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Dissertations / Theses on the topic 'Processo de oxidação química'
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Frade, Verônica Maria Fadario. "Oxidação química de enrofloxacina pelo processo Fenton." Universidade de São Paulo, 2013. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/9/9135/tde-27032014-162133/.
Full textAbstract:
Grandes quantidades de diferentes classes de fármacos são consumidas anualmente no mundo. Após a administração do fármaco, uma parte significativa deste, aproximadamente 10 a 90%, é excretada do corpo humano de forma inalterada para o esgoto doméstico. O tratamento convencional de esgotos não remove eficientemente esse tipo de composto, que pode permanecer no efluente que deixa as estações de tratamento ou pode ser adsorvido no lodo gerado a partir da degradação biológica, que muitas vezes é utilizado como fertilizante, constituindo uma rota adicional de entrada de fármacos no meio ambiente. A presença de antibióticos no ambiente pode acarretar a seleção de microrganismos resistentes a esses medicamentos, fazendo com que as drogas utilizadas atualmente não sejam mais eficazes. Visando reduzir seus efeitos nocivos, este trabalho estudou a degradação de enrofloxacina, que é um antibiótico amplamente utilizado na medicina veterinária, através do processo Fenton de acordo com um planejamento experimental do tipo Delineamento Composto Central Rotacional - DCCR. No planejamento fatorial, foram estudadas as influências da temperatura e das concentrações iniciais de peróxido de hidrogênio e íon ferroso. Adicionalmente, foram estudadas as influências do pH, bombeamento de ar no meio reacional e adição sucessiva de reagente de Fenton em um ensaio de longa duração. As variáveis de resposta determinadas foram as concentrações residuais de enrofloxacina, peróxido de hidrogênio e de carbono orgânico total. Para este estudo, utilizaram-se, após estudos preliminares, as condições reacionais utilizadas em trabalhos anteriores do grupo de pesquisa, constituindo assim, as variáveis independentes do planejamento experimental DCCR, que foram: temperatura (0 a 40ºC), concentração de íons ferrosos, (5 a 120 m/L), e concentração de peróxido de hidrogênio (100 a 900 mg/L). Durante os ensaios experimentais foram coletadas amostras para a quantificação de peróxido de hidrogênio, enrofloxacina e carbono orgânico total, e para isso, foram utilizados os métodos permanganométrico, espectrofotométrico e instrumental, respectivamente. Os resultados obtidos foram tratados com o software Statistica®, com o intuito de se obter as condições mais favoráveis para a oxidação química da enrofloxacina, entretanto, as superfícies de resposta não apresentaram regiões de concentração mínima residual do fármaco. Por este motivo foi realizado um estudo paramétrico das variáveis ao redor da condição experimental que resultou na menor concentração residual final de enrofloxacina (28,3 mg/L de íon ferroso, 738 mg/L de peróxido de hidrogênio e 31,9°C). A maior degradação da enrofloxacina foi obtida com a utilização de 35 mg/L de íon ferroso, 738 mg/L de peróxido de hidrogênio e com temperatura de 31,9°C, resultando em uma redução de aproximadamente 31% de carga orgânica em relação à inicial, que era de 63,44 mg/L. Apesar da baixa eficiência de degradação resultante obtida neste trabalho, o processo Fenton pode ser utilizado em conjunto com outros processos de tratamento para diminuir a atividade bacteriana do fármaco e obter eficiências globais maiores.<br>Large quantities of different classes of drugs are consumed annually worldwide. After administration of the drug, a significant part of the drug, about 10 to 90%, is excreted from the human body in an unchanged form to domestic sewage. The conventional treatment in wastewater treatment does not remove efficiently this type of compound, which may remain in the effluent leaving the Wastewater Treatment Plants or may adsorb onto the sludge, which is often used as a fertilizer, providing an additional drugs entry into the environment. The presence of antibiotics in the environment may lead to the selection of resistant microorganisms to these drugs, making currently drugs to become ineffective. Aiming to reduce their harmful effects it was studied in this work the degradation of enrofloxacin, which is widely used as a veterinary antibiotic, through the Fenton process according to an experimental planning Central Composite Rotatable Design - CCRD. In the experimental planning were investigated the influences of the temperature, initial concentrations of hydrogen peroxide and ferrous ion. In addition, were studied the influences of pH, pumping air into the reaction medium and subsequent addition of Fenton\'s reagent in a long duration test. The response variables were the residual concentrations of enrofloxacin, hydrogen peroxide and total organic carbon. For this study, we used, after preliminary studies, the reaction conditions determined in previous works of the research group, thus, the independent variables of the experimental CCRD, were: temperature (0 to 40°C), ferrous ions concentration, (5 to 120 mg/L) and hydrogen peroxide concentration (100 to 900 mg/L). During the experimental tests, samples were collected to determine the hydrogen peroxide, enrofloxacin and total organic carbon concentrations, and for this, the experimental analytical methods used were the potassium permanganate titration, spectrophotometric and instrumental, respectively. The results obtained were treated with Statistica® software; in order to obtain the most favorable conditions for the chemical oxidation of enrofloxacin, however, the response surfaces showed no regions of minimal drug residual concentration. For this reason, was made a parametric study around the experimental conditions that resulted in the lower final residual concentration of enrofloxacin (28.3 mg/L ferrous ion, 738 mg/L of hydrogen peroxide and 31.9°C). The major degradation of enrofloxacin was obtained with the use of 35 mg/L of ferrous ion, 738 mg/L of hydrogen peroxide and a temperature of 31.9°C, resulting in a reduction of approximately 31% organic load in relation to the initial, which was 63.44 mg/L. Despite the low degradation efficiency resulting obtained from this work, the Fenton process can be used in conjunction with other advanced oxidation process to reduce the microbial activity of the products and achieve higher levels of efficiency.
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Domingues, Aimar. "Modelagem e simulação do processo de oxidação do etanol a acetaldeido." [s.n.], 1992. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/266381.
Full textAbstract:
Orientador: Rubens Maciel Filho<br>Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica<br>Made available in DSpace on 2018-07-14T04:25:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 1992<br>Resumo: Um novo catalisador de alto desempenho é proposto para a oxidação do etanol a acetaldeído. Os dados experimentais disponíveis são analisados por intermédio de dois mecanismos reacionais distintos. Após a escolha do mecanismo do tipo Temkin a equação da taxa de reação simples que será empregada nas simulações é determinada. Em seguida é desenvolvido um modelo contínuo bidimensional estacionário para o leito catalítico no interior fr um tubo, considerado transferência de calor e massa por dispersão radial e convecção axial. São reunidos todos os elementos necessários à modelagem detalhada do leito, tais como as correlações para cálculo de propriedades físicas de substância pura e os respectivos métodos interpolativos para cálculo das propriedades de mistura, as correlações para estimativa dos parâmetros de transferência de calor e massa, de queda de pressão, e porosidade do leito de partículas esféricas. O modelo resultante é manipulado para a aplicação dos métodos numéricos empregados. Uma adimensionalização das variáveis precede a discretização das equações diferenciais parciais pelo método da colocação ortogonal. Descreve-se a aplicação do método das linhas, uma composição de Colocação ortogonal na radial com integração explícita do tipo Runge-Kutta de quarta ordem na axial. Desenvolve-se um método para cálculo de propriedades médias radiais por quadratura de Gauss-Jacobi... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital<br>Abstract: A new high performance catalyst is proposed to oxidize ethanol to acetaldehyde. The available experimental data are analysed using two different reactional mechanisms. After choosing a Temkin type mechanism, the single reaction rate equation to be used in the simulations is determined. Then,a continuous bidimendional steady-state model for the catalytic bed inside a tube is developed, considering heat and mass transfer by radial dispersion and axial convection. All the elements necessary to the detailed catalytic bed modeling are put together, including the correlations to calculate the pure-component physical properties and the respective mixture-property interpolative calculation methods, the correlations to estimate heat and mass transfer parameters, pressure drop, and the void fraction in packed beds of spheres. The final model is prepared to the application of the employed numerical methods. An adimensionalization of the variables preceeds the discretization of the partial differential equations by an orthogonal collocation method. The application of the method of lines, a combination of an orthogonal collocation method in the radial dimension and an axial integration by an explicit 4th order Runge-Kutta method, is described. Then, a Gauss-Jacobi quadrature based method for the radial mean physical properties calculations is developed. Two computer programs were developed and exploited... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations<br>Mestrado<br>Desenvolvimento de Processos Químicos<br>Mestre em Engenharia Química
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Rosenbrock, Ligia Cleia Casas. "Estudo da degradação de formaldeído por processo fenton." reponame:Repositório Institucional da UFSC, 2016. https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/167682.
Full textAbstract:
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, 2016<br>Made available in DSpace on 2016-09-20T04:10:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2016<br>A reação de oxidação de um composto orgânico utilizando íons Fe (II) e peróxido de hidrogênio em meio ácido, conhecida como reação Fenton, atualmente é utilizada como uma tecnologia para tratamento de efluentes por Processos Oxidativos Avançados (POA). Este trabalho descreve um estudo sobre a reação Fenton e sua aplicação na degradação de formaldeído (formol), apresentando resultados experimentais obtidos com soluções de formol e amostras de resíduos. Formol ou formalina é uma solução com 37% em massa de formaldeído, um agente reconhecidamente cancerígeno em humanos. Estudos sobre gerenciamento e tratamento de seus efluentes são de grande importância para a saúde humana. A quantificação de formaldeído por espectrometria de absorção molecular no visível foi testada por dois métodos disponíveis na literatura. As reações de formaldeído com dicromato de potássio em meio ácido e com iodo em meio alcalino também foram estudadas como alternativa de quantificação de formaldeído. Os testes quantitativos foram avaliados considerando as condições de facilidade operacional e o uso de reagentes de menor custo e de menor impacto ambiental. Com a aplicação da reação Fenton em amostras de solução de formol (concentração inicial de formaldeído 40,0 g.L-1), obteve-se 42% de degradação para formaldeído usando 1,0 g de sulfato ferroso e 20 mL de peroxido de hidrogênio 15% a cada litro tratado. Com a aplicação da reação Fenton em amostra de resíduo (concentração inicial de formaldeído 34,4 g.L-1), obteve-se 95,3% de degradação para formaldeído usando 4,3 g de sulfato ferroso e 60 mL de peroxido de hidrogênio 15% a cada litro tratado.<br><br>Abstract: The oxidation reaction of an organic compound used Fe (II) ions and hydrogen peroxide in an acidic medium, known as Fenton reaction, is currently used as a technology for wastewater treatment by Advanced Oxidation Process (AOP). This work describes a study of the Fenton reaction and its application in degradation of formaldehyde (formalin), with experimental results obtained with formaldehyde solutions and waste samples. Formalin is a solution with 37% by weight of formaldehyde, a known human carcinogen. Studies on management and treatment of their effluents are of great importance to human health. The quantification of formaldehyde by molecular absorption spectroscopy was tested by two methods available in the literature. The reactions of formaldehyde with potassium dichromate in an acid medium and with iodine in alkaline medium were also studied as an alternative for the quantification of formaldehyde. Quantitative tests were evaluated considering the operational conditions and the use of lower cost reagents, with less environmental impact. With the application of the Fenton reaction in formaldehyde solution samples (initial concentration of formaldehyde 40.0 g.L-1, volume: 1L), 42% degradation for formaldehyde was obtained by; using 1.0 g of ferrous sulfate and 20 ml of hydrogen peroxide (15%).With the application of the Fenton reaction in the residue sample (initial concentration of formaldehyde 34.4 g.L-1, volume: 1L), 95.3% degradation for formaldehyde was obtained by; using 4.3 g of ferrous sulfate and 60 ml of hydrogen peroxide (15%).
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Sciulli, Berguedof Elliot. "Remediação do composto tetracloroeteno em subsuperfície através do processo de oxidação química in situ (ISCO)." Universidade de São Paulo, 2008. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44138/tde-05092008-112152/.
Full textAbstract:
Este trabalho apresenta os resultados obtidos no processo de remediação de uma área impactada pelo composto tetracloroeteno através do emprego da tecnologia de oxidação química in situ (ISCO). O teste de bancada realizado em uma amostra de água subterrânea da área de estudo tratada com uma solução de 5% de permanganato de potássio resultou em um percentual de remoção da massa de tetracloroeteno e seus produtos de degradação natural (tricloroeteno, dicloroeteno e cloreto de vinila) superior a 99%. Ao todo, foram injetados em subsuperfície 2950 kg de permanganato de potássio a uma concentração de 6% para o tratamento de 20000 m³ de um aqüífero impactado pelo composto tetracloroeteno e os seus produtos de degradação natural. A injeção de permanganato potássio resultou na destruição de aproximadamente 70% das concentrações de tetracloroeteno e seus produtos de degradação natural na área alvo de remediação dentro de um período de 30 dias após o término da aplicação do oxidante em subsuperfície, comprovando a eficiência do processo de oxidação química in situ para o tratamento de águas subterrâneas impactadas pelo composto tetracloroeteno.<br>This work presents the results obtained during the remediation process of an area impacted by the compound tetrachloroethene applying the technology of in situ chemical oxidation (ISCO). The bench test performed in a groundwater sample from the study area treated with a 5% potassium permanganate solution resulted in a percentage removal of tetrachloroethene mass and its natural degradation products (trichloroethene, dichloroethene and vinyl chloride) superior than 99%. In total, it was injected in the subsurface 2950 kg of potassium permanganate with a concentration of 6% in order to treat 20000 m³ of an aquifer impacted by the compound tetrachloroethene and its natural degradation products. The potassium permanganate injection resulted in the destruction of approximately 70% of the tetrachloroethene concentration and its natural degradation products in the target area within a period of 30 days after finishing the oxidant application in the subsurface, confirming the efficiency of the in situ chemical oxidation process for treating groundwater impacted by tetrachloroethene.
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Moraes, Ângela Maria 1966. "Estudo da oxidação de etanol a acido acetico por celulas do genero Acetobacter livres e imobilizadas em geis hidrofilicos." [s.n.], 1991. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/267273.
Full textAbstract:
Orientador: Maria Helena Andrade Santana<br>Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica<br>Made available in DSpace on 2018-07-14T02:34:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 1991<br>Resumo: Objetivou-se, com o presente trabalho, desenvolver uma sistemática de preparação de inoculo celular de concentração adequada, estudar a influência das condições de preparação de um biocatalisador no comportamento do processo de oxidação do etanol a ácido acético e testar o seu desempenho na fermentação contínua. Dentro deste contexto, realizou-se experimentos envolvendo células do gênero Acetobacter livres e imobilizados em géis hidrofílicos à base de k-carragena, alginato de sódio e pectina cítrica. Os experimento foram conduzidos em frascos agitados e em biorreator de leito fluidizado trifásico não convencional, de geometria cilíndrico-cônica. A estrutura porosa dos suportes foi caracterizada através da permeabilidade de leitos constituídos por partícula de gel. Concluiu-se que tanto a natureza como a preparação da matriz do suporte são muito importantes na atividade e desempenho do biocatalisador. As variáveis envolvidas na imobilização influem conjuntamente no sucesso da fermentação acética, através de fatores físicos, químicos e biológicos. Um compromisso entre elas resultará na otimização do biocatalisador, cujas condições devem ser selecionadas em função da bactéria (muito pequena e pouco resistente à salinidade), aeração (muito intensa), produto (muito ácido) e substrato volátil (etanol). Os experimentos em biorreator demonstraram uma boa estabilidade do biocatalisador e a necessidade do controle eficiente da evaporação do etanol, devido aos elevados níveis de aeração do processo<br>Abstract: In this work, the effects of biocatalysts preparation conditions on the behavior of ethanol oxidation process to acetic acid were studied and a cellular inoculum preparation method was developed. Experiments involving free and immobilized Acetobacter cells in hydrophilic gels containing k-carrageenan, sodium alginate or citric pectin on their composition were carried out in shaking flasks and in a non-conventional three-phase fluidized bed reactor. The porous structure of gels was evaluate by the permeability of beds composed of gel particles. The kind of support and the matrix preparation conditions affect the biocatalyst activity and stability. Due to physical, chemical and biological factors, the variables involved in the immobilization process simultaneously affect the success of the acetic fermentation. The choice of the immobilization conditions should take into account the bacteria (being too small and having low salinity resistance), the aeration demanded (too large), the reaction product (too acid) and the volatile substrate (ethanol). The tests carried out on the bioreactor showed a good mechanical stability of biocatalyst and need of an ethanol evaporation efficient control, due to high aeration levels in the system<br>Mestrado<br>Mestre em Engenharia Química
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TEODOSIO, Jailson Rolim. "Estudo e otimização do processo de tratamento de efluentes líquidos contendo hidroquinona por processo oxidativos avançado com peróxido de hidrogênio." Universidade Federal de Pernambuco, 2015. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/16892.
Full textAbstract:
Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-05-02T17:23:38Z
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Tese_11_2015.pdf: 2729973 bytes, checksum: 7ec2ee5f1f6947508d51688ffc00658a (MD5)<br>Made available in DSpace on 2016-05-02T17:23:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2
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Previous issue date: 2015-09-21<br>PRH-ANP/MCT<br>A hidroquinona (HQ) e o catecol (CT) são classificados como poluentes emergentes encontrados sendo encontrados em efluentes de várias indústrias entre as quais as farmacêuticas, químicas e petroquímicas. Diversos processos são empregados no tratamento destes tipos de compostos fenólicos orgânicos altamente tóxicos. Dentre estes processos, os processos oxidativos avançados (POAs) destacam-se pelos seus excelentes resultados na degradação e mineralização de poluentes recalcitrantes como a HQ e o CT. No presente trabalho foi estudado em um reator batelada laboratorial a otimização do processo de degradação (DEG) e conversão do carbono orgânico total (CCOT) da hidroquinona e do catecol por processo oxidativo avançado utilizando o peróxido de hidrogênio como fonte geradora de radicais livres (hidroxila, •OH). A técnica estatística de delineamento de experimento foi utilizada para otimização do processo e na avaliação dos efeitos das variáveis operacionais, potencial hidrogeniônico inicial do meio reacional (pH), temperatura do efluente líquido (T), vazão do ar de alimentação (QAR) e razão estequiométrica molar orgânico tóxico/peróxido de hidrogênio (RH2O2), sobre o processo de degradação e mineralização (CCOT) do orgânico tóxico. As as variáveis operacionais que se mostraram mais importantes tanto para a degradação da hidroquinona como para a Conversão do Carbono Orgânico Total foram a temperatura do efluente líquido (T), o pH inicial do meio reacional e a razão estequiométrica molar hidroquinona/peróxido de hidrogênio (RH2O2) onde as taxas alcançadas ao final da pesquisa foram de aproximadamente 100% e 80 % para a degradação (DEG) e para a mineralização (CCOT), respectivamente. As condições ótimas encontradas (pH = 9,3, T = 90ºC, RH2O2 = 110 % e QAR = 50 Lh-1) para o processo de tratamento da hidroquinona foram aplicadas ao catecol alcançando valores de degradação de 100% e de mineralização 89,5% para este orgânico tóxico. O modelo cinético adotado para descrever o perfil da conversão do carbono orgânico total, residual, para os dois orgânicos tóxicos (HQ e CT), foi o LKM (Lumped Kinetic Model, em inglês), o qual dividiu as espécies químicas em dois grupos (refratários e não refratários), sendo determinadas as constantes cinéticas da reação e obtendo-se uma boa representação do perfil da fração residual dos compostos orgânicos analisados. Na etapa final desta pesquisa, foi utilizada a modelagem via Redes Neurais Artificiais (RNAs) para predizer os resultados experimentais da conversão do carbono orgânico total em função do tempo, onde foram obtidos bons resultados.<br>Hydroquinone (HQ) and catechol (CT) are emerging pHenolic pollutants found in the liquid effluents from many pHarmaceutical, chemical and petrochemical industries. A number of processes are used to treat these types of highly toxic organic pHenolic compounds. Among these processes, advanced oxidation processes (AOPs) attract attention because of their excellent results in the degradation and mineralization of recalcitrant pollutants such as HQ and CT. The present work reports on the use of a laboratory batch reactor to optimize the degradation process (DEG) and the conversion of total organic carbon (CCOT) from hydroquinone and catechol by an advanced oxidation process using hydrogen peroxide as a source of free radicals (hydroxyl, •OH). A statistical technique for designing the experiment was used to optimize the process and to assess the effects of the operating variables: initial hydrogenionic potential of the reaction medium (pH), temperature of the liquid effluent (T), air flow supply (QAR) and stoichiometric molar ratio of organic toxic / hydrogen peroxide (RH2O2) on the process of degradation and mineralization (CCOT) of toxic organic compounds. Among the operating variables that were more important for the degradation of hydroquinone were the initial pH of the reaction medium, the stoichiometric molar ratio of organic toxic / hydrogen peroxide (RH2O2) and the temperature of the liquid effluent (T) where the degradation rates achieved at the end of the study were 100%. For conversion of the total organic carbon - CCOT rates were achieved of about 80% for hydroquinone mineralization, the most important operating variables being temperature, the initial pH of the reaction medium and the stoichiometric molar ratio (RH2O2). The optimum conditions for the hydroquinone treatment process (pH =9.3, T = 90 °C, RH2O2= 110% and QAR = 50L h-1) were applied to catechol reaching values of 100% for degradation and 89.5% for mineralization, for this toxic organic. The kinetic model used to describe the profile of the conversion of the total organic carbon remaining for the two-toxic organic compounds (HQ and CT) was LKM (Lumped Kinetic Model in English), which divides the chemical species into two groups (refractory and non-refractory), to determine the kinetic constants of the reaction and provide an accurate representation of the profile of the residual fraction of the organic compounds examined. In the final step of this research, modeling by means of Artificial Neural Networks (ANNs) was used to predict the experimental results of total organic carbon conversion in function of time.
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Portela, Tiago Rafael de Almeida. "Estudo experimental e modelação do processo Fenton." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2013. http://hdl.handle.net/10773/10676.
Full textAbstract:
Mestrado em Engenharia Química<br>A realização desta dissertação marca o fim de uma etapa iniciada em 2007 e
cuja conclusão não seria possível sem trabalho, esforço e dedicação. Li uma
vez que a dissertação de mestrado é um caminho solitário e isolado... Na
minha sincera opinião, isto não poderia estar mais errado. Na verdade sem a
ajuda de algumas pessoas nada disto seria possível e como tal eu não poderia
deixar passar este momento sem reconhecer e agradecer o valor e apoio
demonstrado ao longo de todo o meu percurso académico.
Em primeiro lugar agradeço o amor, o carinho, os sacrifício e o apoio
fundamental dado por toda a minha família e sobre os quais se baseiam todos
os meus valores enquanto pessoa. Sempre que eu precisei, estiveram
presentes para me guiar e aconselhar acreditando sempre que conseguiria
atingir os meus objetivos.
De seguida quero demonstrar aqui o meu mais sincero agradecimento à
Professora Inês Portugal e à Doutora Regina Duarte, minhas orientadoras de
dissertação, pela partilha do saber, atenção disponibilizada, paciência,
dedicação e profissionalismo irrefutável que demonstraram ter para comigo ao
longo de toda esta jornada.
Gostaria de agradecer também à Fábrica de Cacia do grupo Portucel/Soporcel
pela cedência das amostras dos filtrados do branqueamento, essenciais para a
realização da etapa final do presente trabalho. Estendo os agradecimentos aos
trabalhadores que colaboraram ativamente na recolha das amostras.
Aos meus amigos deixo um especial obrigado pelos bons momentos
partilhados em conjunto ao longo destes cinco anos e meio. Um especial
obrigado à Bianca e à Ana Amorim pelo seu auxílio e motivação...vocês
fizeram parte dos alicerces que me permitiram chegar até aqui.
Por último e como não poderia deixar de ser, quero aqui deixar um especial
reconhecimento a todos os novos colegas e amigos de laboratório que fiz ao
longo deste último semestre. À Vânia, ao Rui, ao João Matos e ao resto do
pessoal um obrigado pelo apoio e ajuda prestada. Deixo também um particular
agradecimento à Patrícia pelas brincadeiras, amizade, entreajuda, e carinho
demonstrado. O seu bom humor e a sua alegria contagiante tornaram estes
últimos meses inesquecíveis. Por isso e por tudo desejo-te as maiores
felicidades!<br>O presente trabalho teve como principais objetivos estudar a aplicação do
método de Fenton na degradação dos compostos orgânicos presentes nos
filtrados do branqueamento de pasta Kraft, usando o ácido ferúlico (AF) como
composto modelo, e discutir os resultados experimentais através de
modelação cinética. O método de Fenton é um processo de oxidação
avançado (POA) com eficácia demonstrada na degradação de compostos
orgânicos em águas residuais e efluentes. Consiste na transformação in situ
do peróxido de hidrogénio (H2O2) em radicais hidroxilo por ação catalítica dos
iões ferro (II). A decomposição da matéria orgânica ocorre por ação destes
radicais, conhecidos pelo seu forte poder oxidante e elevada reatividade.
Numa primeira etapa estudou-se a degradação do AF em solução aquosa (10,
100 e 300 ppm), num reator descontínuo isotérmico, monitorizando a reação
por espetroscopia UV-vis. Analisou-se a influência de condições operacionais,
tais como a temperatura (20 a 35º C) e a concentração do reagente de Fenton
(H2O2/AF 1:1 a 10:1; H2O2/Fe2+ 1:1 a 25:1), na cinética do processo recorrendo
a dois modelos: um modelo semi-empírico da literatura e um modelo de
pseudo-primeira ordem proposto neste trabalho. Os parâmetros característicos
de ambos os modelos permitiram relacionar o grau de oxidação final e a
velocidade inicial da reação com as condições operatórias. Nas melhores
condições estudadas (30º C, H2O2/AF 5:1) a eficiência de degradação do AF
atingiu 76% a 87%.
Posteriormente, o método de Fenton foi aplicado a amostras industriais dos
filtrados ácidos (D0, D1 e D2) do branqueamento ECF de pasta Kraft de
Eucalyptus globulus. Devido à elevada carga orgânica dos filtrados, nas
condições testadas para o ácido ferúlico, a ocorrência de reação não foi
detetada por espetroscopia UV-vis Para ocorrer reacção foi necessário
aumentar drasticamente tanto a temperatura (70º C) como a concentração de
reagentes (3330 ppm H2O2, 50 ppm Fe2+). Nestas condições observou-se
maior diminuição de cor (absorvância a 300 nm) para o filtrado D0 ao passo
que os filtrados D1 e D2 exibiram melhores resultados ao nível do grau de
oxidação final. A análise dos filtrados por cromatografia líquida bidimensional,
antes e após o tratamento de Fenton, confirmou a eficiência do processo para
diminuir a massa molecular média bem como a hidrofobicidade da matéria
orgânica dos filtrados.
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Oprime, Maria Estela Aparecida Giro [UNESP]. "Processo combinado químico-bacteriano para a remoção de H2S de gases." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2001. http://hdl.handle.net/11449/100722.
Full textAbstract:
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Previous issue date: 2001-10-31Bitstream added on 2014-06-13T19:19:51Z : No. of bitstreams: 1
oprime_meag_dr_araiq.pdf: 1812682 bytes, checksum: 4b3b2df220ff32216f506ec44dfa28c9 (MD5)<br>Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)<br>A remoção de H2S de uma corrente gasosa proveniente de industrias (petroquímica, refinarias de petróleo, etc) ou de tratamento de esgotos domésticos e muito importante tanto sobre o ponto de vista econômico como de saúde pública. Alguns processos convencionais vem sendo estudados e utilizados porém, são processos que apresentam como inconveniente um alto custo operacional por utilizarem alto consumo de energia e catalisadores específicos. Alternativas biotecnológicas tem sido estudadas usando principalmente espécies do gênero Thiobacillus uma vez que essas espécies quimiolitotróficas oxidam compostos reduzidos de enxofre como fonte de energia para o seu crescimento. No presente trabalho foi investigado a oxidação direta do H2S por Thiobacillus ferrooxidans-LR e Thiobacillus thiooxidans-FG01 assim como um processo combinado usando separadamente etapas químicas e etapas biológicas. Este processo é baseado em uma rápida reação entre o íon Fe3+ e o H2S, o qual produz enxofre elementar e íon Fe2+, e a capacidade de T. ferrooxidans-LR oxidar Fe2+ como único caminho metabólica para obter energia, entre as espécies Thiobacillus. Ambas as espécies oxidaram diretamente H2S presente em solução acida (pH ~ 1,8) em concentrações no intervalo de 5 a 100 mg.L-1. O desprendimento deste gás em solução ácida foi considerável e a oxidação bacteriana foi somente detectada, em comparação com o frasco não inoculado, em concentrações abaixo de 5 mg.L-1 e após 150 min. Para estudar o processo combinado químico bacteriano, células de T. ferrooxidans-LR foi primeiramente imobilizada em fitas de PVC e anéis de vidro. Em ambos os suportes formou-se um espesso biofilme após cinco ciclos de oxidação do Fe2+. Durante os ciclos de imobilização celular houve o aparecimento...<br>Removal of H2S from gas streams of industrial sources or anaerobic treatment of domestic sewage is a imperative task under economic (corrosion in petrochemical industries), environmental and public healthy point of view. Conventional physicochemical processes are currently in use but they are very expensive since the necessity of energy in these processes are so high. Biotechnological alternatives have been studied using mainly species of Thiobacillus genus, since these chemolithotrophic species oxidize reduced sulfur compounds as energy source for their growth. In the present work it was investigated the direct H2S oxidation by Thiobacillus ferrooxidans-LR and Thiobacillus thiooxidans-FG01, as well as a combined process using separated chemical and biological steps. This process is based on the fast chemical reaction between Fe3+ and H2S, which produces elemental sulfur and Fe2+, and the capacity of T. ferrooxidans-LR to oxidize Fe2+ as a unique metabolic pathway to obtain energy, among Thiobacillus species. Both species oxidized directly H2S present in acid solutions (pH ~ 1.8) in concentrations ranged from about 5 to 100 mg.L-1. The gas volatilization in these acid...(Complete abstract, click electronic access below)
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Novack, Aline Mara. "Avaliação da descoloração e da biodegradabilidade de efluentes têxteis pelo processo UVC/H2O2 como etapa de polimento ao tratamento biológico." reponame:Repositório Institucional da UFSC, 2016. https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/167938.
Full textAbstract:
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2016.<br>Made available in DSpace on 2016-09-20T04:36:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1
339942.pdf: 1143108 bytes, checksum: 4dadb715090523b268d69cf8e7af04ff (MD5)
Previous issue date: 2016<br>O processamento de produtos têxteis envolve diferentes etapas, tais como o branqueamento, tingimento, estampagem e compactação, que conduzem à geração de águas residuárias de elevada resistência com uma cor intensa . As águas residuárias têxteis são caracterizadas pela presença de uma ampla variedade de corantes e produtos auxiliares. A remoção de cor a partir de águas residuárias têxteis representa uma grande preocupação ambiental. A remoção da cor de dois efluentes têxteis reais diferentes, previamente oxidados biologicamente, foi avaliada através de um sistema de oxidação fotoquímica UVC/H2O2. Os experimentos foram realizados em um fotorreator tubular em escala laboratorial, em que um tubo de borossilicato está associado a um tubo de quartzo concêntrico interno que contém uma lâmpada UVC (6W) alocado no foco dos dois refletores de aço inoxidável. A velocidade de reação foi avaliada sob diferentes condições operacionais: dosagem de H2O2 (0-39 mM), pH (3,0; 5,0 e 9,0) e temperatura (15, 23 e 35 ° C). Para atingir os limites de descarga de cor impostos pelas normas brasileiras, foi necessário 120/90 minutos de radiação UVC (9,7-4,0 kJUVC L-1), utilizando uma dose de 25 mM H2O2 para ambos, pH natural de 8,1 - 7,7 e temperatura de 23 °C, para o efluente A / B, respectivamente. Embora o teor de matéria orgânica dissolvida permaneça praticamente constante durante as reações UVC/H2O2, a fração orgânica biodegradável aumentou para valores superiores a 40% de acordo com o teste de Zahn-Wellens. Os resultados obtidos neste trabalho mostraram que o processo de oxidação UVC/H2O2 foi adequado para reduzir a cor de dois efluentes têxteis reais de acordo com os limites de descarga estabelecidos na legislação brasileira.<br><br>Abstract: The processing of textile fabrics involves different steps such as bleaching, dyeing, printing and stiffening, leading to the generation of high strength wastewaters with an intense colour. The textile wastewaters are characterized by the presence of a wide variety of dyes and auxiliary products. The removal of colour from textile wastewaters represents a major environmental concern. The decolourisation of two different bio-treated real textile wastewaters was evaluated through a photochemical UVC/H2O2 oxidation system. The photochemical experiments were performed in a lab-scale tubular photoreactor, where a borosilicate tube is associated to an internal concentric quartz tube containing a UVC lamp (6W) allocated in the focus of two stainless steel reflectors. The reaction rate was evaluated under different operational conditions: H2O2 dosage (0- 39 mM), pH (3.0, 5.0 and 9.0) and temperature (15, 23 and 35 °C). To achieve the colour discharge limits imposed by the Brazilian regulations, it was necessary 120/90 min of UVC irradiation (9.7-4.0 kJUVC L-1) using an H2O2 dose of 24.5 mM for both, natural pH of 8.1 - 7.7 and temperature of 23 °C, respectively for the wastewaters A / B. Although the dissolved organic content remained almost similar during the UVC/H2O2 oxidation, the biodegradable organic fraction increased for values higher than 40% (Zahn-Wellens test). The results of this work proved the UVC/H2O2 oxidation system was able to achieve the decolourisation of the bio-treated real textile wastewaters in agreement with the Brazilian discharge limits.
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Oprime, Maria Estela Aparecida Giro. "Processo combinado químico-bacteriano para a remoção de H2S de gases /." Araraquara : [s.n.], 2001. http://hdl.handle.net/11449/100722.
Full textAbstract:
Orientador: Oswaldo Garcia Junior<br>Banca: Jonas Contiero<br>Banca: Carlos Ossamu Hokka<br>Banca: Marcelo Zaiat<br>Banca: Rosana Filomena Vazoller<br>Resumo: A remoção de H2S de uma corrente gasosa proveniente de industrias (petroquímica, refinarias de petróleo, etc) ou de tratamento de esgotos domésticos e muito importante tanto sobre o ponto de vista econômico como de saúde pública. Alguns processos convencionais vem sendo estudados e utilizados porém, são processos que apresentam como inconveniente um alto custo operacional por utilizarem alto consumo de energia e catalisadores específicos. Alternativas biotecnológicas tem sido estudadas usando principalmente espécies do gênero Thiobacillus uma vez que essas espécies quimiolitotróficas oxidam compostos reduzidos de enxofre como fonte de energia para o seu crescimento. No presente trabalho foi investigado a oxidação direta do H2S por Thiobacillus ferrooxidans-LR e Thiobacillus thiooxidans-FG01 assim como um processo combinado usando separadamente etapas químicas e etapas biológicas. Este processo é baseado em uma rápida reação entre o íon Fe3+ e o H2S, o qual produz enxofre elementar e íon Fe2+, e a capacidade de T. ferrooxidans-LR oxidar Fe2+ como único caminho metabólica para obter energia, entre as espécies Thiobacillus. Ambas as espécies oxidaram diretamente H2S presente em solução acida (pH ~ 1,8) em concentrações no intervalo de 5 a 100 mg.L-1. O desprendimento deste gás em solução ácida foi considerável e a oxidação bacteriana foi somente detectada, em comparação com o frasco não inoculado, em concentrações abaixo de 5 mg.L-1 e após 150 min. Para estudar o processo combinado químico bacteriano, células de T. ferrooxidans-LR foi primeiramente imobilizada em fitas de PVC e anéis de vidro. Em ambos os suportes formou-se um espesso biofilme após cinco ciclos de oxidação do Fe2+. Durante os ciclos de imobilização celular houve o aparecimento...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)<br>Abstract: Removal of H2S from gas streams of industrial sources or anaerobic treatment of domestic sewage is a imperative task under economic (corrosion in petrochemical industries), environmental and public healthy point of view. Conventional physicochemical processes are currently in use but they are very expensive since the necessity of energy in these processes are so high. Biotechnological alternatives have been studied using mainly species of Thiobacillus genus, since these chemolithotrophic species oxidize reduced sulfur compounds as energy source for their growth. In the present work it was investigated the direct H2S oxidation by Thiobacillus ferrooxidans-LR and Thiobacillus thiooxidans-FG01, as well as a combined process using separated chemical and biological steps. This process is based on the fast chemical reaction between Fe3+ and H2S, which produces elemental sulfur and Fe2+, and the capacity of T. ferrooxidans-LR to oxidize Fe2+ as a unique metabolic pathway to obtain energy, among Thiobacillus species. Both species oxidized directly H2S present in acid solutions (pH ~ 1.8) in concentrations ranged from about 5 to 100 mg.L-1. The gas volatilization in these acid...(Complete abstract, click electronic access below)<br>Doutor
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Pereira, Ana Luísa dos Reis. "Identificação de radicais livres e produtos de oxidação de biomoléculas por MS." Doctoral thesis, Universidade de Aveiro, 2006. http://hdl.handle.net/10773/3176.
Full textAbstract:
Doutoramento em Bioquímica<br>A alteração estrutural de biomoléculas por acção de radicais livres resultantes
de processos aeróbios, e mais especificamente em ácidos gordos insaturados,
tem sido descrita como tendo um papel preponderante em patologias
relacionadas com o envelhecimento. Esta tese tem como objectivo o uso da
espectrometria de massa (MS) na identificação e caracterização estrutural de
radicais livres de ácidos gordos, nomeadamente no ácido gordo ω-6, e em
modelos progressivamente mais complexos, como as glicerofosfatidilcolinas
(GPC) substituídas com ácidos gordos ω-9 e ω-6. Em resultado, e usando
metodologia desenvolvida para a detecção de radicais livres, nomeadamente o
uso de “trapas de spin”, foram identificados por MS vários radicais livres do
ácido linoleico e de GPC sob a forma de aductos de spin. Estes resultaram da
inserção de átomos de oxigénio na cadeia carbonada e de cisão da mesma
após inserção de átomos de oxigénio. Após caracterização por espectrometria
de massa tandem (MS/MS), verificou-se a presença de radicais centrados em
átomos de carbono (alquilo) e de oxigénio (alcoxilo), tendo-se ainda verificado
que a quebra da cadeia carbonada ocorreu preferencialmente no sentido da
formação de radicais com o menor número de átomos de carbono. Em função
dos radicais de GPC identificados por MS, verificou-se não existir uma relação
entre a extensão da oxidação e o grau de insaturação, o que sugere um efeito
retardador na reacção de peroxidação lipidica pela adição da “trapa de spin”.
Esta observação parece ser corroborada pela identificação de mais de 50
produtos de oxidação não-radicalares para os 3 GPC na ausência da trapa de
spin, tendo-se verificado uma relação directa entre a extensão das alterações
estruturais e o grau de insaturação. De entre os produtos de oxidação nãoradicalares
identificados, encontram-se vários isómeros estruturais, posicionais
e estruturas isobáricas que foram caracterizados por MS associada à
cromatografia líquida de alta eficiência. De salientar, que as diferenças
observadas para os tempos de retenção dos produtos de cadeia curta com
terminal aldeído e ácido carboxílico em diferentes GPC, sugerem que este
procedimento poderá ser aplicado para o fraccionamento de amostras
biológicas. A formação de produtos de cadeia curta com terminal aldeído em
elevada abundância relativa permitiu a identificação de aductos GPC-peptídeo,
tendo sido identificadas as vias de fragmentação preferenciais por MS/MS e
que se verificou serem característico de aductos GPC-peptídeo.
Em resumo, os dados obtidos mostraram ser possível a identificação por MS
tanto de produtos radicalares como não-radicalares de biomoléculas contendo
ácidos gordos. Mais, a predominância de produtos de oxidação de GPC
modificados nos átomos de carbono mais próximos da cabeça polar, sugere
um ataque preferencial dos radicais nos átomos de hidrogénio mais próximos
da cabeça polar.<br>The radical peroxidation of lipids and phospholipids is an increasing topic of
research due to the close association between lipid peroxidation products and
age-related diseases. In this work, mass spectrometry was used for the
identification and characterisation of lipid and phospholipid free radicals using
the methodology developed for the detection of free radicals, namely the use of
spin traps. For this, radical oxidation was performed on ω-6 unsaturated fatty
acid and extended to progressive more complex structures, particularly diacylglycerophosphatidylcholines
(GPC) containing ω-9 (oleic) and ω-6 (linoleic and
arachidonic) fatty acids. Several intact and breakdown free radicals products of
lipid and GPC were identified as spin adducts for the first time, and
characterisation by tandem mass spectrometry (MS/MS) in association with
reverse-phase chromatography (HPLC-MS/MS) allowed the assignment of
such species to be carbon and oxygen centred radicals. The lipid breakdown
products suggested that β-scission cleavage is selective towards the formation
of the smaller alkyl radicals. Also, the intact free radicals identified for the 3
GPC suggested the occurrence of a “retarder” effect to the lipid peroxidation
caused by the addition of the spin trap. The identification and characterisation
by MS was extended to non-radical GPC products and the complexity of
structures required previous separation method by reverse-phase
chromatography prior to mass spectrometry detection (LC-MS) and tandem
mass spectrometry (LC-MS/MS). More than 50 different structures were
identified for only three phospholipids. Based on the LC-MS/MS data analysis,
isomeric structures of long-chain products were differentiated and, short-chain
products containing different terminal groups were differentiated by LC-MS data
analysis according to the retention times, which was independent of the
oxidised GPC. In this way, isobaric structures of short-chain products may be
distinguished if present in complex mixtures.
Adducts formed by covalent interaction between GPC alkenal products and
peptides established in in vitro conditions were characterised by MS/MS. Upon
fragmentation, the peptide-GPC adducts provided information about the
peptide and the lipid moiety, which is characteristic of peptide-GPC adducts
due to charge retention in the polar head.
Altogether, MS is a suitable technique for the identification of both radical and
non-radical products of fatty acids and phosphatidylcholines. Furthermore, the
GPC peroxidation products identified in this study suggested that, during nonenzymatic
phospholipid radical oxidation, bis-allylic hydrogen atoms closer to
the polar head are preferably abstracted.
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Costa, Graziela da Silva. "Remediação de resíduos petrolíferos contendo hidrocarbonetos de relevância ambiental por processos de oxidação avançada." reponame:Repositório Institucional da UFPR, 2016. http://hdl.handle.net/1884/45739.
Full textAbstract:
Orientador : Prof. Dr. Patricio G. Peralta-Zamora<br>Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba, 29/09/2016<br>Inclui referências : f. 156-177<br>Resumo: As indústrias de petróleo geram grandes quantidades de um resíduo oleoso denominado borra de petróleo ou borra oleosa, o qual é proveniente dos processos de exploração, transporte, armazenamento e refino do petróleo. Em geral, a borra de petróleo é um resíduo recalcitrante caracterizado como uma emulsão estável de água em óleo, sólidos, hidrocarbonetos do petróleo e metais. Tem sido relatado que mais de 60 milhões de toneladas de borras de petróleo são produzidas a cada ano e mais de 1 bilhão de toneladas deste resíduo foram acumulados em todo o mundo. No Brasil, as borras de petróleo são dispostas principalmente em lagoas, diques, aterros e landfarmings (biodegradação). A disposição destas borras é um problema para as indústrias petrolíferas, devido ao alto teor de compostos tóxicos na sua composição, como os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, compostos orgânicos voláteis e espécies fenólicas. Dentro dessa perspectiva, a Petrobras S/A em parceria com a Albrecht Equipamentos Industriais Ltda desenvolveram um processo para tratar as borras de petróleo, denominado tratamento térmico de resíduos multifásicos (TTRM). Após o tratamento da borra de petróleo no processo TTRM são geradas basicamente três frações: aquosa, oleosa e sólida. Os resíduos líquido e sólido são obtidos como produtos secundários no processo TTRM. O resíduo líquido se caracteriza por uma elevada concentração de espécies de caráter fenólico, enquanto que o resíduo sólido contém uma grande variedade de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos. Desta forma, o presente trabalho objetiva avaliar a potencialidade dos processos de oxidação avançada (POAs) na remediação de resíduos líquidos e sólidos oriundos do tratamento térmico de borras de petróleo. O processo Fenton convencional e os seus análogos irradiados (foto-Fenton UV-A e UV-C) permitiram eficiente degradação de fenol (substrato modelo) em solução aquosa e subprodutos característicos, em tempos de reação da ordem de 10 min. O processo foto-Fenton UV-A permitiu eficiente degradação do resíduo líquido, com remoção de 99 % das formas fenólicas e redução da DQO da ordem de 95 %. Após o tratamento, o resíduo líquido tratado se enquadrou nos padrões estabelecidos pela legislação ambiental vigente, no que se refere aos parâmetros de fenóis totais, BTEXs e DQO. Dentre os POAs estudados (Fenton, foto-Fenton e fotocatálise heterogênea), o sistema de fotocatálise heterogênea com TiO2 assistido por radiação UV-A mostrou melhor desempenho na degradação dos HPAs totais do resíduo sólido, com remoção de aproximadamente 90 %. De maneira geral, foi possível concluir que os processos foto-Fenton UV-A e fotocatálise heterogênea com TiO2 fotoassistida por radiação UV-A apresentaram promissora potencialidade na remediação de resíduos líquidos e sólidos oriundos da indústria petrolífera.<br>Abstract: The oil industries generate large amounts of oily waste named oily sludge, which is from the exploration process, transportation, storage and refining of petroleum. In general, the oily sludge is a recalcitrant waste characterized as a stable oil in water emulsion, solids, hydrocarbon oil and metals. It has been reported that more than 60 million tons of oily sludge are produced each year and more than 1 billion tons of waste were accumulated throughout the world. In Brazil, the oily sludges have been mainly disposed in pounds, dykes, landfill and landfarms (biodegradation). Disposition of this type of waste is a major problem to oil industries due to the high content of toxic compounds, such as polycyclic aromatic hydrocarbons, volatile organic compounds and phenolic species. Recently a partnership between Petrobras (Brazilian Oil Company) and Albrecht Equipments Industrials developed a process to treat oily sludges named Multiphase Residues Thermal Treatment (MRTT). After treatment of the oily sludge in MRTT process are basically generated three fractions: aqueous, oily and solid. The liquid and solid wastes are obtained as byproducts in MRTT process. The liquid waste is characterized by a high concentration of phenolic species while the solid waste contains a wide variety of polycyclic aromatic hydrocarbons. Thus, the present study aims to evaluate the potential of advanced oxidation processes (AOPs) in the remediation of liquid and solid wastes from the thermal treatment of oily sludges. The conventional Fenton process and its analogs irradiated (photo-Fenton UV-A and UV-C) allowed efficient phenol degradation (model substrate) and byproducts in aqueous solution in order of 10 min reaction time. The photo-Fenton UV-A process allowed efficient degradation of waste liquid, removing 99 % of the phenolic species and COD reduction of 95 %. After treatment, the treated liquid waste was in accordance with the standards set by current environmental legislation in relation to the parameters of total phenols, BTEXs and COD. Among the studied POAs (Fenton, photo-Fenton and heterogeneous photocatalysis), the heterogeneous photocatalysis system with TiO2 assisted by UV-A radiation showed better performance in the degradation of total PAHs of solid waste, with the removal order of 90 %. In general, it can be concluded that the process photo-Fenton UV-A and heterogeneous photocatalysis with TiO2 photoassisted UV-A radiation have promising potential in remediation of liquid and solid wastes from the oil industry.
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Rei, Raquel Benedita Ventura. "Melhoria do processo de lavação das rolhas de cortiça." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2015. http://hdl.handle.net/10773/15892.
Full textAbstract:
Mestrado em Engenharia Química<br>O presente trabalho, realizado na empresa Amorim & Irmãos, S.A. teve como principal objetivo a avaliação e otimização da lavação de rolhas de cortiça técnicas, designadas por Twin Top®, em termos do perfil de consumo de reagentes químicos e do desenvolvimento da sua brancura. Para tal foi desenvolvida uma metodologia de análise de brancura de rolhas Twin Top® que serviu de base para a determinação de uma gama de brancuras aceitável. Para além disto, efetuou-se a avaliação do processo de lavação atualmente praticado e apartir do qual se realizaram os ensaios de otimização a nível laboratorial e piloto. Foram aplicados diferentes métodos de análise tais como, UV-Vis, FTIR-ATR, RMN e brancura ISO. Tendo como base de análise os espetros de refletância difusa de espetroscopia de UV-Vis foi proposta uma metodologia de determinação da brancura de rolhas Twin Top® a 457nm, adoptando as condições da Norma ISO 3688, aplicada na indústria da pasta e papel. De seguida, aplicando o método anteriormente definido, analisaram-se 1000 rolhas Twin Top® de lavação branca. Sendo que os resultados demonstraram que para rolhas dentro de especificação a brancura ISO deve estar entre os 30 e 35%. Foram ainda analisadas rolhas de diferentes classes visuais e provenientes de várias máquinas de lavação da fábrica para determinar possíveis diferenças. Para proceder à avaliação da lavação existente analisaram-se as colas usadas na produção das rolhas, um grânulo de cortiça e a matéria seca do efluente de lavação por FTIR-ATR e RMN. Desta avaliação resultou a presença de compostos de cortiça e cola degradada no efluente de lavação. Determinou-se a concentração dos reagentes intervenientes no processo que se mostraram de acordo com as especificações indicadas pelos fornecedores. Para a otimização da lavação combinou-se o peróxido de hidrogénio e hidróxido de sódio em diferentes quantidades, concentrações e diferentes tempos de reação o que permitiu identificar a melhor alternativa à lavação convencional. Assim existem duas propostas que devem ser tidas em consideração: uma em que a lavação mantém a mesma sequência da convencional e em que se altera o local de adição dos reagentes, que deve ser o mais próxima e direta possível das rolhas, e a outra em que se reduz o tempo do processo em 29,3 min, que compreende apenas uma oxidação e em que a quantidade de reagentes aplicada corresponde à soma dos volumes de reagentes das três oxidações do processo convencional.<br>This work, carried out in Amorim, SA aimed to the evaluation and optimization of washing techniques cork stoppers, called Twin Top®, in terms of consumption profile of chemical reagents and development of its whiteness. For such was developed a methodology of whiteness analysis to Twin Top® stoppers which formed the basis for determining a range of acceptable whiteness. In addition to this we performed the evaluation of washing process currently practiced which led optimization assays laboratory and pilot level. Different analytical methods have been applied such as, UV-Vis, FTIR-ATR, NMR and ISO whiteness. Based on analysis of the spectra of reflectance UVVis spectroscopy was proposed a methodology for determining the whiteness of Twin Top® stoppers to 457 nm adopting the requirements of ISO 3688 applied in the pulp and paper industry. Then, applying the method defined above, were analyzed 1000 stoppers Twin Top® with white washing. The results showed that for corks within specification ISO brightness should be between 30 and 35%. More factory classes and several washing machines stoppers were also analyzed to determine possible differences. To carry out the evaluation of the existing washing analyzed adhesives used in the production of cork stoppers, cork and the dry matter of the washing effluent by FTIR and ATR-NMR, and verified the presence of cork compounds and glue degraded in effluent washing. It determined the concentration of the reagents involved in the process that is shown in accordance with the specifications given by the suppliers. For optimum washing was combined hydrogen peroxide and sodium hydroxide in different quantities and different reaction time allowed to identify the best alternative to conventional washing. Thus there are two proposals that must be taken into account: one in which the washing keeps the same sequence which is conventional and which alters the location of addition of reactants, should be as close as possible and direct the stoppers, and the other in which reduces the process time 29.3 min and comprising only an oxidation in which the amount of reagent applied the sum of the volumes of the reagents used in three oxidation of the conventional process.
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Santos, Alecsandra dos. "Tratamento de solos com diferentes características físico-químicas por processos fenton." reponame:Repositório Institucional da UFPR, 2015. http://hdl.handle.net/1884/41972.
Full textAbstract:
Orientador : Prof. Dr. Patrício G. Peralta-Zamora<br>Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba, 28/07/2015<br>Inclui referências : f. 114-123<br>Resumo: A remediação de solos contaminados por gasolina representa um dos maiores desafios na área da remediação ambiental, devido à alta complexidade da matriz que influencia no comportamento do contaminante. Dentre as técnicas de remediação destacam-se os processos de oxidação avançada como a reação de Fenton, a qual vem sendo utilizada com bastante frequência em função da capacidade de formas minerais de ferro catalisar a decomposição de peróxido de hidrogênio, com consequente formação de radical hidroxila. No entanto, quando aplicados em solos, a eficácia do processo é dependente das características físico-químicas dos mesmos. Em decorrência disso, este trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência dos processos Fenton na remediação de quatro tipos de solos paranaenses contaminados por gasolina. Este trabalho foi realizado em amostras de solos indeformadas, para aproximar ao máximo às condições de campo. Foram aplicados soluções de peróxido de hidrogênio a 1 e 5 % com e sem adição de ferro. Para os solos com elevadas concentrações de ferro mineral, foi observada que a adição de formas solúveis teve pouca influência na eficiência do processo. No entanto, concentrações elevadas de peróxido de hidrogênio (5 %), favoreceram a degradação do contaminante. Já para os solos com baixa concentração de ferro mineral, se fez necessária à adição do mesmo para garantir a eficácia. Dentre as características físico-químicas dos solos, as que mais exerceram influência no processo foram a matéria orgânica e teor de ferro mineral. Nos solos com maiores concentrações de matéria orgânica, a eficiência dos processos Fenton foi comprometida, devido ao efeito sequestrante da mesma, o que resultou em uma menor taxa de degradação. Em solos com maiores teores de ferro mineral a eficiência da degradação foi maior, além de dispensar a adição de formas solúveis. Dentre os compostos da gasolina, os BTEXs apresentaram maiores níveis de degradação do que os HTPs, por serem mais facilmente oxidados. Foi observado também que em todos os ensaios houve a lixiviação dos contaminantes, devido ao caráter dessortivo do processo Fenton. Embora a dessorção possa aumentar a disponibilidade dos poluentes, favorecendo a sua oxidação, ela pode propiciar a transferência dos mesmos para os sistemas aquáticos. Através dos resultados obtidos, pode-se concluir que o processo Fenton é uma técnica eficiente no tratamento de solos contaminados por gasolina. No entanto, não deve ser aplicado de forma universal para todos os tipos de solo, pois o processo é influenciado pelas características do mesmo. Palavras-chaves: Processos Fenton, gasolina, BTEXs, remediação de solos, amostras indeformadas.<br>Abstract: The remediation of soils contaminated by gasoline is probably one of the biggest problems in the environmental area, due to the matrix high complexity that influence in the contaminant behavior. Among the techniques employed in soil remediation the Fenton Process might be highlighted. This process has been frequently employed due to the iron minerals capability of acting as catalyst in the hydrogen peroxide decomposition, generating hydroxyl radicals. Besides, when Fenton process is applied in soils, its efficiency depends on the soil physical-chemical characteristics. Therefore, the objective of this work was to evaluate the effectiveness of the Fenton process in the treatment of four paranaenses soils contaminated by gasoline. For this purpose, this work was performed in undisturbed soil samples, aiming to approach actual field conditions. During the Fenton process, hydrogen peroxide solutions were applied in the soil in concentrations of 1 and 5 %, with and without soluble iron addition. In the soils with higher concentration of iron minerals, it was observed that the addition of soluble forms did not significantly increase the efficiency of the treatment. However, higher concentrations of hydrogen peroxide (5 %) favored the degradation. For soils with low content of minerals iron, the addition of soluble forms was necessary to ensure the effectiveness of the process. Among the physical chemical characteristics of the soil, organic matter and minerals iron content exhibited major importance in the process. In soils with higher content of iron minerals the efficiency was greater. Besides, the addition of soluble forms was not required. In soils with higher content of organic matter, the efficiency of Fenton process was compromised, due to its radical scavenger effect, resulting in lower degradation rate. Amidst the compounds of gasoline, the BTEXs showed greater degradation levels than the presented by the HTPs, since they are more easily oxidized. The leaching of contaminants during application of Fenton's reagents was observed in all the tests performed. The desorption enhances the contaminant oxidation however, it can also cause the transfer of pollutants to aquatic systems, where the degradation does not occur. The results showed that the Fenton process is an effective technique for the treatment of soils contaminated by gasoline. However, it must not be applied in a universal form to all types of soil, because the process efficacy depends on the soils characteristics Key-words: Fenton process, gasoline, BTEXs, undisturbed samples, soils remediation.
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Vasconcelos, Tibiriçá Gonçalves. "Antimicrobial ciprofloxacina em efluente hospitalar: exposição ambiental, avaliação de risco e degradação através de processos avançados de oxidação." Universidade Federal de Santa Maria, 2006. http://repositorio.ufsm.br/handle/1/4303.
Full textAbstract:
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico<br>In the present study, the presence of the antimicrobial ciprofloxacin (CIP) in effluent from the first-aid clinic of the University Hospital of Santa Maria (PA-HUSM) and its degradation by advanced oxidation processes (AOPs) - photo-induced process (medium pressure Hg-lamp 125 W, batch recirculation reactor, pH 3), heterogeneous catalysis (medium pressure Hg-lamp 125 W, helicoidal tubular reactor, pH 3, 400 mg TiO2), ozonation and peroxone (450 mg O3 h-1, pH 9, semi-batch system, 500 mg H2O2 L-1 for peroxone) were investigated. Determination of the CIP concentration developed by high pressure liquid chromatography with fluorescence detection (HPLC-FLD) was measured before (P1) and after (P2) treatment system (cesspit and anaerobic filter), during 7 days. Measured environmental concentrations (MECs) were 19-155 μg L-1 (average: 65±45 μg L-1) and 32-99 μg L-1 (average: 54±21 μg L-1) in P1 and P2, respectively. In addition, risk assessment based on the MECs and ecotoxicity data from the literature was proposed. Using three different values of predicted no-effect concentration (PNEC), MECs/PNEC ratios between 4-1,980 were calculated. These risk quotients imply a high risk for a negative impact of CIP to aquatic environment and suggest that risk management is necessary. These quotients are 48-3,300-fold higher than those found in developed countries and mean a worse-case than the discussed wide world until now. Regarding the treatment of the effluent by AOPs, photo-induced degradation was slowest than the other processes: half-life (t1/2) during photo-induced of CIP was 2.5 h, while heterogeneous photocatalysis, peroxone and ozonation presented 20, 15 and 9 min, respectively. The best results obtained through ozonation were consequence of the higher reactivity of CIP with ozone than with radicalar species formed during the processes. However, about chemical oxygen demand (COD) and integrated absorbance, peroxone and heterogeneous photocatalysis (higher capacity for hydroxyl radical generation) were more effective than the photo-induced and ozonation processes (lower hydroxyl radical generation capacity). The metabolites formed during the processes demonstrated to be very similar. In addition, photo-induced degradation of CIP (medium pressure Hg-lamp 150 W, batch reactor) in environmental concentration of 0.1 mg L-1 (0.3 x 10-6 mol L-1) and pH 9 (NH4Cl/KOH) was studied. The first order rate constant and half-life were 1.56 ±0.11 x 10-2 s-1 (R2 > 0.999) and 44±7 s, respectively. The first formed metabolites were identified by HPLC-FLD and high pressure liquid chromatography with mass detection (LC-MS). Five compounds were qualitatively identified as probable metabolites and were not ready biodegradable by closed bottle test (CBT). They would be products from reactions of defluorination, decarboxilation and break of the piperazine ring. They have been already reported in the literature but under other conditions.<br>Neste trabalho, investigou-se a presença do antimicrobial ciprofloxacina (CIP) em efluente do Pronto Atendimento do Hospital Universitário de Santa Maria (PAHUSM) e a sua destruição através de processos avançados de oxidação (PAOs) - processo fotoinduzido (lâmpada de Hg de média pressão de 125 W, reator em batelada com recirculação, pH 3), fotocatálise heterogênea (lâmpada de Hg de média pressão de 125 W, reator tubular helicoidal, pH 3, 400 mg TiO2), ozonização e peroxônio (450 mg h-1 de O3, pH 9, sistema de semi-batelada e 500 mg H2O2 L-1 no caso do peroxônio). A determinação de CIP, realizada através de cromatografia líquida com detector de fluorescência (HPLC-FLD), envolveu dois pontos de amostragem: antes (P1) e depois (P2) do sistema de tratamento (fossa séptica e filtro anaeróbio) durante 7 dias. As concentrações ambientais medidas (CAMs) foram 19-155 μg L-1 (média: 65±45 μg L-1) e 32-99 μg L-1 (média: 54±21 μg L-1) em P1 e P2, respectivamente. Realizou-se avaliação de risco baseado nas CAMs e em dados ecotoxicológicos retirados da literatura. Usando-se três diferentes valores de concentrações preditas de efeito não observado (CPENO), foram calculadas razões CAM/CPENO entre 4-1.980. Estes quocientes indicam alto risco ao meio ambiente e a necessidade de um projeto de gerenciamento de risco. Além disso, estes valores são 48-3.300 vezes maiores que aqueles encontrados em países desenvolvidos, o que significa uma situação bem mais crítica do que as que vinham sendo reportadas e mundialmente discutidas. Na aplicação de PAOs ao efluente do PA-HUSM a oxidação fotoinduzida demonstrou ser muito mais lenta quando comparada aos outros processos: tempo de meia-vida (t1/2) da CIP durante degradação fotoinduzida foi de 2,5 h, enquanto durante os processos de fotocatálise heterogênea, peroxônio e ozonização, t1/2 foi 20, 15 e 9 min, respectivamente. Os melhores resultados obtidos para a ozonização na degradação de CIP foram conseqüência da maior reatividade do fármaco com ozônio do que com espécies radicalares formadas durante os processos. Porém, no que diz respeito à redução da demanda química de oxigênio (DQO) e absorbância integrada, os processos peroxônio e de fotocatálise heterogênea, (maior capacidade de geração de HO ) foram mais efetivos que os processos fotoinduzido e de ozonização (menor capacidade de geração de HO ). Os produtos formados durante os diferentes processos demonstraram ser bastante semelhantes. Avaliou-se também a degradação fotoinduzida de CIP em solução sintética (lâmpada de Hg de média pressão de 150 W, reator em batelada), em concentração ambiental de 0,1 mg L-1 (0,3 x 10-3 mol L-1) e pH 9 (NH4Cl/KOH) por meio de HPLCFLD. A taxa de reação de primeira ordem e t1/2 foram 1,56 ±0,11 x 10-2 s-1 e 44±7 s, respectivamente. As estruturas dos fotometabólitos foram investigadas através de cromatografia líquida com detecção de massas (LC-MS). Cinco prováveis fotometabólitos primários foram identificados e demonstraram não ser prontamente biodegradáveis frente a closed bottle test (CBT). Estes compostos são produtos de defluoração, descarboxilação e abertura do anel piperazínico e já foram identificados em estudos anteriores, porém, nunca nas condições testadas na presente investigação.
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Cruz, Lutécia Hiera da. "Estudo da potencialidade de processos oxidativos avançados na degradação de poluentes emergentes (Fármacos)." reponame:Repositório Institucional da UFPR, 2012. http://hdl.handle.net/1884/43057.
Full textAbstract:
Orientador : Prof. Dr. Patricio G. Peralta-Zamora<br>Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba, 04/12/2012<br>Inclui referências : f. 106-135<br>Resumo: Neste trabalho foi investigada a potencialidade de processos avançados de oxidação (fotocatálise heterogênea e sistema fotoeletroquímico), em relação à remediação de matrizes aquosas contendo antibióticos, tais como a trimetoprima (TMP) e o sulfametoxazol (SMZ) e, antiinflamatórios, como o diclofenaco (DIC). Inicialmente foi estabelecida uma rotina analítica para a quantificação destes fármacos, utilizando-se sistemas de extração em fase sólida (SPE) seguida de cromatografia em fase líquida (HPLC-DAD). Com o uso de um sorvente polimérico (Strata-X), o procedimento de extração permitiu uma excelente recuperação de TMP, SMZ e DIC a partir de soluções aquosas fortificadas. Nestas condições, a utilização de fatores de pré-concentração de 2000 vezes permitiu recuperações entre 94 e 114%, o que viabilizou limites de quantificação da ordem de 100 ng L-1. A análise de amostras de esgoto doméstico (bruto e tratado) foi fortemente interferida pela presença de outros constituintes da matriz, o que foi particularmente prejudicial para a quantificação de SMZ. Processos de fotocatálise heterogênea fundamentados no uso de suspensões de TiO2 e ZnO e de radiação UVC permitiram a degradação praticamente completa dos fármacos em tratamentos da ordem de 30 min. Entretanto, o efeito isolado da radiação foi também importante, em razão da foto-sensibilidade dos substratos. O efeito isolado da radiação UVC foi particularmente importante nos processos de degradação mediados por fotocatalisadores imobilizados em esferas de alginato de cálcio, os quais propiciaram uma degradação fotocatalítica praticamente nula. Na presença de radiação UVA, somente o TiO2 imobilizado em anéis de vidro permitiu importante degradação dos fármacos, a qual alcançou valores entre 65 e 100% em 45 minutos de reação. Os processos fotoeletroquímicos permitiram eficiente degradação dos fármacos (70 a 80%) na presença de Na2SO4. Entretanto, a elevada foto-sensibilidade dos substratos fez com que, nas condições de trabalho, grande parte da capacidade de degradação tenha sido devida à presença de radiação UVC, o que não permitiu a observação de efeitos sinérgicos característicos.<br>Abstract: In this work, the potentiality of advanced oxidation processes (heterogeneous photocatalysis and photoelectrochemical process) was investigated with relation to the remediation of aqueous matrices containing antibiotics, such as trimethoprim (TMP), sulfamethoxazole (SMZ) and anti-inflammatory, such as diclofenac (DIC). An analytical routine was initially established to quantify these drugs, using solid phase extraction (SPE) systems, followed by liquid chromatography (HPLC-DAD). The use of a polymeric sorbent (Strata-X) enabled the extraction procedure to very successfully recover TMP, SMZ and DIC from spiked aqueous solutions. Accordingly, use of pre-concentration factors of 2000 times allowed recoveries between 94 and 114%, which enabled quantification limits of approximately 100 ng L-1. The analysis of wastewater samples (influent and effluent) was strongly interfered by the presence of other constituents in the matrix, which is particularly detrimental to the quantification of SMZ. Heterogeneous photocatalysis processes based on the use of TiO2 and ZnO suspensions and UVC radiation provided the almost complete degradation of drug treatments within approximately 30 min. However, the isolated effect of radiation was also important, on account of the photo-sensitivity of the substrates. The isolated effect of UVC radiation was particularly important in the degradation processes mediated by photocatalysts immobilized in calcium alginate beads, which afforded a photocatalytic degradation of practically zero. In the presence of UVA irradiation, only the TiO2 immobilized in glass rings provided significant degradation of the drug substances, reaching values between 65 and 100% within 45 minutes of reaction. The photoelectrochemical processes provided efficient degradation of the drugs (70 to 80%) in the presence of Na2SO4. However, the high photo-sensitivity of the substrates meant that, under the work conditions, much of the degradation capacity was due to the presence of UVC radiation, which did not allow the observation of the characteristic synergistic effects.
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Mendes, Vasco Rafael Marques. "Tratamento de efluentes industriais por processos físico-químicos." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2009. http://hdl.handle.net/10773/3112.
Full textAbstract:
Mestrado em Engenharia Química<br>A cinética da redução de crómio (VI) a crómio (III) pelo bissulfito de
sódio (NaHSO3) foi estudada num reactor batch (regime descontínuo), para
uma gama de concentrações de reagentes e temperaturas. Atingiu-se uma
eficiência de remoção de Cr(VI) de 99,99% (100%) para uma concentração
de bissulfito igual a 30% (0,3 M), para um tempo de reacção de 18 minutos a
17ºC (pH<2,5 e agitação não muito vigorosa).
A redução de crómio hexavalente (Cr6+) teve lugar, na presença de
adição de bissulfito de sódio seguindo uma cinética de ordem n=0,35. A
velocidade de redução de Cr(VI) aumentou com o aumento de concentração
de bissulfito de sódio aplicada e com o aumento de temperatura para valores
iguais ou superiores a 45ºC.
Os coeficientes de velocidade k (ordem n=0,35) determinados, foram
de 8,36; 2,48 e 1,43 mg0,65.L-0,65.min-1 para dosagens de bissulfito de sódio de
0,3; 0,15; e 0,075 a 17ºC, respectivamente (pH <2,5).
Tendo em conta o estudo do efeito da variação de temperatura de operação,
os coeficientes de velocidade k (ordem n=0,35) determinados, foram de 8,36;
8,22 e 9,02 mg0,65.L-0,65.min-1 para as temperaturas de 17, 30 e 45ºC
respectivamente (pH <2,5)
Segundo a equação de Arrhenius, a energia de activação de 2,55
kJ/mol e o factor pré-exponencial de 23,7 mg0,65.L-0,65.min-1
foram resultados
obtidos para uma gama de temperaturas situadas entre 290 – 318 K.
A cinética da oxidação de cianetos pelo hipoclorito de sódio (NaOCl)
foi estudada num reactor batch (regime descontínuo) para uma gama de
concentrações de reagentes e temperaturas. Atingiu-se uma eficiência de
oxidação de CN- de 96,2% para uma concentração de hipoclorito igual a 13%
(0,13 M), sendo o tempo de reacção de 15 minutos a 18ºC (pH> 11 e agitação
não muito vigorosa).
A oxidação de CN- surge com a adição de hipoclorito de sódio e de
soda cáustica seguindo uma cinética de pseudo - primeira ordem. A
velocidade de oxidação de CN- aumentou com o aumento de concentração de
hipoclorito de sódio, no entanto não foi afectada tendo em conta as diferentes
gamas de temperatura aplicadas (18 – 45ºC).
Os coeficientes de velocidade k’ (pseudo - primeira ordem)
determinados, foram de 0,227; 0,134 e 0,0907 min-1 para dosagens de
hipoclorito de sódio de 0,13; 0,065 e 0,0325; respectivamente (pH> 11 e T=
18ºC).
Relativamente ao resultado do estudo do efeito da variação de temperatura de
operação, os coeficientes de velocidade k’ (pseudo - primeira ordem)
determinados, foram de 0,227; 0,170 e 0.127 min-1 para as temperaturas de
18, 30 e 45ºC respectivamente (pH> 11 e NaOCl a 0,13 M)
Tendo em conta a equação de Arrhenius, a energia de activação de
15,1 kJ/mol e o factor pré-exponencial de 2,26×10+3 min-1
foram obtidas para
uma gama de temperaturas situadas entre 291 – 318 K.
Através de um conjunto de ensaios de Jar – Test testados ao nível
laboratorial, realizou-se um estudo visando a optimização da remoção de
metais (Fe e Ni) em efluentes com concentrações elevadas dos mesmo (3
000,00 < Fe < 75 000,00 mg/L e 500,00 < Ni < 1 600,00 mg/L).
Para tal, foi testado um conjunto de diferentes tipos de neutralizantes
e coagulantes com o objectivo de determinar e optimizar a dosagem e pH de
operação, bem como determinar a sequência óptima de adição de reagentes.
A análise e caracterização de lamas são um processo fundamental
para futura classificação e possível minimização de alguns aspectos
económicos. Para tal, efectuou-se um estudo quanto à caracterização e
classificação de uma amostra de lama proveniente da zona de processo de
tratamento.
Tendo em conta os valores obtidos da análise sobre o resíduo (ataque
ácido) e o eluato efectuada à amostra de lama e a respectiva comparação
com os valores mínimos estipulados por lei, verifica-se que esta se insere na
classe de lamas não perigosas.
ABSTRACT: The kinetic of Cr(VI) reduction to Cr(III) by sodium bisulphite was
studied in a batch reactor for a range of temperatures and reagent
concentration. Nearly 99,99% removal efficiency for Cr(VI) was achieved when
bisulphite concentration was 0,3 M, during 18 minutes of reaction time at 17ºC
and with a pH < 2,5.
The Cr(VI) reduction followed a n=0,35 order kinetic with addition of redactor
agent (NaHSO3). The Cr(VI) reduction rate increased with the increasing of
sodium bisulphite dosage and with the temperature above 45ºC.
The rate coefficients “k”(n=0,35), were determined as 8,36; 2,48 and 1,43
mg0,65.L-0,65.min-1 when the bisulphite dosages were 0,3; 0,15 and 0,075 M at
17ºC and pH< 2,5, respectively. Taking into account the study of the
temperature range effect, the rate coefficients “k”(n=0,35), were determined as
8,36; 8,22 and 9,02 mg0,65.L-0,65.min-1 for temperature range of 17, 30 and 45ºC
at pH< 2,5 and NaHSO3 (0,3 M).
According to the Arrhenius equation, the activation energy of 2,55 kJ/mol and
the pré-exponencial factor 23,7 mg0,65.L-0,65.min-1 were obtained for a
temperature range of 290 – 318 K.
The kinetic of cyanide oxidation by sodium hypochlorite was studied in
a batch reactor for a range of temperatures and reagent concentration. Nearly
96,2% removal efficiency for CN- was achieved when hypochlorite
concentration was 0,13 M, during 15 minutes of reaction time at 18ºC and with
a pH > 11.
The cyanide oxidation took place with a overage of sodium hypochlorite and
soda concentrations, following a pseudo-first order kinetic. The cyanide
oxidation rate increased with the increasing of sodium hypochlorite dosage.
However wasn’t effected for the temperature range applied.
The pseudo-first order rate coefficients (k’), were determined as 0,227;
0,134 and 0,0907 min-1 when the hypochlorite dosages were 0,13; 0,065 and
0,0325 M at 18ºC and pH > 11, respectively. Taking into account the study of
the temperature range effect, the rate coefficients (k’), were determined as
0,227; 0,170 and 0,127 min-1 for temperature range of 18, 30 and 45ºC at pH >
11 and NaOCl (0,13 M).
According to the Arrhenius equation, the activation energy of 15,1 kJ/mol and
the pré-exponencial factor 2,26×10+3 min-1 were obtained for a temperature
range of 291 – 318 K.
According to a group of laboratorial testing (Jar – Test), the
optimization study of removal metals was performed in concentrate effluents
(3000,00 < Fe < 75000,00 mg/L and 500,00 < Ni < 1600,00 mg/L).
Therefore, a group of different sort of neutralizing and coagulants were
tested, in order to determine and optimize the dosage end pH operation, and
determine the optimal sequence of adding reagents.
The analysis and characterization of sludge are the key process for
further classification and possible minimization of some economic aspects. To
this end, a study for characterization and classification of a sample of sludge
from process treatment area was performed.
Taking account the values of the analysis on the residual (acid attack)
and eluate made of sludge, by the comparison with the minimum prescribe by
law, notes that this is classified as non – hazardous sludge.
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Ramos, Bruno. "Aplicações de modelagem molecular em engenharia química: investigação do mecanismo de degradação do fenol em processos oxidativos avançados." Universidade de São Paulo, 2009. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-25052009-154117/.
Full textAbstract:
O trabalho tem por objetivo a aplicação de técnicas de modelagem molecular como ferramenta de pesquisa em Engenharia Química, em particular no estudo das reações químicas envolvidas na degradação do fenol em processos oxidativos avançados. Os resultados obtidos para reações em fase gasosa mostram que o uso dessa ferramenta, no nível de teoria selecionado (B3LYP/6-31++G(d,p)), é adequado para descrever a maioria das reações do mecanismo proposto. As constantes cinéticas calculadas (através da Teoria do Estado de Transição), quando comparadas com os dados experimentais disponíveis, encontram-se dentro da mesma ordem de grandeza para a rota mais viável. A simulação de um par de reações paralelas mostra o mesmo perfil de queda do fenol encontrado para as constantes cinéticas experimentais. A comparação com resultados teóricos prévios mostra que a adição de efeitos de polarização das nuvens eletrônicas ao conjunto de base resulta em um aperfeiçoamento nos valores das constantes cinéticas. Os estudos do meio solvatado mostram que o modelo de solvatação implícita SM5.42R é adequado para descrever o sistema, por reproduzir bem o valor experimental da energia de solvatação do fenol. Entretanto, não é possível fazer comparações quanto aos radicais devido à ausência de dados experimentais. Dentre os modelos de solvatação explícita construídos, o modelo que conta com uma esfera de solvatação de 4 moléculas de água se mostrou melhor para o fenol. Já para o intermediário radicalar O1, o modelo mais adequado foi o que conta com 6 moléculas de água formando um ciclo sobre as hidroxilas ligadas ao anel. Com os resultados obtidos e suas comparações com valores experimentais discute-se a aplicabilidade de técnicas de Modelagem Molecular em estudos aplicados em Engenharia Química, reforçando a visão desta ferramenta como um instrumento importante no projeto de novos produtos e na otimização de processos de interesse tecnológico.<br>This work has the main objetive of applying molecular modeling techniques as a research tool in Chemical Engineering particularly on the study of the chemical reactions involved in the degradation of phenol by Advanced Oxidation Processes. The obtained results for gas phase reactions show that the use of this tool, in the selected level of theory (B3LYP/6- 31++G(d,p)) is adequate to describe most of the reactions within the proposed mechanism. The calculated kinetic constants (through Transition State Theory), when compared with the available experimental data, were found to be within the same order for the most likely pathway. The simulation of a parallel reactions pair shows the same declining profile found for experimental kinetic constants. The comparison with previous theoretical results suggest that the addition of polarization effects on the basis set results in a higher accuracy of the kinetic constant values. The studies of the continuum show that the implicit solvation model SM5.42R is adequate to describe the system, since it reproduces well the experimental value of solvation energy for phenol. However, it is not possible to do comparisons for the radicals due to the absence of experimental data. Among the explicit solvation models constructed, the one which represents a solvation sphere of four water molecules has shown better accuracy to phenol. For the radical intermediate O1, the most suitable model found was the one with six water molecules joined in a cycle on the hydroxyls bonded to the ring. With the obtained results and their comparisons with experimental data, the applicability of Molecular Modeling techniques in Chemical Engineering studies is discussed, reinforcing the perspective of this tool as an important instrument for the design of new products and the optimization of technologically relevant processes.
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Silva, Valdislaine Maria da. "Degradação da matéria orgânica presente em chorume de aterro sanitário e de ciprofloxacino por processos de oxidação avançada." Universidade Federal de Uberlândia, 2016. https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17863.
Full textAbstract:
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico<br>Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais<br>Neste trabalho foi avaliada a influência da composição do chorume na eficiência de mineralização da matéria orgânica pelo processo foto-Fenton. Primeiramente foram avaliados processos de coagulação-floculação, sendo comparado o uso de dois coagulantes (FeCl3 e Al2(SO4)3) e determinada a melhor concentração do íon em pH 3, monitorando-se a remoção da cor, turbidez e carbono orgânico dissolvido. A concentração de 240 mg L-1 de Fe3+ foi escolhida como ótima, sendo obtido 60% e 80% de remoção de cor e turbidez, respectivamente. Por outro lado, houve apenas 11% de remoção de carbono orgânico dissolvido. Assim, foi necessário o acoplamento com outro processo para mineralização da matéria orgânica. Neste contexto, o processo foto-Fenton foi aplicado isoladamente ou combinado ao processo de coagulação-floculação, visando a mineralização da matéria orgânica. A influência da concentração de Fe2+ (50, 100 e 200 mg L-1) foi avaliada durante a mineralização da matéria orgânica pelo processo foto-Fenton isolado, sendo determinada como melhor condição 100 mg L-1 de Fe2+. Posteriormente, foi avaliada a influência da composição da matriz (turbidez e cor, bem como a presença dos íons inorgânicos cloreto e sulfato) sobre a eficiência de mineralização pelo processo foto-Fenton. Foi observado que a composição não reduz a eficiência de mineralização, mas influencia significativamente o tempo de reação e consumo de H2O2. Assim, o melhor protocolo é o tratamento de coagulação-floculação (remoção de cor e turbidez) antes da aplicação do processo foto-Fenton para a mineralização da matéria orgânica, desde que a mesma eficiência de mineralização (73 ± 3%) foi obtida consumindo apenas 17% do tempo e 7% do H2O2 para o tratamento do lixiviado bruto. Além disso, foram feitos experimentos avaliando diferentes processos (UV, H2O2/UV, Fe3+/UV, Fe2+/UV, Fe3+/H2O2, Fe2+/H2O2, Fe3+/H2O2/UV, Fe2+/H2O2/UV e TiO2/UV) e fontes de radiação (lâmpada germicida - UVC e lâmpada de luz negra - UVA), ambas com potência de 8W, na degradação do antibiótico ciprofloxacino. Foi observado que a degradação de ciprofloxacino foi fortemente influenciada pela fonte de radiação e pH utilizado. Dentre os processos avaliados, a fotocatálise heterogênea (TiO2/UVA ou UVC) e o processo foto-Fenton (Fe2+/H2O2/UVA ou Fe2+/H2O2/UVC) apresentaram os melhores resultados de degradação de ciprofloxacino, uma vez que sua concentração ficou abaixo do limite de quantificação do equipamento ( 0,12 mg L-1) após 10 min de tratamento. Somado a isso, durante a degradação de ciprofloxacino pelo processo Fe3+/H2O2/UVA foram identificados por LC-QTOF-MS/MS, três produtos de transformação, sendo um deles ainda não descrito na literatura. Finalmente, foi observado que os processos Fe2+/H2O2/UVC e TiO2/UVC foram os mais eficientes em relação a atividade antibacteriana contra Escherichia coli e Staphylococcus aureus, respectivamente.<br>In this work the influence of the landfill leachate composition on the mineralization of the organic matter by photo-Fenton process was evaluated. Firstly, the coagulation-flocculation processes were evaluated, being compared the use of two coagulant (FeCl3 and Al2(SO4)3) and determined the better concentration of coagulant ion at pH 3, by monitoring of the removal of color, turbidity and dissolved organic carbon. The concentration of 240 mg L-1 Fe3+ was choosing as the best condition, and 60% and 80% of color and turbidity removal were reached, respectively. On the other hand, only 11% of dissolved organic carbon removal was obtained. So, is required a coupling with a second treatment aiming the mineralization. In this context, the photo-Fenton was applied as a treatment isolated or integrated to the coagulation-flocculation processes, aiming the mineralization of the organic matter. The influence of Fe2+ concentration (50, 100 and 200 mg L-1) on the efficiency of mineralization by isolated photo-Fenton process was evaluated, being determined 100 mg L-1 Fe2+ as the best condition. After, the role of the composition of sanitary landfill leachate on the mineralization by photo-Fenton process was evaluated. The composition of the matrix (turbidity and color, as well as presence of inorganic ions sulfate and chloride) does not reduce the efficiency of mineralization by photo-Fenton reactions, but influences significantly the reaction time and consumption of H2O2. Therefore, the best protocol is the pre-treatment of this effluent by coagulation-flocculation (removal of color and turbidity) before the photo-Fenton, since a similar efficiency of mineralization (73 ± 3%) was achieved using only 17% of the time and 7% of H2O2 necessary to the treatment of raw leachate treatment. In addition, experiments were carried out evaluating different processes (UV, H2O2/UV, Fe3+/UV, Fe2+/UV, Fe3+/H2O2, Fe2+/H2O2, Fe3+/H2O2/UV, Fe2+/H2O2/ UV and TiO2/UV) and different radiation sources of the same power – 8W (germicidal lamp - UVC and black light lamp - UVA), in the degradation of the antibiotic ciprofloxacin. It was observed that the ciprofloxacin degradation was strongly influenced by the radiation source and pH used. Among the processes evaluated, the heterogeneous photocatalysis (TiO2/UVA or UVC) and photo-Fenton process (Fe2 +/H2O2/UVC or Fe2 +/H2O2/UVA) showed the best results of ciprofloxacin degradation, since its concentration was below the quantification limit of equipment (0.12 mg L-1) after 10 min of treatment. Added to this, during the ciprofloxacin degradation by Fe3+/H2O2/UV were identified by LC-QTOF-MS/MS, three transformation products, one of them not yet reported in the literature. Finally, it was observed that the Fe2+/H2O2/TiO2 and TiO2/UVC were the most effective for antibacterial activity against Escherichia coli and Staphylococcus aureus, respectively.<br>Dissertação (Mestrado)
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Osugi, Marly Eiko [UNESP]. "Avaliação de processos de degradação de corantes dispersos por técnicas eletroquímica e fotoeletroquímica usando eletrodos de Pt, filmes finos e nanotubos de 'TI'/'TIO IND. 2' e bicomponentes 'W'/'WO IND. 3'/'TIO IND. 2'." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2008. http://hdl.handle.net/11449/105732.
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osugi_me_dr_araiq.pdf: 5124429 bytes, checksum: 14021678a48aab65aa631f6d8a8b3003 (MD5)<br>Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)<br>Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)<br>O comportamento eletroquímico de três corantes dispersos, Vermelho Disperso 1, Laranja Disperso 1 e Vermelho Disperso 13 foi investigado em N,N-dimetilformamida usando tetrafluorborato de tetrabutilamônio como eletrólito de suporte. O grupo nitro dos corantes é reduzido em potenciais de -0,85 V, -0,79 V e -0,69 V, respectivamente, para os corantes Vermelho Disperso 1, Laranja Disperso 1 e Vermelho Disperso 13. A oxidação do grupo amino, também presente nos corantes investigados, ocorre, respectivamente, em potencial de 0,95 V, 0,90 V e 1,0 V e promove a clivagem do grupo azo. Devido à toxicidade e mutagenicidade destes corantes, analisada pelos testes de citotoxicidade em células humanas embrionárias HEK293 e de Ames, respectivamente, investigou-se no presente trabalho novos métodos de degradação dos mesmos em meio aquoso usando o agente dispersante comercial “Emulsogen” por meio de tratamento com cloro ativo (cloração convencional) e fotoeletroquimicamente pela geração de radicais cloro “in situ” sobre eletrodos nanoparticulados de Ti/TiO2, preparados pelo método sol-gel, em NaCl 0,1 mol L-1. A oxidação fotoeletrocatalítica, sobre eletrodos nanoparticulados de Ti/TiO2 em NaCl, mostrou-se mais eficiente quando comparada à cloração convencional, tanto na descoloração que promoveu 100% de remoção de cor, quanto na mineralização dos mesmos (até 60% de remoção de COT). A mutagenicidade dos corantes estudados foi drasticamente reduzida após tratamento fotoeletroquímico. No entanto, a cloração convencional não foi eficiente para total remoção da atividade mutagênica dos corantes, observando-se, ainda, um aumento para o corante Vermelho Disperso 13. A degradação também foi investigada sobre eletrodos de nanotubos de Ti/TiO2, preparados pelo método de anodização eletroquímica...<br>The electrochemical behavior of three disperse dyes, Disperse Red 1, Disperse Orange 1 and Disperse Red 13, was investigated using N,N-dimethylformamide using in tetrabutylammonium tetrafluoroborate as supporting electrolyte. The nitro group of the dyes is reduced in potential of –0.85 V, 0.79 V and –0.69 V, respectively, for Disperse Red 1, Disperse Orange 1 and Disperse Red 13. The oxidation of amine group, also presents in the dyes molecules, occurs, respectively, at 0.95 V, 0.90 V and 1.0 V and promotes cleavage of azo group. Because of these dyes toxicity and mutagenicity, analyzed by citotoxicity in embryonic human cells HEK293 and mutagenicity detected by Ames test, respectively, new methods of degradation of these dyes in aqueous medium using the commercial dispersant agent “Emulsogen” was investigated by active chlorine treatment (conventional chlorination) and photoelectrochemically by “in situ” chlorine radicals generation using Ti/TiO2 nanoparticulates electrodes, prepared by solgel method, in 0.1 mol L-1 NaCl. The photoelectrocatalytic oxidation, using Ti/TiO2 nanoparticulates electrodes in NaCl presented higher efficiency when compared to conventional chlorination, leading to 100% of color removal and also 60% of mineralization of dyes measured as TOC removal. The mutagenicity of all investigated dyes was dramatically reduced after photoelectrochemical treatment. However, the conventional chlorination was not efficient for mutagenic activity removal of dyes and promoted an increase for Disperse Red 13. The degradation was also investigated using Ti/TiO2 nanotubes electrodes, prepared by electrochemical anodization in fluoride medium and characterized by SEM and photocurrent curves. These electrodes presented 100% of discoloration of all investigated dyes and total organic carbon removal around 70% after 3 hours of photoelectrocatalytic degradation... (Complete abstract click electronic access below)
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Souza, Fernanda Scuissiatto Mares de. "Avaliação dos processos oxidativos UV/H2O2 e UV/PAA na degradação de matéria orgânica natural e 2-MIB/geosmina em água de abastecimento." Universidade Tecnológica Federal do Paraná, 2012. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/445.
Full textAbstract:
O cloro é o agente desinfetante e oxidante mais utilizado no mundo em sistemas de tratamento de água. Entretanto, a aplicação de cloro em águas superdiciais pode levar a formação de subprodutos de desinfecção, além da ineficiência do oxidante na degradação de micropoluentes. Este trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência dos agentes peroxidados, peróxido de hidrogênio (H2)2) e ácidoperacético (PAA), em processo oxidativo avançado (POA) Assistido por UVC, na degradação de matéria orgânica natural e 2-MIB e geosmina em água de abastecimento. A matriz utilizada foi água do Rio Iratí, amostra na região metropolitana de Curitiba/PR. Como pré-tratamento da água, foram abordadas as etapas de coagulação, floculação, sedimentação e filtração com o agente coagulante PAC. Os POAs doram realizados em reatores UVC com lâmpadas de baixa pressão, em modo batelada e modo contímuo. No tratamento UV/H2O2, eficiência máxima de redução nos valores de UVA254 (92%) e fluorescência (95%), foram obtidas em modo contínuo após 15 minutos reacionais e 15 mg.L-¹ de H2)2, na ausência de 2-MIB/geosmina. A formação de TTHM foi reduzida, situando-se em 15,7 ÞL-¹ . A degradação dos contaminantes 2-MIB e geosmina, após prétratamento e processo UV/H2O2, resultou em teores à 0,1 þg.L-¹. A presença do solvente metanol nos contaminantes-padrão foi considerada como fator interferente negativo ao processo UV/H2O2. No tratamento UV/PAA, verificou-se a contribuição negativa de CODNP inerente ao próprio oxidante. No entanto o processo foi eficiente em até 89% na redução de intensidade de fluorescência, com formação de 21,5 þg.L-¹ de TTHM. A análise experimental indicou efeito positivo e significativo para a variável tempo de resistência em todos os ensaios e POAs realizados. Em nenhum dos ensaios foi possível obter a mineralização total do conteúdo carbônico presente nas amostragens. Os tratamentos UV/H2O2 e UV?PAA apresentaram um perfil de resposta não-linear, sendo necessários ajustes para o enquadramento em modelo quadrático.<br>As a disinfectant and an oxidizing agent, chlorine is the most used chemical in various water may lead the formation of desinfection byproducts, furthermore, the inefficiency on micropollutants degradation. the main purpose of this work is to evaluate the efficiency of hydrogen peroxide (H2O2) and peracetic acid (PAA), in advanced oxidation process under UVC radiation, on degradation of natural organic matter and contaminats 2-MIB/geosmin in supplying water. The environmental matrix involved was water from Iratí River, located near Curitiba/PR. Waterpretreatment included coagulation, floculation and sedimentation operations at jar test equipement, with PAC as coagulant agent. Advanced oxidative treatments were executed at UV reactors, with low-pressure lamps, in batch and continuous mode. in UV?H@O@ treatment, maximum efficiency on UVA254 reduction (92%) and fluorescence (95%), was obtained in continuos flowing mode, after 15 minutes (reaction taime) and 15 mg.L-¹ of hydrogen peroxide, in the absence of 2-MIB and geosmin. The formation of total trihalomethanes was one of the lowest at 15.7 þg.L-¹. Degradation of pollutants 2-MIB and geosmin, after pretreatment and AOP UV/H2O2, ended in concentrations lower than 0.1 þg.L-1. According to these UV/H2O2 tests, certain reduction was obsorved at efficiency results of all response factors monitored, since the presence of methanol intrinsic to the contaminat standard solution applied. In UV/PAA, was noticed some contribution of NPDOC provided by the own oxidizing agent (PAA). However, UV/PAA treatment was efficient at 89% according to fluorescence intensity reduction, associated with the formation of total trihalomethanes at 21,5 þg.L-¹. Experimental analysis indicated positive and significant effect for the variable retention time in all tests. None of the tests resulted in carbon complete mineralization. Treatment with UV/H2O2 and Uv/PAA presented non-linear response profile, being necessary adjustments for quadratic fitting.
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Bispo, Cláudia Sofia dos Santos. "Fosfatos e fosfanatos metálicos como catalisadores em processos oxidativos." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2008. http://hdl.handle.net/10773/3040.
Full textAbstract:
Mestrado em Química Orgânica e Produtos Naturais<br>Esta dissertação descreve o trabalho desenvolvido sobre a síntese, caracterização e uso de fosfatos e fosfonatos metálicos como catalisadores, em reacções de oxidação, usando o peróxido de hidrogénio como agente oxidante. As potencialidades catalíticas de vários fosfatos e fosfonatos metálicos foram estudadas em transformações oxidativas, nomeadamente na oxidação de cetonas cíclicas e aldeídos aromáticos (Reacções de Baeyer-Villiger). Os catalisadores sintetizados foram o fosfato de zircónio (IV) amorfo (α-ZrP), carboxietilfosfonato de zircónio (IV) (ZrCEP), carboxietilfosfonato de alumínio (III) (AlCEP), carboxietilfosfonato de crómio (III) (CrCEP), fosfato de zircónio (IV) amorfo de troca iónica com sódio (ZrPNa+), fosfato de zircónio (IV) amorfo de troca iónica com potássio (ZrPK+), fosfato de zircónio (IV) amorfo de troca iónica com escândio (ZrPSc3+), fenilfosfonato de zircónio (IV) (ZrPPh) e fosfato/fenilfosfonato de zircónio (IV) (ZrPPh/OH). Os substractos orgânicos testados foram a ciclo-hexanona, ciclopentanona e carvona (cetonas cíclicas) e o para-metoxibenzaldeído, meta-metoxibenzaldeído e 2,4,6-trimetilbenzaldeído (aldeídos aromáticos). O primeiro capítulo descreve os métodos gerais de preparação de fosfatos e fosfonatos metálicos, bem como as suas estruturas, propriedades e aplicações. A importância do peróxido de hidrogénio em reacções de oxidação em química orgânica é também discutida. No segundo capítulo, estão descritos os métodos de preparação e caracterização dos catalisadores por espectroscopia de infravermelho, análise termogravimétrica e difracção de raios-X de pós, bem como outros métodos relevantes para a sua identificação estrutural. Os capítulos três e quatro incluem uma breve introdução sobre a oxidação de Baeyer-Villiger de cetonas cíclicas e aldeídos aromáticos, respectivamente. Nestes capítulos estão também apresentados e discutidos os resultados relativos às reacções de catálise oxidativa efectuadas. Estas reacções foram efectuadas em condições heterogéneas. Verificou-se que no caso da oxidação de ciclo-hexanona, ciclopentanona e carvona (cetonas cíclicas) os catalisadores mais eficientes são os que apresentam características mais básicas (ZrPNa+, ZrPK+ e ZrPSc3+), pois com estes os principais produtos não sofrem clivagem ácida posterior. Relativamente às reacções de oxidação de para-metoxibenzaldeído e 2,4,6-trimetilbenzaldeído, verificou-se que os catalisadores mais adequados são os de carácter mais básico (ZrPNa+, ZrPK+ e ZrPSc3+), por favorecerem a formação dos fenóis correspondentes a partir dos ésteres intermediários. No caso de meta-metoxibenzaldeído formou-se o ácido carboxílico correspondente. No quinto capítulo é descrita toda a metodologia experimental, incluindo as condições das reacções e a identificação de todos os produtos obtidos.
ABSTRACT: This dissertation describes the synthesis, characterization and use of metallic phosphates and phosphonates as catalysts in oxidation reactions, using hydrogen peroxide as the oxidizing agent. The catalytic activity of several metallic phosphates and phosphonates were studied in oxidative transformations, mainly in the oxidation of cyclic ketones and aromatic aldehydes (Baeyer-Villiger reactions). The catalysts synthesized were the amorphous zirconium (IV) phosphate (α-ZrP), zirconium (IV) carboxyethylphosphonate (ZrCEP), aluminium (III) carboxyethylphosphonate (AlCEP), chromium (III) carboxyethylphosphonate (CrCEP), amorphous sodium exchanged zirconium (IV) phosphate (ZrPNa+), amorphous potassium exchanged zirconium (IV) phosphate (ZrPK+), amorphous scandium exchanged zirconium (IV) phosphate escândio (ZrPSc3+), zirconium (IV) phenylphosphonate (ZrPPh) and zirconium (IV) phenylphosphonate phosphate (ZrPPh/OH). The organic substrates studied include the cyclohexanone, cyclopentanone and carvone (cyclic ketones) and the para-methoxybenzaldehyde, meta-methoxybenzaldehyde and 2,4,6-trimethylbenzaldehyde (aromatic aldehydes). The first Chapter describes general methods of preparation of metallic phosphate and phosphonates, as well as their structures, properties and applications. The importance of the hydrogen peroxide in oxidation reactions in organic chemistry is also discussed. In the second Chapter, methods of preparation and characterization of the catalysts by infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis and X-ray powder diffraction, as well as other relevant methods for their identification are described. The third and fourth Chapters include a brief introduction of the Baeyer-Villiger oxidation of cyclic ketones and aromatic aldehydes, respectively. In these Chapters, the results for the reactions of oxidative catalysis are presented and discussed. These reactions were performed in heterogeneous conditions. It was found that, in the case of the oxidation of cyclohexanone, cyclopentanone and carvone (cyclic ketones), the catalysts with more basic features were the most efficient (ZrPNa+, ZrPK+ e ZrPSc3+), because the cleavage of the key products is avoided. Relatively to the oxidation reactions of para-methoxybenzaldehyde and 2,4,6-trimethylbenzaldehyde, it was found that the catalysts with more basic features are the most appropriate (ZrPNa+, ZrPK+ e ZrPSc3+), because they favour the formation of the corresponding phenols from the intermediate esters. In the case of the meta-methoxybenzaldehyde the carboxylic acid correspondent was formed. In the fifth Chapter all the experimental methodology is described, including the reaction conditions and the identification of all the achieved products.
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Marques, Gustavo André Castro Ferreira. "Otimização do processo de produção de espumas flexíveis de poliuretano em bloco: comportamento térmico." Doctoral thesis, Universidade de Aveiro, 2017. http://hdl.handle.net/10773/22844.
Full textAbstract:
Doutoramento em Engenharia Química<br>As exigências na indústria automóvel em matéria de segurança, de desempenho e de ambiente são crescentes, pelo que a indústria das espumas flexíveis de poliuretano tem investido e desenvolvido tecnologias e processos diferenciadores com o intuito de responder a essas exigências. Apesar disso, desconhecem-se ainda em detalhe: (i) os mecanismos envolvidos na degradação térmica e hidrolítica; (ii) todos os fundamentos que justificam a aderência da espuma ao tecido durante o processo de laminação à chama. Este trabalho incidiu sobre estas questões.
Quanto à durabilidade das espumas, pretendeu-se otimizar duas formulações de base poliéter e uma de base poliéster, pela alteração individual da natureza e quantidade de certos componentes, para minimizar os efeitos de envelhecimentos acelerados (testes de desempenho aplicados às espumas flexíveis de poliuretano). As espumas foram submetidas a dois métodos de envelhecimento húmido e a um de envelhecimento seco. Nas espumas poliéter, em envelhecimento seco, o nível e a proporção de isómeros de isocianato e a quantidade de estireno de acrilonitrilo (SAN) têm impacto significativo. Nos envelhecimentos húmidos, a utilização de aditivos e a quantidade de SAN são os componentes com maior impacto. Nas espumas poliéster, a utilização de ignifugantes é o fator mais relevante. Para esclarecer quais os fenómenos químicos e físicos envolvidos na deterioração das espumas recorreu-se a técnicas de caracterização química e estrutural. Foi ainda realizado um envelhecimento seco sob atmosfera de azoto. A termo-oxidação dos segmentos flexíveis será a principal via reacional pela qual ocorre a alteração da tração à rutura e da cor da espuma. As alterações provocadas pela organização dos segmentos rígidos serão a principal via de diminuição da dureza. Com o planeamento de experiências estudou-se variações de diferentes componentes em simultâneo. O conhecimento obtido permitiu desenvolver e aprovar espumas de base poliéter e poliéster nas OEM Daimler, GM e VW.
No estudo da tecnologia de laminação à chama, partiu-se de duas formulações, uma à base de poliéter e outra à base de poliéster, de igual massa específica. À referência poliéter foram impostas algumas variações de formulação. As espumas poliéster evidenciaram um melhor comportamento no processo de laminação à chama do que as poliéter, nas quais é necessário adequar a formulação para uma melhoria de resultados. O principal mecanismo de aderência será a despolimerização e repolimerização através da ligação uretano. A estabilidade térmica, a viscosidade e a afinidade química entre o resíduo viscoso e o tecido são aspetos fundamentais na aderência; a estrutura e a tensão superficial do tecido têm também um contributo importante. Foi feita uma caracterização química e estrutural das amostras selecionadas para esclarecimento dos fenómenos térmicos envolvidos no processo de laminação à chama. Para aumentar o conhecimento sobre o processo, recorreu-se à otimização de parâmetros de máquina através do planeamento de experiências. O conhecimento obtido no âmbito da laminação à chama permitiu a melhoria significativa de várias espumas de base poliéter e foi fundamental para um suporte técnico adequado aos clientes.<br>The safety, performance and environmental demands of the automotive industry are increasing, so the flexible polyurethane foam industry has invested and developed differentiating technologies and processes to meet these requirements. Despite this, the following aspects are still unknown in detail: (i) the mechanisms involved in thermal and hydrolytic degradation; (ii) all the fundamentals that justify the adhesion of the foam to the fabric during the flame lamination process. This work focused on these issues.
Regarding the durability of the foams, it was intended to optimize two formulations of polyether base and one of polyester base, by changing, individually, the nature and quantity of certain components, in order to minimize the effects of accelerated aging (performance tests applied to flexible polyurethane foams). The foams were subjected to two methods of humid aging and one of dry aging. Concerning the dry aging of polyether foams, the level and proportion of isocyanate isomers and the amount of SAN have a significant impact. In humid aging, the use of additives and the amount of SAN are the components with the greatest impact. In polyester foams, the use of flame retardants is the most relevant factor. To clarify the chemical and physical phenomena involved in the deterioration of the foams, chemical and structural characterization techniques were used. Dry aging was further performed under a nitrogen atmosphere. The thermal oxidation of the flexible segments should be the main reaction pathway by which the changes in traction and color of the foam occur. The changes caused by the organization of the hard segments should be the main way of decreasing hardness. With design of experiments, different component variations were studied simultaneously. The knowledge obtained allowed the development and approval of polyether and polyester based foams in Daimler, GM and VW OEMs.
In the study of the flame lamination technology, two formulations of the same specific mass, one based on polyether and the other based on polyester, were used. Some formulation variations were imposed to the polyether reference. Polyester foams showed a better behaviour in the flame lamination process than polyether foams, in which is necessary to adjust the formulation for improved results. The main adhesion mechanism will be depolymerization and repolymerization through the urethane bond. The thermal stability, viscosity and chemical affinity between the viscous residue and the fabric are fundamental aspects in adhesion; the structure and the surface tension of the fabric also have an important contribution. A chemical and structural characterization of the selected samples was made to clarify the thermal phenomena involved in the flame lamination process. To increase knowledge about the process, machine parameter optimization through design of experiments was carried out. The knowledge obtained in the field of flame lamination allowed the significant improvement of several polyether based foams and was fundamental for an adequate technical support to the customers.
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Freitas, Victor Augusto Araújo de. "Preparação e caracterização de óxido de ferro suportado em Zeólitas obtidas de Caulinita Amazônica: Aplicação em processos de oxidação avançada." Universidade Federal do Amazonas, 2013. http://tede.ufam.edu.br/handle/tede/3312.
Full textAbstract:
Made available in DSpace on 2015-04-22T22:01:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2013-02-22<br>Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior<br>O desenvolvimento de novos produtos químicos tem melhorado significativamente a qualidade de vida da população. Entretanto esses novos produtos podem ser danosos ao meio ambiente necessitando de meios para sua eliminação ou neutralização. As zeólitas são aluminossilicatos cristalinos que podem atuar como os catalisadores de oxidação/redução (redox) necessários para a formação dos radicais hidroxilas empregadas nos Processos de Oxidação Avançada (POA s), especialmente se algum metal for inserido em sua estrutura cristalina Neste contexto, os POA s têm atraído grande interesse tanto da comunidade científica como industrial por promover a completa mineralização dos contaminantes orgânicos em meio aquoso. Também é apreciável que esses materiais tenho baixo custo para aplicação em grande escala. Dentre os materiais precursores de zeólitas a caulinita apresenta grande potêncial por ser um argilomineral com proporção Si/Al ~ 1 e ter ampla ocorrência natural em todo o território brasileiro. Nesse sentido o presente projeto visa a síntese de zeólita tipo A dopada com ferro, a partir de caulinita amazônica para aplicação em POA s. Foram coletadas duas amostras minerais ricos em caulinita. As amostras foram tratadas química e termicamente antes da síntese zeolítica. Os materiais coletados foram degomados manualmente, passados em peneira de 0,05 mm de malha e seco ao ar. Em seguida os materiais foram misturados a uma solução ácida de HCl 50 % (v/v) na proporção de 1/4 (m/v) por 4 horas. Os produtos foram lavados e filtrados até pH 7. Após o tratamento ácido, os materiais foram aquecidos até 700 oC por 4 horas em forno mufla. A conversão da caulinita em zeólita foi conduzida por três diferentes metodologias e dopada 3 e 5 % (mol/mol) de ferro em relação ao alumínio. A análise química revelou uma razão SiO2/Al2O3 de 2,32 e 1,41 para as amostras A1P e A2P, respectivamente. Também foi verificado um teor de ferro de 7,33 % para A1P e 1,06 % para A2P, esse resultado sugere a presença de outras fases minerais nos materiais coletados. A análise por DRX diagnosticou o argilomineral caulinita como mineral principal e a presença de hematita, quartzo e traços de goethita. Os processos de síntese levaram a formação de cinco fases zeolíticas (FAU, LTA, SOD, CAN e GIS). A fase LTA foi obtida como produto majoritário após a realização da etapa de fusão alcalina (proporção 5/6 (m/m) de matéria-prima/NaOH) seguida de fusão hidrotérmica. A adição de Fe(NO2)3 como fonte de Fe3+ provocou grande perturbação no meio reacional levando a formação majoritária da zeólita cancrinita. Formou-se grande quantidade de óxido de ferro precipitado e misturado a fase zeolítica. Ao final das caracterizações o produto se mostrou um compósito de óxido de ferro nanoestruturado finamente disperso em zeólita. A atividade catalítica dos produtos sintéticos sem dopagem e dopados com 3 % e 5 % frente a degradação do corante orgânico azul de metileno foi avaliada através dos processos Fenton heterogêneo, Fotocátalise e Foto-Fenton heterogêneo. Foi visto que o produto com 5 % de ferro apresentou melhor desempenho em todos os processos, atingindo a remoção de 99 % do corante a 40 ppm em 60 minutos de reação no processo foto-Fenton heterogêneo. O produto com 3 % de ferro apresentou desempenho superior ao do material sem dopagem.
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Martinez, Glaucia Regina. "Geração química de oxigênio-18 molecular no estado singlete, 18O2 (1Δg), e estudos de lesões em DNA." Universidade de São Paulo, 2003. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46131/tde-23022016-104924/.
Full textAbstract:
O oxigênio molecular eletronicamente excitado ao estado singlete 1Δg (1O2) é bastante reativo frente a moléculas orgânicas com alta densidade eletrônica. As reações do 1O2 com o ácido desoxirribonucleico (DNA) têm sido estudadas extensivamente, uma vez que, provocam lesões que têm sido relacionadas com diversos processos citotóxicos e patológicos. Esse trabalho visou estudar os mecanismos pelos quais ocorrem os processos de oxidação de bases do DNA por 1O2. Para isso, um parâmetro essencial foi a identificação dos produtos de oxidação gerados na reação dessa biomolécula com 1O2. Foi desenvolvida uma fonte de 1O2, com caráter não-iônico, preparada com oxigênio-18 molecular e a N,N\'-di(2,3-dihidroxipropil)-3,3\'-(1 ,4-naftilideno) dipropanamida (DHPN18O2 ). A fonte é capaz de gerar 1O2 isotopicamente marcado (18[1O2]). A incubação de DNA de timo de bezerro e células de fibroblastos com os endoperóxidos hidrofílicos do 3,3\'-(1 ,4-naftilideno)dipropanoato de sódio (NDPO2) e da N, N\'-di(2,3-dihidroxipropil)-3,3\' -( 1,4-naftilideno )dipropanamida (DHPNO2), como fontes puras de 1O2, mostrou que a 8-oxo-7,8-dihidro-2\'-desoxiguanosina (8-oxodGuo) é a lesão majoritária. Quando o DHPNO2 foi usado, níveis mais altos de 8-oxodGuo foram detectados devido ao seu maior rendimento de formação de 1O2 e por ser capaz de penetrar em células. O uso do DHPN 18O2 na incubação de células demonstrou que o 1O2 lesa diretamente o DNA nuclear e forma 8-oxodGuo com oxigênio-18 incorporado. A identificação dos principais produtos de oxidação da 8-oxodGuo por 1O2 ou 18[1O2] foi feita usando análises de HPLC e espectrometria de massas em tandem com ionização por electrospray. Dessa forma, a imidazolona, oxazolona e os diastereoisômeros da espiroiminodihidantoína marcados com oxigênio-18 foram detectados. Além disso, foi caracterizado um nucleosídeo modificado que exibe as características da guanidinohidantoína oxidada. O uso do EAS para captação de 1O2 em sistemas aquosos e detecção do produto EASO2 por HPLC e espectrometria de massas possibilitou mostrar que a decomposição espontânea de ONOO- não gerava 1O2. O trabalho desenvolvido contribuiu na elucidação de algumas propostas fundamentais para esclarecer os mecanismos que envolvem a geração do 1O2 e sua interação com o DNA. A compreensão desses processos é importante para desvendar fenômenos biológicos importantes como envelhecimento e câncer.<br>Singlet oxygen (1O2) exhibits a substantial reactivity towards electron-rich organic molecules. Since DNA damage has been related to aging, cancer and other cytotoxic effects, its reaction with 1O2 have been extensively studied. Although, the mechanism and products of these reactions are not yet completely elucidated. The aim of the present work was to study the mechanism of DNA oxidation by 1O2. Emphasis was placed on the identification of the main products generated by the reaction of 1O2 with DNA. For this purpose, we developed a water-soluble naphthalene endoperoxide, the DHPN18O2, whose thermodecomposition leads to the formation of isotopically labeled singlet oxygen (18[1O2]). Calf thymus DNA and fibroblast cells were incubated with the hydrophilic endoperoxides NDPO2 and DHPNO2, as chemical generators of pure 1O2. It was found that 8-oxodGuo is the major 1O2-mediated DNA damage product. In order to demonstrate that 1O2 is directly involved in the formation of 8-oxodGuo, the DHPN18O2 was used. Incubation of the cells with such a generator of 18[1O2] resulted in the formation of 18O-labeled 8-oxodGuo in the nuclear DNA, clearly demonstrating that 1O2, when released within cells, is able to directly oxidize cellular DNA. The qualitative identification of the 1O2-oxidation products of 8-oxodGuo was achieved using HPLC coupled to electrospray ionization tandem mass spectrometry. Thus, the [18O]-labeled and unlabeled imidazolone, oxazolone, together with the diastereoisomeric spiroiminodihydantoin nucleosides, were detected as the main degradation products. In addition, a modified nucleoside that exhibits similar features than those of the oxidized guanidinohydantoin molecule was also produced. In this way, we contributed in the elucidation of some proposals of great importance to clarify the mechanisms that are involved in the interaction of 1O2 with DNA.
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Ribeiro, Katia. "Estudo experimental e modelagem matemática de reator solar híbrido para degradação de fenol em solução aquosa pelo processo foto-Fenton." Universidade de São Paulo, 2009. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-03112009-172038/.
Full textAbstract:
Efluentes contendo resíduos perigosos ou substâncias orgânicas recalcitrantes são geradas em uma ampla variedade de processos industriais. O manejo inadequado destes efluentes pode causar contaminação das águas superficiais e subterrâneas. O seu tratamento por processos convencionais muitas vezes não é eficiente, por vezes impedindo o despejo ou reutilização de águas em unidades industriais. Os processos oxidativos avançados têm sido o foco de vários estudos em busca de alternativas viáveis para o tratamento de águas residuais contendo contaminantes orgânicos tóxicos, ou recalcitrantes. No presente estudo, o processo foto-Fenton é abordado, com a utilização de luz solar como fonte de fótons. O estudo consistiu de uma etapa de experimentos em um reator solar provido de coletores parabólicos compostos (CPC), ligados a um tanque agitado equipado com lâmpadas elétricas. Este sistema de operação foi utilizado em diferentes configurações, como operação em batelada ou contínuo, com variação de área irradiada por luz solar e com variação da potência total das lâmpadas no tanque. Na maior parte dos experimentos, com o reator operando em regime batelada, mais de 90% do carbono orgânico dissolvido (COD) foi removido em menos de 3 horas de irradiação solar, um desempenho equivalente ao de reatores baseados em fontes de luz artificial. Os dados experimentais foram usados no ajuste de modelos matemáticos empíricos baseados em redes neurais para simulação da taxa de remoção de COD em função das condições experimentais. Este modelo foi combinado com balanços de massa, que permite simular o desempenho do reator para diferentes valores das variáveis operacionais e de projeto. Os resultados das simulações do modelo mostraram boa concordância com os dados experimentais para a maioria dos casos. Além de evidenciar a relação entre as variáveis de processo, os resultados obtidos possibilitam identificar aspectos importantes no projeto de reatores baseados em radiação solar para tratamento de efluentes.<br>Wastewaters containing hazardous, or recalcitrant organic substances are generated in a wide variety of industrial processes. The inadequate management of these effluents can cause contamination of underground and surface water. Their treatment by conventional processes may not be technically efficient, and usually prevents effluents from being discarded or reused in industrial processing units. Photochemical advanced oxidation technologies can be a feasible alternative for wastewater treatment. In this study the photo-irradiated Fenton process is considered, with the aim of utilizing solar radiation as a photon source to the process. The study comprised experiments carried out in a solar reactor based on compound parabolic collectors (CPC) connected to a stirred tank equipped with electric lamps. This reaction system operated under different conditions, and different configurations (continuous and batch operation, different solar irradiated area, different electric power for the light sources in the stirred tank). In general, the performance of the solar reactor was similar to the performance of reactors based on electric light sources (for instance, in batch operation more than 90% of the dissolved organic carbon in solution (DOC) was removed in less than 3 hours). The experimental results were used to fit a neural network-based mathematical model to simulate the DOC removal rate as a function of the experimental conditions. This model was combined with mass balances, enabling to simulate the reactor performance for different values of the operating and design variables. The model results showed good agreement with most of the experiments. The simulation results enabled to evaluate the effect of the variables included in the study, and to identify important aspects related to reactor performance under different conditions of solar radiation and electric energy sources.
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Manenti, Diego Ricieri. "Tratamento de efluente têxtil utilizando o processo foto-fenton." Universidade Estadual do Oeste do Parana, 2011. http://tede.unioeste.br:8080/tede/handle/tede/1895.
Full textAbstract:
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Previous issue date: 2011-02-25<br>Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior<br>The aim of this work was to study the performance of the photo-Fenton process using both the artificial UV and solar sources on the textile effluent treatments. Preliminary photo-Fenton experiments for mineralization and degradation of organic and inorganic pollutants as well as of synthetic dyes were carried out in order to assess the best experimental conditions by photo-Fenton process. As synthetic textile effluent a mixture of six dyes: Solophenyl orange TGL (C25H33ClN6O6S2), Solophenyl blue 71 (C40H23N7Na4O13S4), Solophenyl scarlet BNLE (C44H32N10Na4O16S4), Solophenyl yellow ARL (C48H26N8Na6O18S6), Solophenyl black FR (C44H32N13Na3O11S3) e Navy Blue 98 (C38H24N5Na3O13S3) that contained 50 mg L-1 concentration was prepared and diluted in distillated water. The photo-Fenton experiments by using a set of high-pressure mercury lamps and solar light as artificial and natural UV irradiation sources were performed in laboratory scale. As reactor operational parameters to be optimized by a 33 full factorial experimental design: hydrogen peroxide and divalent iron ion as well as the initial solution pH were chosen as variables, keeping constant a reaction time of 120 min that was enough to warrant the maximum (chemical oxygen demand) COD and color removal. The efficiency of photo-Fenton process applied in the treatment of synthetic and real effluents, was evaluated based on the parameters: values of COD, color, turbidity, total organic carbon (TOC), absorbance at a wavelength of maximum absorption for the dyes and simple aromatic compounds and conjugated reductions, as well as behavior analysis of the evolution the sulfate, nitrate inorganic, organic nitrogen and ammonia concentrations. Second-degree models for the COD and color removal percents were proposed to model the photo-Fenton experiments data in order to reduce the cost of running such a photo-Fenton experiment as well as to obtain optimum values of the reactor operating parameters. Second-degree models were also validated by ANOVA. Predicted yields showed good validation with experimental yields. The values of the optimized reactor operational parameters were 3.0, 6.0 g L-1, and 0.05 g L-1 for initial pH, hydrogen peroxide and divalent iron concentrations, respectively, for both photo-Fenton processes. Based on this optimized experimental conditions, almost 100% removals of physico-chemical parameter such as COD, color, turbidity and COT for real textile effluents. The aromatics compounds were showed more resistant to reaction, persisting for longer. It can be noticed that the degradtion of the organic and inorganic matters were verified by the nitrification process and, the sulfates formation and reduction. The process presented similar efficiencies with both solar and artificial irradiation, thus suggesting the use of solar photo-Fenton, as it proved to be an efficient alternative besides using a source of clean and renewable energy.<br>O objetivo deste trabalho é avaliar o desempenho do processo foto-Fenton, utilizando energia solar e artificial como fontes de irradiação UV, no tratamento de efluentes têxteis. Foram realizados experimentos preliminares para avaliar a eficiência do processo foto-Fenton na mineralização e degradação dos poluentes orgânicos e inorgânicos, bem como dos corantes sintéticos. Para tanto, foi preparado o efluente têxtil sintético pela mistura de seis corantes: Laranja TGL (C25H33ClN6O6S2), Azul FGLE (C40H23N7Na4O13S4), Escarlate BNLE (C44H32N10Na4O16S4), Amarelo ARLE (C48H26N8Na6O18S6), Preto FR (C44H32N13Na3O11S3) e Marinho BLE (C38H24N5Na3O13S3), em água destilada, com concentração de 50 mg L-1. Os experimentos foram realizados em reatores de escala laboratorial utilizando fontes de irradiação UV natural e artificial. Os parâmetros operacionais dos reatores: pH inicial e a concentração dos reagentes H2O2 e Fe2+, foram otimizados baseados nos valores da demanda química de oxigênio (DQO) e descoloração, a partir de um planejamento fatorial 33 completo com o tempo de irradiação constante em 120 minutos. A eficiência do processo foto-Fenton, aplicado no tratamento dos efluentes sintético e real, foi avaliada baseada nos parâmetros: redução dos valores da DQO, cor, turbidez, carbono orgânico total (COT), absorvância nos comprimentos de onda de máxima absorção relativos aos corantes e aos compostos aromáticos simples e conjugados, além da análise do comportamento da evolução das concentrações de sulfato, nitrato inorgânico, nitrogênio orgânico e amoniacal. Para auxiliar na obtenção das condições ótimas dos parâmetros operacionais do reator e redução dos custos do processo foto-Fenton, as respostas experimentais para a redução da DQO e da cor foram ajustados por um modelo previsto de segunda ordem, o qual apresentou uma boa modelagem dos dados, validado pela ANOVA. Os valores ótimos operacionais do reator, para ambos os processos foto-Fenton no tratamento do efluente real, foram: pH = 3,0, concentração de H2O2 = 6,0 g L-1 e concentração de Fe2+ = 0,05 g L-1. Nestas condições, foram obtidos valores próximos a 100% de redução dos parâmetros físico-químicos DQO, cor, turbidez e COT. Os compostos aromáticos se mostraram mais resistentes a reação, persistindo por mais tempo. A degradação da matéria orgânica e inorgânica foi verificada analisando a evolução do processo de nitrificação e a formação ou redução de sulfatos. Os processos apresentaram eficiências similares tanto com irradiação solar como artificial, desta forma, sugere-se a utilização do processo foto-Fenton solar, pois mostrou ser uma alternativa eficiente além de utilizar uma fonte de energia limpa e renovável.
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Vasconcelos, Vanessa Moura. "Degradação eletroquímica/química dos corantes têxteis Reativo Azul 19 e Reativo Preto 5 utilizando eletrodos de diamante dopado com boro e H2O2 eletrogerado em eletrodo de carbono vítreo reticulado." Universidade de São Paulo, 2015. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-25112015-092817/.
Full textAbstract:
A problemática envolvendo os efluentes têxteis decorre principalmente da elevada coloração que apresentam, devido à presença de corantes que além de serem quimicamente estáveis, podem ser tóxicos e/ou carcinogênicos. Logo, quando são descartados in natura no meio ambiente causam problemas estéticos e, sobretudo, ambientais mesmo em baixas concentrações, além da possibilidade de serem nocivos à saúde humana e dos animais. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi estudar a degradação eletroquímica de dois corantes têxteis, Reativo Azul 19 (RA-19) e o Reativo Preto 5 (RP-5) via Oxidação Anódica (OA), utilizando ânodos de Diamante Dopado com Boro (DDB) suportados em titânio ou em nióbio, via processo Eletro-Fenton (EF) e pela combinação dos processos com H2O2 eletrogerado e OA (CP), usando um eletrodo de Carbono Vítreo Reticulado (CVR) como cátodo. As degradações foram realizadas em célula eletroquímica de um compartimento e em reator de fluxo do tipo filtro-prensa com dois compartimentos. A eficiência das degradações foi monitorada pelas técnicas de espectrofotometria no UV-VIS, Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE) e análise do teor de Carbono Orgânico Total (COT). As variáveis estudadas foram densidade de corrente (10-100 mA cm-2 em célula e 4-41 mA cm-2 em reator), dopagem do eletrodo de DDB/Ti (5.000 e 15.000 ppm B/C), concentração inicial dos íons Fe2+ (0-0,10 mmol L-1) e dos corantes (10-250 mg L-1). As degradações dos corantes apresentaram uma cinética de pseudo ordem zero; exceto quando o corante RP-5 foi degradado pelo processo EF, sendo o melhor ajuste ao modelo de pseudo primeira ordem. Além disso, em iguais condições eletroquímicas o corante RP-5 foi degradado em menor tempo em relação ao RA-19; sendo que em todos os processos estudados os corantes foram totalmente removidos. Considerando a OA em célula com os eletrodos de DDB/Ti, a degradação foi positivamente influenciada pelo aumento da densidade de corrente e dopagem do eletrodo, especialmente em relação a cinética. Além disso, os corantes RA-19 e RP-5 foram completamente removidos em 35 e 50 min de eletrólise quando 100 mA cm-2 foi aplicada ao eletrodo de DDB/Ti dopado com 15.000 ppm relação B/C. Em 2 h, 37% em mineralização foi observado para ambos os corantes e a toxicidade do RA-19 diminuiu contra as bactérias Vibrio fischeri. Ainda nessa condição total mineralização foi alcançada após 8 h de degradação. A remoção de COT foi favorecida utilizando o reator contendo os eletrodos de DDB/Nb e CVR ao invés da célula eletroquímica, chegando a percentuais de 84 e 82% em 30 e 90 min para os corantes RA-19 e RP-5 que foram removidos em 7,5 e 5 min, respectivamente, quando a densidade de 41 mA cm-2 foi aplicada ao DDB/Nb durante a degradação via exclusivamente OA. Entre os processos realizados no reator, o EF foi o energeticamente mais favorável, promovendo remoção em COT de 60 e 74% para os corantes RA-19 e RP-5 com consumo energético de 204 e 208 kWh kg-1, além disso, a completa remoção dos corantes ocorreu em 15 e 7,5 min, respectivamente, quando o eletrólito continha íons Fe2+ na concentração de 0,10 mmol L-1 e aplicando-se -0,4 V vs Ag/AgCl ao eletrodo de CVR. Na degradação os corantes via CP o RA-19 e RP-5 foram completamente removidos em 30 e 15 min com mineralização de 72 e 82% em 90 min associada a consumos energéticos de 562 e 745 kWh kg-1, respectivamente, quando 41 mA cm-2 foi aplicada ao DDB/Nb. Por fim, concluiu-se que os resultados das degradações dos corantes foram promissores, já que rápida remoção dos corantes foi observada, além da parcial mineralização. Logo os processos propostos podem ser aplicados na remoção dos corantes em água; sendo necessários realizar mais estudos, principalmente em relação ao material eletródico e configuração do sistema eletroquímico visando a aplicação industrial.<br>The main problem involving the textile wastewater is theirs high coloration since they present dyes, which are chemically stable and can be toxic and/or carcinogenic. Therefore, when the textile wastewater are discarded in nature in the environment, even in low concentrations, they may cause not only aesthetic and environmental problems, but also can be harmful to human and animal health. In this context, the aim of the study was to evaluate the electrochemical degradation of two textile dyes, Reactive Blue 19 (RB-19) and Black 5 (RB-5) via Anodic Oxidation (AO) using as anodes Boron Doped Diamond electrodes (BDD) supported on titanium or niobium, via Electro-Fenton (EF) process and by combination of processes with electrogenerated H2O2 and AO (CP) using a Reticulated Vitreous Carbon electrode (RVC) as cathode. The degradations assays were carried out in an electrochemical cell with one compartment and in a filter-press flow reactor with two compartments. The efficiency of degradation was monitored by UV-VIS spectrophotometry, High Performance Liquid Chromatography (HPLC) and analysis of Total Organic Carbon (TOC). The variables studied were current density (10-100 mA cm-2 for cell and 4-41 mA cm-2 for reactor), doping of the BDD/Ti electrodes (5,000 e 15,000 ppm B/C), initial concentration of the Fe2+ ions (0-0,10 mmol L-1) and dyes (10-250 mg L-1). The kinetic results showed that the removal of dyes followed the model of pseudo zero order; except when the RB-5 dye was degraded by EF process, which the best fitted was to pseudo first order model. Furthermore, for equal conditions the RB-5 was degraded in less time in comparison to the RB-19. In addition, the dyes were fully removed in all the processes studied. Regarding the AO in cell with BDD/Ti, the degradation was positively influenced by the increasing in current density and doping of the electrode, primarily the kinetics parameters. In addition, total removal of RB-19 and RB-5 was achieved in 35 and 50 min of electrolysis when 100 mA cm-2 was applied to the electrode doped with 15,000 ppm ratio B/C. In 2 h, 37% in mineralization was attained for both dyes and the toxicity effect of the RB-19 decreased against the bacteria Vibrio fischeri. In this condition, total TOC removed was also reached after 8 h. The TOC removal was enhanced using the reactor fitted with BDD/Nb and RVC instead of the electrochemical cell, achieving TOC removal of 84 and 82% in 30 and 90 min for RB-19 and RB-5 which were removed in 7.5 and 5 min, respectively, when 41 mA cm-2 was applied to the BDD/Nb in the degradation exclusively via AO. Among the processes carried out in the reactor, the EF was the energetically most favourable since TOC removal of 60 and 74% for RB-19 and RB-5 with energy consumption of 204 and 208 kWh kg-1 were noted. In addition, the RB-19 and RB-5 were completely removed in 15 and 7.5 min, respectively, when the electrolyte containing 0.10 mmol L-1 of Fe2+ ions and -0.4 V vs Ag/AgCl was applied to CVR electrode. The combination of processes with electrogenerated H2O2 and AO for degradation of the dyes removed the RB-19 and RB-5 in 30 and 15 min with mineralization of 71.6 and 81.8% in 90 min associated to energy consumptions of 562 and 745 kWh kg-1 respectively, when 41 mA cm-2 was applied to BDD/Nb. Therefore, the degradation results of the dyes were promised since quickly removal of the dyes and partial mineralization were observed hence the proposed processes could be used to remove the dyes from water. However, more studies are needed to enable an industrial application, especially regarding the electrode material and configuration of the electrochemical system.
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Kaskantzis, Neto Georges. "Oxidação do hidrogenio sobre catalizador de paladio suportado em alumina." [s.n.], 1991. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/266410.
Full textAbstract:
Orientador: Jose Claudio Moura<br>Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica<br>Made available in DSpace on 2018-07-13T22:44:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 1991<br>Resumo: A redução de compostos voláteis orgânicos (VOCs) através da incineração catalítica é estudada em instalação piloto contendo um reator de leito fixo de catalisador de paládio suportado em alumina. Os experimentos com etanol, tolueno, acetona, acetato de etila, n-hexano e a mistura contendo acetona, acetato de etila e n-hexano, diluídos em ar, são conduzidos na faixa de temperatura de 200° - 380°C, vazões de 0,20 - 0,70 'NM POT. 3¿ / min e concentrações de 300 -3000 ppmv de VOC. O efeito da variação de entalpia devido a taxa de reação dos diferentes compostos estudados, é igualado através da definição de uma base energética comum a todos os compostos, permitindo a comparação dos resultados. Os resultados são analisados de forma qualitativa, verificando-se a influência das variáveis operacionais sobre a conversão e, estabelecendo-se a ordem de facilidade de conversão dos VOCs em relação a temperatura de entrada do gás. A análise quantitativa dos resultados é realizada com o modelo adiabático unidimensional utilizando como taxa global de reação, a taxa de transferência de massa dos reagentes da fase fluida para a superfície do catalisador. A eficiência do trocador de calor na recuperação de energia do sistema é determinada para várias condições operacionais. Os resultados mostram que a eficiência na incineração catalítica é superior a 98% para os VOCs e para a mistura em condições de operação adequadas e que a diferença de temperatura entre a máxima atingida e a máxima de operação permite estabelecer compensação para a mudança da atividade catalítica<br>Abstract: The reduction of volatile organic compound (VOC's) by catalitic incineration was studied in a pilot-scale plant containing a fixed bed reactor constituted with palladium supported in alumina catalyst. The experiments with ethanol, toluene, acetone, ethyl acetate, n-hexane and a mixture formed with acetone, ethyl acetate and n-hexane, diluted in air, was conducted in the range of temperature of 200° -380°C, flow rate of 0,20 - 0,70 'NM POT. 3 / min and concentration of 300 - 3000 ppmv of VOC. The effect of enthalpy variation due rate reaction was equalize by definition of an energetic base, common to alI compounds, which allows to compare the results. The qualitative analysis of results verify the effect of operating parameters on conversion and establish the order compound conversion in relation of reaction rate. The quantitative analysis of results was done with adiabatic model of reator and with global reaction rate assumed as the mass transfer rate of compounds ftom fluid fase to catalyst surface. The efficiency of heat exchanger, which was used to recorver a part of energy introduced in the system,was determined for several operating conditions. The results indicate that catalytic incineration conversion is more than 98% for VOC's and mixture in adequate operation conditions and the maximum temperature observed in the fixed bed allows to compensate activity change of catalyst<br>Mestrado<br>Desenvolvimento de Processos Químicos<br>Mestre em Engenharia Química
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Spinace, Estevam Vitorio. "Oxidação de cicloexano pelo sistema GIF : sobre-oxidação e influencia dos ligantes." [s.n.], 1991. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/249488.
Full textAbstract:
Orientador : Ulf F. Schuchardt<br>Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica<br>Made available in DSpace on 2018-07-14T00:10:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 1991<br>Mestrado
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Oliveira, Carla Maria Dias Marques de. "Resistência de vinhos à oxidação." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2006. http://hdl.handle.net/10773/2962.
Full textAbstract:
Mestrado em Química de Produtos Naturais<br>Durante os últimos anos um vasto número de trabalhos têm vindo a divulgar o
valor nutricional dos compostos antioxidantes. Sendo o vinho uma fonte rica
em antioxidantes, muitos destes trabalhos foram realizados nesta matriz, onde
a concentração destes antioxidantes está relacionada com o teor em radicais
livres no organismo humano (principal causa do envelhecimento). Porém, os
vinhos são sistemas dinâmicos que mudam continuamente a sua composição
em função da exposição à temperatura, oxigénio, luz, etc. Neste trabalho
pretendeu-se realçar o valor de algumas moléculas ditas com poder
antioxidante na protecção à oxidação do próprio vinho, sobretudo nos vinhos
brancos cujo problema tem um impacto económico, não negligenciável, no
sector vitícola. É objectivo deste trabalho conseguir relacionar a presença de
alguns destes compostos com a resistência à oxidação do vinho. Para isso, foi
desenvolvida uma técnica de fraccionamento prévio do vinho por extracção
líquido-líquido sendo a actividade antioxidante de cada fracção avaliada
através da aplicação de dois métodos utilizando radicais livres. Foram
analisados vinhos brancos de diferentes idades nomeadamente de
envelhecimento normal e de envelhecimento forçado onde, neste último
conjunto de vinhos, se tentou avaliar simultaneamente o impacto de certos
parâmetros (temperatura, oxigénio e dióxido de enxofre) na actividade
antioxidante dos mesmos. Para além de vinhos brancos foram igualmente
analisados vinhos do Porto tintos de diferentes idades (2 e 10 anos). Algumas
das fracções que revelaram maior poder antioxidante foram sujeitas a análise
espectral por RMN a fim de tentar caracterizar as famílias de compostos nelas
envolvidas e conhecer a natureza dos mecanismos e das espécies envolvidas
na protecção ao oxigénio: A resistência à oxidação. Para uma eficaz
interpretação dos resultados foi dada a conhecer, na secção da Introdução, a
composição do vinho bem como as concentrações dos compostos
normalmente encontradas nesta matriz e identificaram-se famílias de
compostos com reconhecida actividade antioxidante como é o caso dos
compostos polifenólicos.
ABSTRACT: During the past few years, an important number of works have revealed the
nutritional value of antioxidants. Much effort has been focused on wines
because they constitute a very rich source of antioxidants, where their
concentration is related with the levels of free radicals in the human body.
Wines are dynamic systems that change continuously in response to exposure
to temperature, oxygen, light, etc. In the present work the value of some
recognized molecules as antioxidants in the protection of wine oxidation is
distinguished, given special care to white wine, where this problem has a great
economic impact in the wine sector. The aim of this study is to achieve a
relationship between the presence of some antioxidants with the resistance to
wine oxidation. For this reason, a previous fraction technique of wine by a
liquid-liquid extraction was developed and the antioxidant capacity of each
fraction was evaluate by two free radical methods. White wines of normal and
forced aged have been analysed. In the forced aged wines an attempt to
evaluate the impact of some parameters, namely, temperature, oxygen and
sulphur dioxide, in their antioxidant activity was made. Besides white wines,
Port wines were also analysed (two and ten years old). RMN analysis was
performed in the highest antioxidant capacity fractions in order to attempt the
characterization of the involved species in oxygen protection: the resistance to
oxidation. In order to afford an efficient interpretation of the results, the
introduction of this work provides a report of the wine composition, as well as
the range of compound concentrations usually found in wine, and a description
of recognised families with antioxidant activity like phenolic compounds.
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Almeida, Alcione Aparecida de. "Tratamento de efluente de indústria têxtil utilizando processos químicos avançados via reações de fenton modificadas." Universidade Estadual do Oeste do Parana, 2013. http://tede.unioeste.br:8080/tede/handle/tede/1829.
Full textAbstract:
Made available in DSpace on 2017-07-10T18:07:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2013-02-15<br>Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior<br>This study was to evaluate the modified Fenton reactions (RFM), through the addition of six complexing organic separately in each reaction, these being: ascorbic acid (AA), citric acid (CA), ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), gluconic acid (AG), oxalic acid (OA) and tartaric acid (TA), the degradation of textile effluent under varying molar ratios between the total organic carbon, [Fe2+], complexing and [H2O2]. In RFM and Fenton reactions (RF) reactor was used consisting of a borosilicate beaker with a maximum volume of 250 mL, in batch, open, without stirring under room temperature in the optimization phase of time aliquots were removed in the effluent times: 0, 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21 and 24 h. The procedure consisted of addition of 250 mL of textile effluent to the reactor for RF and RFM, followed by the oxidant and a catalyst for the RF and oxidizing catalyst and complexing to RFM. RF best results in reduction of TOC was obtained in 12 h treatment under initial pH value of 3.0 and a molar ratio [1:0,9:27,5]. Concerning the [COT:Fe2+:H2O2] where noted a reduction of 91.06% of TOC, COD 94.51%, 99.88% and 99.02% of the turbidity of discoloration. The RFM showed the best results with the use of complexing GA at 15 h of treatment under molar ratio [1:1,31:1,12:27,94], its [COT:Fe2+:AG:H2O2] which promoted reduction of 82.30% of TOC, COD 90.53%, 99.27% and 99.19% of the turbidity of discoloration, TA had similar results in reduction of parameters when the effluent subjected to 12 h of treatment in a molar ratio [1:0,76:0,94:32,13]. Concerning the [COT:Fe2+:AT:H2O2] under these conditions was possible to reduce 75.05% TOC, 94.89% COD, 97.84% turbidity and discoloration of 96.75%. However, RF are effective in the treatment of textile effluents, though the RFM presented as a new possibility of the treatment without the necessity of adjusting the initial pH value.<br>Este estudo teve por objetivo avaliar as reações de Fenton modificadas (RFM), através da adição de seis complexantes orgânicos isoladamente em cada reação, sendo estes: ácido ascórbico (AA), ácido cítrico (AC), ácido etilenodiaminotetracético (EDTA), ácido glucônico (AG), ácido oxálico (AO) e ácido tartárico (AT), na degradação de efluente têxtil, sob variadas relações molares entre o carbono orgânico total, [Fe2+], complexante e o [H2O2]. Nas RFM e reações de Fenton (RF) foi utilizado reator constituído por um béquer de borossilicato com volume máximo de 250 mL, em sistema descontínuo, aberto, sem agitação, sob temperatura ambiente, na fase de otimização do tempo alíquotas do efluente eram retiradas nos tempos: 0, 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21 e 24 h. O procedimento consistiu na adição de 250 mL do efluente têxtil ao reator para as RF e RFM, seguido do oxidante e catalisador para as RF e oxidante, catalisador e complexante para as RFM. Nas RF os melhores resultados de redução do COT foi obtido em 12 h de tratamento, sob valor de pH inicial 3,0 e relação molar [1:0,9:27,5] referente ao [COT:Fe2+:H2O2] aonde constatou-se redução de 91,06% do COT, 94,51 da DQO, 99,88 da turbidez e 99,02% de descoloração. As RFM apresentaram os melhores resultados com a utilização do complexante AG em 15 h de tratamento sob relação molar [1:1,31:1,12:27,94], respectivo [COT:Fe2+:AG:H2O2] a qual promoveu a redução de 82,30% do COT, 90,53% da DQO, 99,27% da turbidez e 99,19% de descoloração, o AT apresentou resultados similares de redução dos parâmetros avaliados, quando submetido o efluente a 12 h de tratamento sob relação molar [1:0,76:0,94:32,13] referente ao [COT:Fe2+:AT:H2O2], nestas condições foi possível a redução de 75,05% do COT, 94,89% da DQO, 97,84% da turbidez e descoloração de 96,75%. Contudo, as RF são eficazes no tratamento de efluentes têxteis, entretanto as RFM apresentam-se como uma nova possibilidade de tratamento sem a necessidade de ajuste do valor do pH inicial.
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Silva, Thalita Oliveira da. "Estudo da emissão de aldeídos e COV por óleos de dendê e soja em diferentes condições, sob aquecimento a temperatura de processos de fritura." Programa de Pós-Graduação em Química da UFBA, 2007. http://www.repositorio.ufba.br/ri/handle/ri/10017.
Full textAbstract:
Submitted by Edileide Reis (leyde-landy@hotmail.com) on 2013-04-23T14:07:51Z
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Previous issue date: 2007<br>O consumo de frituras é significativo no hábito dos brasileiros e tem aumentado nos últimos anos, isto por ser este um método rápido de preparação e por conferir características agradáveis de aroma e sabor aos alimentos fritos. Durante o processo de fritura, os óleos vegetais são continuamente ou repetidamente expostos a temperaturas elevadas, na presença de oxigênio atmosférico, levando os mesmos à degradação por diferentes tipos de reação. Alguns dos produtos de degradação formados, como por exemplo compostos carbonílicos, como formaldeído, acetaldeído e acroleína, podem ter efeitos adversos sobre a saúde humana. Neste trabalho determinou-se as taxas de emissão de compostos carbonílicos (CC), produzidos por óleos de dendê e soja quando submetidos a aquecimento a 180°C e exposição ao ar por diferentes intervalos de tempo, em processos contínuo e descontínuo e diferentes razões superfície:volume (S/V). Os CC foram coletados e derivatizados em cartuchos de sílica funcionalizados com C18 e impregnados com solução ácida de 2,4-DNPH, sendo a seguir extraídos e analisados por CLAE-DAD e, em alguns casos, CLAE-EM com ionização por eletrospray. Dentre os CC identificados nas emissões, destacaram - se no óleo de dendê, formaldeído; acetaldeído; acroleína; propanal; butanal; pentanal; hexanal; (E)-2-heptenal; heptanal; (E)-2-octenal; octanal; nonanal e (E)-2-decenal, enquanto no óleo de soja destacaram-se formaldeído; acetaldeído; acroleína; hexanal e (E)-2-heptenal. Dentre os quantificados, o que apresentou as maiores taxas de emissão nos dois óleos, nas três relações S/V estudadas, foi a acroleína, emitida em maiores taxas pelo óleo de soja. Em seguida, vieram o hexanal e o (E)-2- heptenal. No estudo da influência da relação S/V, as taxas de emissão estiveram, em geral, diretamente relacionadas à razão superfície/volume de óleo utilizado, embora CC saturados e insaturados tenham se comportado de maneira diferente frente à oxidação. Durante aquecimento descontínuo, houve uma tendência ao aumento nas taxas de emissão, ao longo do tempo, para os aldeídos saturados. Aldeídos insaturados, ao contrário, tiveram uma diminuição ao longo do tempo, devida provavelmente à alta reatividade da dupla ligação presente nestes compostos. Outros compostos orgânicos voláteis (COV) foram avaliados qualitativamente por extração do headspace e análise por CGAR-EM. As principais classes de compostos identificadas foram, mais uma vez, aldeídos alifáticos saturados e insaturados, embora também álcoois insaturados, ácidos carboxílicos e o 2-pentil-furano, todos provenientes de degradação lipídica. Finalmente, esse estudo mostra que a relação superfície/volume, o tempo de fritura, a forma de aquecimento (contínua ou descontínua), o tipo de óleo utilizado e a presença ou não de antioxidantes são fatores importantes na degradação dos óleos vegetais. Vale ressaltar que embora as emissões de acroleína e de outros aldeídos possam ser elevadas mesmo após períodos curtos de aquecimento do óleo, isso não corresponde necessariamente à altas exposições pelos trabalhadores em cozinha, uma vez que essas vão ser afetadas por outros fatores, tais como o grau de ventilação/exaustão do ar no ambiente. Todavia, elas podem servir como alerta para ações de prevenção.<br>Salvador
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Melgo, Marisa Simone. ""Oxidação do cicloexeno a cicloexanona pelo Processo Wacker"." [s.n.], 2004. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/249521.
Full textAbstract:
Orientador: Ulf Schuchardt<br>Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica<br>Made available in DSpace on 2018-08-04T03:10:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2004<br>Mestrado<br>Quimica Inorganica<br>Mestre em Química
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Neves, Cláudia Marisa Barreiros. "Oxidação biomimética de fármacos." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2010. http://hdl.handle.net/10773/4011.
Full textAbstract:
Mestrado em Química<br>A catálise aplicada às reacções de oxidação constitui actualmente um assunto
de extrema importância em Química Orgânica. Nos últimos anos têm sido
feitos grandes esforços para encontrar catalisadores capazes de mimetizar os
processos metabólicos. As metaloporfirinas têm demonstrado ser bons
modelos do citocromo P450, principal responsável pelo metabolismo dos
fármacos e de outros xenobióticos nos sistemas biológicos.
O trabalho desenvolvido e apresentado nesta dissertação teve como objectivo
a síntese de metaloporfirinas e posterior utilização em catálise oxidativa de
fármacos.
No capítulo 1 são apresentados os vários métodos descritos para a síntese de
porfirinas e a sua aplicação como modelos biomiméticos. Neste capítulo faz-se
ainda uma abordagem ao citocromo P450 e ao seu mecanismo de acção.
No capítulo 2 são descritos os métodos usados para a síntese da mesotetraquis(
2,6-diclorofenil)porfirina e da meso-tetraquis(pentafluorofenil)porfirina,
bem como dos seus complexos de manganês, catalisadores porfírinicos
usados neste trabalho.
No capítulo 3 são apresentados os resultados da oxidação catalítica da
carbamazepina e da cafeína usando os catalisadores porfírinicos sintetizados.
Os processos oxidativos foram monitorizados por técnicas cromatográficas,
nomeadamente TLC, GC, GC-MS e HPLC. A caracterização estrutural dos
produtos de oxidação foi realizada com o auxílio das técnicas de RMN,
espectrometria de massa e cristalografia de raios-X.<br>Oxidative catalysis is currently a matter of great importance in Organic
Chemistry. In the last few years many efforts have been made to find catalysts
that can mimic the metabolic processes. Metalloporphyrins have shown to be
good models for cytochrome P450 enzymes, the first responsible for the
metabolism of drugs and other xenobiotics in biological systems.
The work developed and presented in this dissertation concerns to the
synthesis of metalloporphyrins and subsequent use in the oxidative catalysis of
drugs.
The various methods for the synthesis of porphyrins and their application as
biomimetic models are presented in chapter 1. In this chapter an approach to
cytochrome P450 and its mechanism of action is also made.
In Chapter 2, the methods used for the synthesis of meso-tetrakis(2,6-
dichlorophenyl)porphyrin and meso-tetrakis(pentafluorophenyl)porphyrin and its
manganese complexes are presented.
In Chapter 3, the results of the catalytic oxidation of carbamazepine and
caffeine are described, using the porphyrin catalysts synthesized. The oxidation
processes were monitored by chromatographic techniques, including TLC, GC,
GC-MS and HPLC. Structural characterization of the oxidation products was
performed using NMR, mass spectrometry and X-ray crystallography
techniques.
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Baumhardt, Neto Ricardo. "Foto-oxidação de polipropileno sob tensão mecanica." [s.n.], 1991. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/248647.
Full textAbstract:
Orientador : Marco-Aurelio De Paoli<br>Tese (doutorado) - Universidade Estadualde Campinas, Instituto de Quimica<br>Made available in DSpace on 2018-07-14T00:08:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 1991<br>Doutorado
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Silva, Domingos Manuel Avelar da. "Novos catalisadores porfirínicos para oxidação de compostos orgânicos." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2006. http://hdl.handle.net/10773/4727.
Full textAbstract:
Mestrado em Química dos Produtos Naturais<br>O presente trabalho descreve a síntese, purificação e caracterização estrutural
de duas porfirinas, a 5,10,15,20-tetraquis(pentafluorofenil)porfirina e a 5,10,15-
tris(2,6-diclorofenil)-20-(pentafluorofenil)porfirina, e a sua ligação a um
polímero do tipo poli-etilenoglicol (PEG). Esta ligação ocorre através da
substituição do átomo de flúor, da posição para do grupo
meso-pentafluorofenilo, pelo ião alcóxido do PEG.
As porfirinas ligadas ao polímero foram complexadas com manganésio(III).
Os complexos de manganésio(III) foram utilizados como catalisadores na
oxidação, em fase homogénea, do cis-cicloocteno, do timol e do carvacrol.
Nessas reacções usou-se o peróxido de hidrogénio como oxidante e o acetato
de amónio como co-catalisador. O solvente usado foi o acetonitrilo.
A solubilidade em água dos complexos porfirínicos ligados ao PEG permitiu
testar a actividade catalítica de um sistema com estes complexos, o peróxido
de hidrogénio e o acetato de amónio, na oxidação do carvacrol numa mistura
de acetonitrilo e água.<br>The present work describes the synthesis, isolation and structural
characterisation of two porphyrins, namely
5,10,15,20-tetrakis(pentafluorophenyl)porphyrin and
5,10,15-tris(2,6-dichlorophenyl)-20-(pentafluorophenyl)porphyrin. These
porphyrins were linked to poly(ethylene glycol) (PEG) through substitution of
the para-fluor atom on the meso-pentafluorophenyl ring by the alkoxide ion of
the PEG.
The PEG supported porphyrins were metallated with manganese(III).
The manganese(III) complexes were used on the homogeneous catalytic
oxidation of cis-cyclooctene, thymol and carvacrol, with hydrogen peroxide as
the oxidant, ammonium acetate as the cocatalyst and acetonitrile as the
solvent.
In acetonitrile/water solution, the two water-soluble porphyrin-PEG complexes
were tested in the catalytic oxidation of carvacrol.
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Graça, Cátia Alexandra Leça. "DEGRADATION OF PERSISTENT PESTICIDES VIA ADVANCED OXIDATION AND REDUCTIVE PROCESSES." Doctoral thesis, Universidade de São Paulo, 2017. http://hdl.handle.net/10362/48570.
Full textAbstract:
In this Thesis either advanced oxidation or reductive processes are investigated for the degradation of two pesticides considered persistent in the environment: amicarbazone (AMZ) and chlorpyrifos (CP). In chapter I, different advanced oxidation processes (AOPs) driven by sulfate (SO4o-) and hydroxyl radicals (oOH) were applied to the degradation of AMZ. In the first study, several persulfate (PS) activated reactions were explored for AMZ degradation, namely activation with UVA radiation, Fe(II) and H2O2, as well as the combination of UVA radiation with Fe(II), Fe(III) and Fe(III)-complexes. Here, the influence of different reaction variables, such as solution pH, reactants and pesticide initial concentrations, addition of a second oxidant (H2O2) and the addition of different iron catalysts were also investigated. Control experiments regarding the photolysis of iron species in the absence of PS captured our interest and, with the aim of exploring more deeply this process on AMZ degradation, a second investigation was carried out. In this second study, a Doehlert experimental design was applied to investigate the simultaneous effects of two variables on AMZ degradation: pH and Fe(III):carboxylate ratio, where the carboxylate could be oxalate, citrate or tartrate. A response surface model for the observed degradation rate (kobs) as a function of pH and Fe(III):carboxylate ratio was obtained. The processes explored in both aforementioned studies revealed to be effective for AMZ removal, although nothing is known yet about their effectiveness regarding toxicity removal. Given that, a third study was carried out, where the toxicity of AMZ solutions, before and after submission to the processes studied was evaluated towards five microorganisms: Vibrio fischeri (acute toxicity), Tetrahymena thermophile, Chlorella vulgaris (chronic toxicity), Escherichia coli and Bacilus subtilis (antimicrobial activity). The last investigation detailed in chapter I is related with the application of zero-valent-metals on PS activation, which is a subject that links this chapter with the following one. For that, zero-valent-iron (ZVI) was investigated as a PS activator and the influence of variables that help to assess the environmental applicability of this process. In general, organochlorine pesticides reveal a higher resistance to oxidation than reduction, the latter process preferred when the aim is to degrade that important class of contaminants. Therefore, in chapter II the reductive degradation of CP by means of zero-valent-metals and bimetallic particles was investigated. ZVI has been extensively applied for that purpose. However, besides iron, other zero-valent metals can be potential reactive materials for reductive degradation and hence, in this study, the effectiveness of Zn0 and Cu0 was also explored in comparison to that widely reported for ZVI. Furthermore, two different ways of enhancing metals reactivity were here explored: i) by coating ZVI or Zn0 with a more noble metal (Cu), in order to analyze the copper catalytic effect on the bimetallic system; ii) by different surface pretreatments.<br>Na presente Tese de Doutorado foram abordados tanto processos oxidativos avançados (POA), como processos redutivos por metais de valência zero, na degradação de dois pesticidas considerados persistentes no meio ambiente: amicarbazona (AMZ) e clorpirifós (CP). No capítulo I são apresentados os estudos realizados com diversos POA, mediados por radicais sulfato (SO4o-) e hidroxila (oOH), aplicados da AMZ. Num primeiro estudo foi explorada a ativação do oxidante persulfato (PS), de diferentes formas, tais como radiação UVA, H2O2 e Fe(II), assim como a combinação de radiação UVA com Fe(II), Fe(III) e complexos de Fe(III). Aqui também foram investigados os efeitos de diversas variáveis reacionais, tais como pH, concentração inicial de reagentes e de pesticida, adição de um segundo oxidante (H2O2) e adição de diferentes espécies de ferro. Os testes realizados, para efeito de controle, referentes à irradiação das espécies de Fe(III) na ausência de PS, despertaram o interesse para um estudo mais aprofundado sobre o efeito da fotólise destas espécies na degradação da AMZ, surgindo assim o segundo trabalho. Neste utilizou-se um projeto experimental de Doehlert, para avaliar o efeito de duas variáveis em simultâneo quanto à degradação da AMZ: pH e proporção Fe(III): ligante, sendo o ligante um dos seguintes carboxilatos: oxalato, citrato ou tartarato. Um modelo de superfície de resposta, que correlaciona a taxa de degradação observada (kobs) em função do pH e proporção Fe(III):ligante foi obtido para cada um dos complexos de Fe(III) estudados. Os processos explorados, tanto no primeiro como no segundo estudo, se mostraram eficazes na remoção da AMZ, porém nada se sabe acerca da remoção da toxicidade. Para tal, foi desenvolvido um terceiro estudo dedicado à avaliação da toxicidade da solução de AMZ, antes e após a aplicação de cada um dos processos anteriormente abordados, contra cinco micro-organismos: Vibrio fischeri (toxicidade aguda); Tetrahymena thermophila, Chlorella vulgaris (toxicidade crônica); Escherichia coli e Bacilus subtilis (atividade antimicrobiana). O último estudo abordado no capitulo I é referente à aplicação de metais de valência zero também nos POA, correlacionado assim o capítulo I e o capítulo II. Como tal, foi feito um estudo de ativação de PS por meio de ferro de valência zero (Fe0), em que se investigou a influência de diversas variáveis por forma a inferir sobre a aplicabilidade prática deste processo. Pesticidas organoclorados apresentam maior resistência à degradação por processos oxidativos do que redutivos, sendo preferível o último na degradação desta importante classe de contaminantes. Como tal, o capítulo II se refere à degradação redutiva, por meio de diferentes metais de valência zero e partículas bimetálicas, do pesticida organoclorado CP. Além do amplamente explorado Fe0, outros metais podem ser aplicados neste processo, pelo que, neste estudo, explorou-se a potencialidade de Zn0 e Cu0 comparativamente ao primeiro. Ainda neste estudo foram investigadas duas formas de aumentar a reatividade dos metais: i) no caso do Fe0 e Zn0, revestindo com um metal mais nobre (Cu), por forma a observar o efeito catalisador do último no sistema bimetálico; ii) realizando um pré-tratamento à superfície dos metais.
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Anversa, Danieli Cristine. "Projeto de catalisadores para oxidação total do metano." [s.n.], 2003. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/266522.
Full textAbstract:
Orientador: Gustavo Paim Valença<br>Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica<br>Made available in DSpace on 2018-08-03T18:14:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2003<br>Mestrado
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Petrônio, Maicon Segalla [UNESP]. "Oxidação de lisozima por haloaminas: caracterização química e efeitos biológicos." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2014. http://hdl.handle.net/11449/116054.
Full textAbstract:
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Previous issue date: 2014-11-07Bitstream added on 2015-03-03T12:06:47Z : No. of bitstreams: 1
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000806991.pdf: 5266870 bytes, checksum: 4d7e003b068560cb7e9a4216d552fceb (MD5)<br>Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)<br>As proteínas são macromoléculas complexas de alto peso molecular e que desempenham inúmeras funções nas células. Estas funções podem ser comprometidas caso ocorram modificações nas suas estruturas. Fatores físicos e químicos podem provocar estas alterações, inclusive processos oxidativos mediados por espécies reativas de oxigênio. Entre essas modificações destaca-se a formação de proteínas amiloidais que estão relacionadas a diversas doenças como Parkinson e Alzheimer. O ácido hipocloroso (HOCl) e o ácido hipobromoso (HOBr) são oxidantes gerados pela ativação de leucócitos e há abundantes relatos de seus efeitos deletérios sobre proteínas. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo estudar as alterações estruturais e funcionais na proteína lisozima provocadas por sua oxidação através dos ácidos hipo-halosos, HOCl, HOBr e por suas haloaminas, taurina cloramina (Tau-NHCl), taurina bromamina (Tau-NHBr) e taurina dibromamina (Tau-NBr2). A oxidação de lisozima pela adição de Tau-NHBr ou Tau-NBr2 (excesso molar de quatro vezes) causou depleção completa da sua fluorescência intrínseca, entretanto, os ácidos HOCl e HOBr causaram a redução de apenas 40% e 50% respectivamente. Em contraste com o seu precursor, Tau-NHCl, foi incapaz de oxidar a lisozima. As haloaminas foram cerca de duas vezes mais eficazes como inibidores da atividade enzimática do que os seus precursores HOCl e HOBr. Por outro lado, os ácidos foram mais eficazes na promoção da agregação de lisozima, efeito este, evidenciado pelo aumento da turbidez, espalhamento de luz e anisotropia de fluorescência da proteína. Os agregados apresentaram propriedades espectroscópicas que sugeriram a formação de estruturas amiloidais, como foi observado pelo ensaio de Tioflavina T. Em contraste com os ácidos hipo-halosos, as haloaminas foram inibidores parciais da formação de proteínas amiloides. Em conclusão, estes resultados sugerem ...<br>Proteins are complex macromolecules of high molecular weight and performing numerous functions in cells. These functions may be compromised if there are any modifications in their structures. Physical and chemical factors may cause these changes, including oxidative processes mediated by reactive oxygen species. Among these changes was the formation of amyloid proteins that are related to various diseases such as Parkinson's and Alzheimer's. The hypochlorous acid (HOCl) and hipobromous acid (HOBr) are oxidants generated by the activation of leukocytes and there are abundant reports of their deleterious effects on proteins. In this context this work aimed to study the structural and functional changes in the protein lysozyme caused by their oxidation through hypohalous acids, HOCl, HOBr, and haloamines taurine Chloramine (Tau-NHCl), taurine monobromamine (Tau-NHBr) and taurine dibromamine (Tau-NBr2). The oxidation of lysozyme by addition of Tau-NHBr or Tau-NBr2 (molar excess of four times) caused complete depletion of its intrinsic fluorescence, however, the acids HOCl and HOBr caused a reduction of only 40% and 50% respectively. In contrast to its precursor, Tau-NHCl was unable to oxidise the lysozyme. The haloamines were about twice as effective inhibitors of enzyme activity than their precursors HOCl and HOBr. On the other hand, the acids were more effective in promoting aggregation of lysozyme, this effect, evidenced by increased turbidity, light scattering and fluorescence anisotropy of the protein. The aggregates presented spectroscopic properties that suggested the formation of amyloid structures, as noted by thioflavin t test. In contrast with hypohalous acids, the haloamines were partial formation of protein inhibitors became. In conclusion, these results suggest that HOBr, like their haloamines Tau-NHBr and Tau-NBr2, are selective with regard to oxidation of tryptophan residues in proteins. This particularity directly affects ...
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Petrônio, Maicon Segalla. "Oxidação de lisozima por haloaminas : caracterização química e efeitos biológicos /." Araraquara, 2014. http://hdl.handle.net/11449/116054.
Full textAbstract:
Orientador: Valdecir Farias Ximenes<br>Banca: Rodrigo Rezende Kitagawa<br>Banca: Cibele Bonacorsi<br>Banca: Saulo Santesso Garrido<br>Banca: Daniel Rinaldo<br>Resumo: As proteínas são macromoléculas complexas de alto peso molecular e que desempenham inúmeras funções nas células. Estas funções podem ser comprometidas caso ocorram modificações nas suas estruturas. Fatores físicos e químicos podem provocar estas alterações, inclusive processos oxidativos mediados por espécies reativas de oxigênio. Entre essas modificações destaca-se a formação de proteínas amiloidais que estão relacionadas a diversas doenças como Parkinson e Alzheimer. O ácido hipocloroso (HOCl) e o ácido hipobromoso (HOBr) são oxidantes gerados pela ativação de leucócitos e há abundantes relatos de seus efeitos deletérios sobre proteínas. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo estudar as alterações estruturais e funcionais na proteína lisozima provocadas por sua oxidação através dos ácidos hipo-halosos, HOCl, HOBr e por suas haloaminas, taurina cloramina (Tau-NHCl), taurina bromamina (Tau-NHBr) e taurina dibromamina (Tau-NBr2). A oxidação de lisozima pela adição de Tau-NHBr ou Tau-NBr2 (excesso molar de quatro vezes) causou depleção completa da sua fluorescência intrínseca, entretanto, os ácidos HOCl e HOBr causaram a redução de apenas 40% e 50% respectivamente. Em contraste com o seu precursor, Tau-NHCl, foi incapaz de oxidar a lisozima. As haloaminas foram cerca de duas vezes mais eficazes como inibidores da atividade enzimática do que os seus precursores HOCl e HOBr. Por outro lado, os ácidos foram mais eficazes na promoção da agregação de lisozima, efeito este, evidenciado pelo aumento da turbidez, espalhamento de luz e anisotropia de fluorescência da proteína. Os agregados apresentaram propriedades espectroscópicas que sugeriram a formação de estruturas amiloidais, como foi observado pelo ensaio de Tioflavina T. Em contraste com os ácidos hipo-halosos, as haloaminas foram inibidores parciais da formação de proteínas amiloides. Em conclusão, estes resultados sugerem ...<br>Abstract: Proteins are complex macromolecules of high molecular weight and performing numerous functions in cells. These functions may be compromised if there are any modifications in their structures. Physical and chemical factors may cause these changes, including oxidative processes mediated by reactive oxygen species. Among these changes was the formation of amyloid proteins that are related to various diseases such as Parkinson's and Alzheimer's. The hypochlorous acid (HOCl) and hipobromous acid (HOBr) are oxidants generated by the activation of leukocytes and there are abundant reports of their deleterious effects on proteins. In this context this work aimed to study the structural and functional changes in the protein lysozyme caused by their oxidation through hypohalous acids, HOCl, HOBr, and haloamines taurine Chloramine (Tau-NHCl), taurine monobromamine (Tau-NHBr) and taurine dibromamine (Tau-NBr2). The oxidation of lysozyme by addition of Tau-NHBr or Tau-NBr2 (molar excess of four times) caused complete depletion of its intrinsic fluorescence, however, the acids HOCl and HOBr caused a reduction of only 40% and 50% respectively. In contrast to its precursor, Tau-NHCl was unable to oxidise the lysozyme. The haloamines were about twice as effective inhibitors of enzyme activity than their precursors HOCl and HOBr. On the other hand, the acids were more effective in promoting aggregation of lysozyme, this effect, evidenced by increased turbidity, light scattering and fluorescence anisotropy of the protein. The aggregates presented spectroscopic properties that suggested the formation of amyloid structures, as noted by thioflavin t test. In contrast with hypohalous acids, the haloamines were partial formation of protein inhibitors became. In conclusion, these results suggest that HOBr, like their haloamines Tau-NHBr and Tau-NBr2, are selective with regard to oxidation of tryptophan residues in proteins. This particularity directly affects ...<br>Doutor
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Cabrita, Tiago Miguel Pessoa. "Processos físico-químicos de tratamento de águas residuais industriais: estado da arte e novas fronteiras." Master's thesis, Faculdade de Ciências e Tecnologia, 2013. http://hdl.handle.net/10362/10978.
Full textAbstract:
Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Mestrado Integrado de Engenharia do Ambiente, perfil Engenharia Sanitária<br>Esta dissertação apresenta uma revisão bibliográfica sobre técnicas recentes e muito procuradas como parte da solução para problemas relacionados com o tratamento de águas residuais industriais. Pretendeu-se comparar as diversas técnicas, as situações em que a sua utilização é justificada e se devem ser aplicadas isoladamente ou em conjunto com outras.
Esta informação permitiu atingir outro objetivo, tentar prever o futuro do tratamento de águas residuais industriais e as técnicas que poderão ter maior aplicabilidade.
Face às restrições legais impostas à descarga e a necessidade de tornar os processos industriais mais eficientes recirculando a água as técnicas avançadas de tratamento que têm por base a produção de radicais hidroxilo, em especial a Oxidação de Fenton (a técnica avançada original), a Fotocatálise com TiO2 e a Oxidação eletroquímica, por não produzirem poluição secundária, serem muito eficientes, não precisarem de reagentes e funcionarem à temperatura ambiente têm sido os mais utilizados. No entanto, os custos elevados e por vezes eficiências inferiores às desejadas levaram a que se procurasse a sinergia entre técnicas avançadas. Todavia, a combinação de técnicas avançadas é, muitas vezes, incomportável em termos de custos, optando-se pela sua combinação com tratamentos convencionais, como tratamentos biológicos, funcionando as técnicas avançadas como pré-tratamento.
Atualmente, o futuro desta área parece residir na sinergia entre técnicas avançadas e com tratamentos convencionais, funcionando as primeiras como pré-tratamento das águas residuais. Prevê-se também a necessidade de se realizarem mais estudos e maior investimento para o desenvolvimento de técnicas já conhecidas, com especial enfoque em técnicas recentes ainda pouco utilizadas.
Com as restrições impostas às descargas e os preços da água e dos reagentes a aumentarem, este campo de investigação tem fortes perspetivas de crescimento, quer em termos de investigação quer em termos comerciais.
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Paz, Eduardo David Dabdoub. "Estudo da transferencia de massa num reator trifasico de leito fluidizado circulante na oxidação do etanol e acido acetico com celulas imobilizadas de Acetobacter S.P." [s.n.], 1992. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/266402.
Full textAbstract:
Orientador: Maria Helena A. Santana<br>Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica<br>Made available in DSpace on 2018-07-19T16:27:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 1992<br>Resumo: Este trabalho tem como objetivo o estudo cinético e de transferência de oxigênio no processo de oxidação do etanol a ácido acético com células imobilizadas, em reator de leito fluidizado circulante. Dentro deste contexto foram realizados experimentos com células do gênero Acetobacter, livres e imobilizadas por envolvimento em gel hidrofílico à base de alginato de sódio. O estudo envolveu uma etapa preliminar, na qual foi feita a escolha de uma linhagem de Acetobacter, meio de fermentação e de preservação da cepa e o estabelecimento de condições favoráveis para os experimentos posteriores. O comportamento cinético do crescimento celular e consumo de oxigênio foi estudado na fermentação continua com células livres em concentrações não inibidoras de etanol e ácido acético. Equações cinéticas do tipo de Monod e Michaeles - Menten foram propostos para as taxas especificas de crescimento e respiração celular respectivamente. A transferência de oxigênio foi estudada na fermentação continua com células imobilizadas, utilizando biocatalisador preparado em condições favoráveis, à sua atividade. Foram usados dois níveis de densidades das partículas, e sendo as mais densas preparadas adicionando 'alfa¿ - alumina à solução de alginato de sódio. O desempenho dos biocatalizadores no processo foi analisado através dos seguintes parâmetros: taxa específica de respiração, difusão de oxigênio, coeficiente volumétrico de transferência de massa e produtividade ... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital<br>Abstract: The objective of this work is the study of the kinetic and oxygen transfer in the oxidation of ethanol to acetic acid by immobilized cells, in a circulating three phase fluidized bed bioreactor. In this context experiences with Acetobacter cells, free and immobilized by entrapment in sodium aginate were done. In the first phase of the study, a strain at Acetahacter and a fermentatian medimn were chosen, conservation of the strain and the determination of the conditions for the experiences were also determined. The kinetic behavior of the cell growth and the oxygen consumption were studied in the continuous fermentation with free cells using non inhibitory concentrations of ethanol and acetic acid. Kinetics equations of the Monod and Michaelis - Menten type were proposed for the especific growth and respiration rates, respectively. The oxygen transfer was studied in the continuous fermentation with immobilized cells, using a biocatalyst prepared in good conditions for its activity ... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations<br>Mestrado<br>Desenvolvimento de Processos Químicos<br>Mestre em Engenharia Química
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Araújo, Marcos Lopes de. "Oxidação verde de acetol catalisada por FeCl3/H2O2." reponame:Repositório Institucional da UFABC, 2015.
Find full textAbstract:
Orientador: Prof. Dr. Dalmo Mandelli<br>Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2015.<br>Reações envolvendo a oxidação parcial de compostos organicos são importantes
para um grande numero de processos industriais, incluindo a sintese de produtos de
quimica fina. Com o objetivo de se obter rotas sustentaveis, e fundamental o
desenvolvimento de catalisadores que sejam capazes de promover a sintese dos produtos
desejados de forma eficiente, minimizando-se a geracao de substancias toxicas. Nesse
contexto, o uso de H2O2 como agente oxidante tem ganhado importancia, pois sua
decomposicao leva a formacao de agua e O2 como subprodutos. Recentemente tem
surgido na literatura novas rotas sinteticas para a transformacao do glicerol (subproduto da
industria do biodiesel) em outros produtos de maior valor agregado. O glicerol, por exemplo,
pode ser facilmente desidratado para acetol (¿¿-hidroxiacetona), e este oxidado a outros
produtos de interesse industrial. Assim, neste projeto foi estudada a oxidacao de acetol por
catalise homogenea, usando o sistema FeCl3/H2O2, sendo encontrado acido acetico e acido
formico como produtos principais, com formacao de 0,25 e 0,35 mol.L-1, respectivamente, a
partir de 0,5 mol.L-1 de acetol apos 6h de reacao. Tambem foi estudada a evolucao de CO2
do meio reacional. Para tanto foi desenvolvida uma metodologia inedita, que faz uso do
monitoramento por GC-MS dos sinais produzidos pelo CO2 e pelo argonio (usado como
padrao interno) presentes no headspace da reacao. Essa metodologia permitiu determinar a
formacao de 0,028 mol.L-1 de CO2 apos 4h em uma reacao tipica. Foi realizado um estudo
cinetico da reacao avaliando-se o efeito das concentracao dos reagentes na velocidade inicial
da reacao. Tambem foi estudada a participacao do O2 atmosferico na reacao por meio de
testes utilizando 18O2 que indicam que o O2 participa da reacao desde seu inicio e que sua
participacao inclui a incorporacao nos produtos formados.<br>Reactions involving the partial oxidation of organic compounds are important for a
number of industrial processes, including the synthesis of fine chemicals. In order to
achieve sustainable routes, it¿s essencial the development of basic catalysts that are
capable of promoting the synthesis of the desired products efficiently, thus minimizing the
generation of toxic substances. In this context, the use of H2O2 as an oxidizing agent has
gained importance because its decomposition leads to the formation of water and O2 as
byproducts. Recently it has appeared in the literature new synthetic routes for the
transformation of glycerol (by-product of the biodiesel industry) in other products of higher
value. Glycerol, for instance, may be readily dehydrated to acetol (á-hydroxyacetone), that
can be oxidized to other products of industrial interest. Thus, in this project it was studied
the acetol oxidation by homogeneous catalysis, using FeCl3/H2O2 system, being found that
acetic acid and formic acid are the main products, forming 0.25 and 0.35 mol.L-1,
respectively, from 0,5 mol.L-1 of acetol after 6h of reaction. It was also studied the evolution
of CO2 from the reaction medium. For this purpose a novel method has been developed,
which uses GC-MS for monitoring the signals produced by the CO2 and argon (used as
internal standard) present in the headspace of the reaction. With this methodology it was
possible to determine the formation of 0.028 mol.L-1 of CO2 after 4h on a reaction under
typical conditions. A kinetic study of the reaction evaluating the effect of the reactants
concentration on the initial rate of the reaction was carried out. It was also studied the
participation of atmospheric O2 in the reaction by performing tests using 18O2, indicating
that O2 participates in the reaction since its begining and that its participation includes the
incorporation into the products formed.
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Carapinha, Luís Manuel Valentim. "Optimização do controlo de processo na oxidação anódica de tântalo." Master's thesis, Universidade de Évora, 2012. http://hdl.handle.net/10174/14977.
Full textAbstract:
O processo de oxidação anódica de tântalo ocorre através da aplicação de uma corrente e uma voltagem com o tântalo submerso numa solução eletrolítica. Na KEMET Évora existem duas soluções eletrolíticas, uma composta por água e ácido fosfórico e outra por água, ácido fosfórico e etilenoglicol, em que são controladas as suas concentrações e condutividade. Para estas variáveis foram analisados dados de um ano de produção sendo necessário melhorar o seu controlo. A solução eletrolítica composta por ácido fosfórico e água, em que é controlada a condutividade, foi melhorada através da implementação de regras de correção e cartas de controlo estatístico de processo. Para a outra solução eletrolítica, em que é controlada a condutividade, % ácido fosfórico e % etilenoglicol, foi necessário partir para o desenvolvimento de uma linha de controlo automático; ABSTRACT: The tantalum anodic oxidation process is done through the application of a voltage and a current with the tantalum submersed in an electrolytic solution. There are two electrolytic solutions in KEMET Évora, one with water and phosphoric acid and another one with water, phosphoric acid and ethylene glycol were the concentrations and conductivity are controlled process variables. For this variables were analyzed data from one year of production, being necessary to improve their control. The electrolytic solution of phosphoric acid with water, which is controlled by conductivity measurements, was improved through the implementation of rules and statistical process control charts. The other electrolytic solution, which is controlled by conductivity, % phosphoric acid and % ethylene glycol, was necessary to develop an automatic control line.
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Rebelo, Susana Luísa Henriques. "Metaloporfirinas: síntese e oxidação catalítica de compostos orgânicos com peróxido de hidrogénio." Doctoral thesis, Universidade de Aveiro, 2004. http://hdl.handle.net/10773/16364.
Full textAbstract:
Doutoramento em Química<br>O uso de metaloporfirinas como catalisadores em reacções de oxidação com
peróxido de hidrogénio e a sua aplicação na transformação de compostos
orgânicos, tem levado à obtenção de métodos eficientes e ecologicamente
inócuos, com possível utilização industrial, farmacológica e em síntese
química. Estes estudos têm levado ainda a várias considerações sobre os
processos de actuação destes catalisadores que originam oxidações muito
semelhantes às verificadas in vivo pelo citocromo P450.
Neste trabalho, realizaram-se estudos catalíticos comparativos entre
metaloporfirinas com vários substituintes, com características atractoras ou
doadoras de electrões, e diferentes iões metálicos, Mn(III) e Fe(III).
Inicialmente, procedeu-se à optimização das condições de catálise,
controlando factores como o co-catalisador, a temperatura, o solvente e a
forma de adição do oxidante.
Estudou-se a oxidação de Δ4- e Δ5-esteróides e verificou-se que o tipo de
epóxido formado, α ou β, era dependente do ião metálico e da estrutura da
metaloporfirina. Esta diferença de estereosselectividade foi justificada via
intermediário oxo para a epoxidação β e via intermediário peroxo para a
epoxidação α.
As metaloporfirinas de ferro mostraram ser catalisadores eficientes para a
oxidação selectiva de monoterpenos.
Foram ainda estudadas as oxidações de alquibenzenos (tolueno, etilbenzeno e
cumeno), ciclo-alquilbenzenos (indano e tetralina), assim como
hidrocarbonetos aromáticos mono e policíclicos (benzeno, naftaleno, antraceno
e fenantreno). A formação dos produtos foi analisada através de estudos de
oxidação dos seus potenciais precursores, tendo sido identificadas várias vias
reaccionais que podem assumir importâncias diferentes, dependendo do
substrato e da estrutura da porfirina.
Nestes estudos, observaram-se alguns processos inéditos como os de
formação de nitratos na presença de acetato de amónio, a desidrogenação de
substratos catalisada por metaloporfirinas e a formação de produtos
resultantes de epoxidação aromática. Este último processo constitui um novo
método para a síntese eficiente de óxidos de arenos a partir de
hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, a qual abre importantes perspectivas
para estudos biológicos e sintéticos.
Descreve-se também a síntese de novos catalisadores baseados em
compostos análogos de metaloporfirinas. Realizaram-se estudos catalíticos
com associações de metaloporfirinas catiónicas e polioxometalatos, assim
como com metaloclorinas substituídas nas posições β,β’ e avaliou-se o seu
potencial em catálise oxidativa.
Para a caracterização dos produtos de reacção isolados e dos catalisadores
sintetizados, utilizaram-se as técnicas de cristalografia de raios X,
espectroscopia de ressonância magnética nuclear, espectrometria de massa
(EI, FAB), espectrofotometria de UV-Vis e análise elementar. Recorreu-se
também a técnicas de RMN bidimensionais, como COSY, HSQC, HMBC,
DEPT e NOESY.<br>The use of metalloporphyrins as catalysts in oxidations by hydrogen peroxide
has been studied giving rise to efficient and environmental friendly methods for
such transformations of organic substrates. Some results are of industrial,
pharmacological and synthetic interest. The mode of action of these catalysts
has also been considered and, as a result, it was found a great similarity with
the mechanisms described for cytochrome P450 monooxygenase.
In the present work a comparative study was carried out on the catalytic
performance of several metalloporphyrins carrying different electron
withdrawing, or electron donating, substituents and different metallic ions,
Mn(III) and Fe(III). The reaction conditions, controlling factors like the
cocatalyst, temperature, solvent and mode of addition of oxidant were studied
as the first step of the programme.
The oxidation of Δ4- and Δ5-steroids was carried out and it was observed the
importance of the molecular modelling of the porphyrin as well as the central
metal, on controlling the preferential formation of α- or β-epoxides. A
mechanistic proposal involving oxo-species for the β-approach and peroxospecies
for the α-approach is also discussed.
A Fe(III) porphyrin was found to be a very efficient catalyst for the selective
oxidation of monoterpenes.
Several Mn(III) porphyrins were assessed in the oxidation alkylaromatics
(toluene, ethylbenzene and cumene), fused cycloalkylaromatics (indane and
tetralin), as well as in the oxidation of aromatic hydrocarbons (benzene,
naphthalene, anthracene and phenanthrene). The products were characterized
and their formation was justified by studding the oxidation of potential primary
precursors. The various pathways observed during the reactions were found to
be dependent on the substrate and catalyst structure.
Novel processes were observed, namely the formation of nitrate derivatives in
the presence of ammonium acetate, the metalloporphyrin also catalysed the
dehydrogenation of substrates and the efficient epoxidation of aromatic
hydrocarbons. This last process can be a useful procedure for the synthesis of
arene oxides directly from polycyclic aromatic hydrocarbons; this might open an
important perspective for biological and synthetic studies.
It is also described the synthesis of new catalysts based on metalloporphyrin
analogues. The catalytic performance of new associations of cationic
metalloporphyrins and polioxometalates, as well as of two β,β’ substituted
metallochlorins, was tested.
The reaction products isolated and the porphyrins synthesised during this work
have been characterised by X-ray diffraction, nuclear magnetic resonance,
mass spectrometry (EI, FAB), UV-vis spectroscopy and elemental analysis. In
some cases, especially for the determination of relative configuration of some
compounds, several NMR techniques were used, namely COSY, HETCOR or
HSQC, HMBC, DEPT and NOESY.
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Carvalho, Wagner Alves. "Oxidação catalitica de cicloexano com peroxido de hidrogenio em condições ambientais." [s.n.], 1992. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/249513.
Full textAbstract:
Orientador : Ulf Friedrich Schuchardt<br>Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica<br>Made available in DSpace on 2018-07-14T05:28:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 1992<br>Mestrado
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Brognoli, Rafael. "Estudo da oxidação do fenol por plasma frio sob atmosfera de argônio." reponame:Repositório Institucional da UFSC, 2017. https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/182061.
Full textAbstract:
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2017.<br>Made available in DSpace on 2017-12-12T03:23:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2017<br>O plasma frio tem sido aplicado no tratamento de águas residuais de maneira eficiente e promissora, objetivando a degradação de compostos orgânicos até sua total mineralização, através de sucessivas reações radicalares. Embora se tenha dados cinéticos consolidados para as reações de compostos orgânicos com radicais gerados por técnicas de ?-radiólise, fotólise, a literatura ainda carece dessas informações quando se trata de plasma. Este estudo determinou a constante de velocidade de formação do radical hidroxila em um reator de plasma frio de descarga tipo corona e avaliou a influência da concentração inicial, pH e concentração do tampão na constante de velocidade da reação de oxidação do fenol, sob atmosfera de argônio. Os experimentos com fenol foram monitorados por meio da espectrofotometria de absorção na região do UV-vis e os fatores que influenciam a sua oxidação foram investigados em três níveis para a concentração inicial (1,2 x 10-3 mol L-1, 6,7 x 10-3 mol L-1, 1,2 x 10-2 mol L-1) e pH (2, 6 e 11) ; e quatro níveis para concentração do tampão (0,01 mol L-1, 0,05 mol L-1, 0,1 mol L-1, 1,0 mol L-1). A reação de oxidação do fenol segue o modelo cinético de primeira ordem, sendo favorecida em meio ácido e não está sujeita à força do tampão e concentração inicial do fenol. A constante de velocidade de formação do radical hidroxila no sistema foi determinada em 8,31 x 10-8 L mol-1 s-1. É plausível que em condições brandas seja possível direcionar a reação para formação de produtos de interesses estratégicos, evitando a degradação não-seletiva provocada pelo plasma.<br>Abstract : Plasma has been applied to residual wastewater in a efficient and promising way, aiming the degradation of organic compounds to its total mineralization by successive radical reactions. Although kinetics? data for the reactions of organic compounds with radicals generated by radiolysis and ?-photolysis techniques has been consolidated, the literature lacks information about plasma. This study determined the rate constant of the hydroxyl radical formation in a non-thermal plasma corona type reactor and evaluated the influence of the initial concentration, pH and concentration of buffer in the rate constant of phenol oxidation reaction under argon atmosphere. The experiments with phenol were monitored by UV-vis spectrophotometry and the influence factors on the oxidation were investigated on three levels for initial concentration (1.2 x 10-3 mol L-1, 6.7 x 10-3 mol L-1, 1.2 x 10-2 mol L-1) and pH (2, 6 and 11); and four levels for buffer concentration (0.01 mol L-1, 0.05 mol L-1, 0.1 mol L-1, 1.0 mol L-1). The phenol oxidation reaction follows a first order kinetic model favored in acid medium and is not subject to the strength of the buffer and initial concentration of phenol. The rate constant of the hydroxyl radical formation was determined in the system at 8.31 x 10-8 L mol-1 s-1. It is plausible that in mild conditions is possible to drive the reaction to product formation of strategic interests, avoiding the uncontrolled degradation caused by plasma.
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Felix, de Lima Valmir. "Cinética do Processo de degradação do herbicida atrazina pelo processo avançado de oxidação H2O2 UVC." Universidade Federal de Pernambuco, 2010. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/6542.
Full textAbstract:
Made available in DSpace on 2014-06-12T18:05:52Z (GMT). No. of bitstreams: 2
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Previous issue date: 2010<br>Neste trabalho, o Processo de Oxidação Avançado H2O2-UV foi utilizado para degradar o
herbicida atrazina em solução aquosa. Devido à sinergia encontrada entre as possíveis rotas de
oxidação sofrida pelo herbicida atrazina e seus metabólitos que absorvem radiação UV, os
processos de fotólise direta a 254 nm e peroxidação foram também desenvolvidos. O reator
utilizado foi de geometria anular, especialmente projetado para o estudo cinético operado
dentro de um ciclo continuo e em batelada. Modelos para as distribuições de energia radiante
no fotorreator e concentração do herbicida atrazina e oxidantes foram desenvolvidos
utilizando os princípios básicos dos fenômenos dos transportes. A taxa local volumétrica de
absorção de fótons, LVRPA, foi modelada com base no modelo de incidência. Os modelos
para as taxas de reação de degradação do herbicida atrazina, de seus metabólitos e do
peróxido hidrogênio foram segundo a abordagem mecanicista. Todavia, para a fotólise direta,
foi utilizado um modelo fenomenológico para uma reação fotoquímica. Os modelos
apresentaram boa representação dos dados para a faixa de concentração inicial do herbicida
atrazina testada. A taxa de reação é uma função da LVPRA da concentração do herbicida
atrazina e seus metabólitos e da concentração do peróxido de hidrogênio. O processo de
fotólise direta resultou ser uma função direta do rendimento quântico, da LVRPA e da
concentração do herbicida atrazina e seus metabólitos. A rotina de otimização Runge-Kutta
associada com o método Box (minimização de funções) foi utilizada para estimar os
parâmetros cinéticos. Os valores cinéticos estimados foram: atz, UV f = 2,99 x 10-2 mol
Einstein-1, m = 1,90 x 10-2, n = 5,04 x 10-1
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Gonçalves, Adilson Roberto. "Oxidação de ligninas e modelos de lignina com oxigenio molecular em meio acido." [s.n.], 1995. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/249538.
Full textAbstract:
Orientador: Ulf Friedrich Schuchardt<br>Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica<br>Made available in DSpace on 2018-07-20T11:34:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 1995<br>Doutorado