxide or tert-butyl hydroperoxide (TBHP) as oxidant. The results showed that the Mo (VI) sites stabilized on the heptazine ring of the support can interact with H2Oor TBPH forming peroxo-Mo (VI) active groups for oxidation. 
    The catalyst showed high catalytic activity in the non-selective oxidation of methylene blue (MB) when compared to MoOor pure g-C3N4. In addition, it also showed high conversion and selectivity in the oxidation of sulphides to sulfoxides, oxidation of nitrogen compounds to N-oxides under mild reaction conditions (room temperature and low H2Oconcentration), and potential application in epoxidation of olefins. The results showed that the activity of Mo/g-C3Ndecreased successively during reuse in MB oxidation, but remained practically unchanged in the selective oxidation of MPS, after five cycles of reuse.
    Lastly, the catalytic performance of the Mo/g-C3Nwas evaluated in the removal of sulfur compound in simulated petroleum matrix (DBT in cyclohexane) by oxidative desulphurization (ODS). The results demonstrated that the increase of catalyst concentration and temperature can contributed to improve the efficiency of the reaction, while the excess H2Oleads to a deactivation of the catalyst by leaching of the active molybdenum species form  its structure. Kinetic studies revealed that the reaction presents a pseudo first order kinetics with respect to DBT and catalyst, negative order to H2Oand activation energy of 43.6 kJ mol-1. The catalyst showed good activity during the two cycles of reuse, reducing to 60 % in the third use, owing to the leaching of the active species of Mo of the g-C3Nstructure.

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