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Acid leaching and thermal treatments in the obtaining of mixed oxides of Nb and Ta from ferrocolumbite
(Elsevier, 2020-03-01) Oliveira, Tiago Fernandes; Souza, Carlson Pereira de; Moriyama, André Luis Lopes
In this paper, the study of an acid and thermal treatment in a mixture of niobium and tantalum oxides obtained from columbite mineral was performed. Initially, the mineral was physically prepared by milling and sifting, followed by characterization by X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF) and Scanning Electron Microscope (SEM). Subsequently, the mineral performed an acid leaching in order to remove iron and manganese present in its composition. A second acid leaching was necessary to eliminate the persistent cassiterite impurity by precipitation of Nb and Ta hydrated oxides. These oxides were characterized by XRF, XRD and SEM. Then the oxides were calcined at 800 °C, 900 °C and 1000 °C at different heating rates and calcination times to study their crystallization. The mixed oxides were characterized by XRF, XRD, SEM and nitrogen adsorption (BET method). The influence of heating rate was verified at 800 °C. An increase in crystal size was observed when the rate was reduced from 10 °C.min−1 to 5 °C.min−1. Greater crystallinity and formation of peaks related to the change of phase from hexagonal to orthorhombic were observed when the temperature was raised from 800 °C to 900 °C. At the temperature of 1000 °C, intermediate and low peaks related to formation of monoclinic phase of niobium pentoxide were observed. The change in calcination time from 5 h to 10 h at 1000 °C caused reduction in Nb2O5 to NbO2 and a decrease in crystal size and hence an increase in the surface area. The oxides heated at 900 °C showed the largest surface area
Alternativas para o manejo dos materiais residuais gerados nas análises de corantes no Laboratório de Engenharia Ambiental e Controle de Qualidade: redução, classificação e pré-tratamento dos resíduos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2017-06-14) Rodrigues, Matheus Veríssimo; Sousa, Magna Angélica dos Santos Bezerra; Moriyama, André Luis Lopes; Medeiros, Indira Aritana Fernandes de
O desenvolvimento de posturas ambientais em órgãos governamentais levou a UFRN a criar o PROGIRES, programa responsável pela gestão de resíduos no campus universitário. O Laboratório de Engenharia Ambiental e Controle de Qualidade, componente do Departamento de Engenharia Química, utiliza práticas para inserir os discentes neste contexto ambiental, tanto em disciplinas como em trabalhos de conclusão de curso. Baseado na necessidade urgente de implantar um sistema de gestão dos resíduos sólidos, esse trabalho visa realizar um inventário de resíduos do LEACQ relativos ao tratamento de efluentes têxteis e propor ações de minimização desses resíduos, identificação, segregação e tratamento possível. Os resíduos abordados, para os quais levantou-se as propriedades físico-químicas e toxicológicas e produziu-se etiquetas contendo seus diagramas de Hommel são o azul de metileno, o alaranjado de metila, o corante Laranja Reativo 64 e o carvão utilizado em suas práticas de adsorção. A metodologia para desenvolvimento do trabalho teve por base conceitos básicos de gestão de resíduos, estudos de casos com objetivos similares aos da UFRN e a legislação brasileira vigente, com a qual buscou-se indicar alternativas ao método atual de gestão de resíduos utilizado pelo LEACQ. Enfatizou-se a melhoria no modelo de gerenciamento das operações, na classificação dos resíduos e em seus tratamentos preliminares. No tocante à gestão de resíduos, sugeriu-se a redução na sua geração por meio da melhora no planejamento de atividades e diminuição na escala de experimento. Quanto à classificação, propôs-se um sistema de rotulagem dos materiais, além da possibilidade de substituição do sistema de armazenamento por bombonas retornáveis, para as quais fez-se um dimensionamento. Em relação aos pré-tratamentos, apresentou-se como alternativas a evaporação dos efluentes, quando de forma segura, para redução do seu volume em cubas que utilizem energia solar para aquecimento, dado o custo do processo em caso de uso de energia elétrica. Quanto à conversão química, mencionou-se métodos envolvendo radiação visível e ultravioleta, além de ondas ultrassom para os líquidos, e da necessidade de tratamentos externos ao laboratório, como incineração e a lavagem dos gases, para o carvão. Concluiu-se ao discutir as consequências das propostas apresentadas.
Análise das técnicas atuais e emergentes na produção de hidrogênio verde: avaliação dos impactos socioambientais e potenciais para sustentabilidade energética
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-01-17) Araújo, Rayane Medeiros de; Moriyama, André Luis Lopes; 0000-0001-7611-2074; http://lattes.cnpq.br/5552878900145656; 0009-0006-6068-3546; http://lattes.cnpq.br/6603298692299489; Nunes, Andrea Oliveira; http://lattes.cnpq.br/7620659413250570; Medeiros, Leonardo Gomes de; https://orcid.org/0009-0007-4948-1414; http://lattes.cnpq.br/2401519074185425
O hidrogênio verde, produzido a partir de fontes renováveis como solar, eólica e biomassa, é uma alternativa essencial para a transição energética e a descarbonização de setores como transporte marítimo, indústria pesada e armazenamento de energia. Este estudo investigou as técnicas atuais e emergentes para sua produção, incluindo a eletrólise da água, processos termoquímicos e biológicos, e tecnologias inovadoras como a fotoeletrocatálise. O objetivo foi avaliar essas técnicas quanto à eficiência energética, custos de instalação e operação e impactos socioambientais, permitindo uma análise comparativa aprofundada. A análise comparativa revelou que tecnologias maduras, como a eletrólise alcalina e a eletrólise por membrana de troca de prótons, se destacam pela alta eficiência energética e impacto ambiental reduzido, mas apresentam elevados custos. Por outro lado, o uso de biomassa é atrativo pelo aproveitamento de resíduos orgânicos, contribuindo para a redução de resíduos e emissões, embora seus processos ainda enfrentem desafios técnicos e econômicos. Tecnologias emergentes, como a fotoeletrocatálise, demonstram grande potencial por utilizarem energia solar diretamente, mas demandam maior desenvolvimento para alcançar competitividade em larga escala. Este estudo é de grande importância ao fornecer uma visão abrangente e detalhada sobre as possibilidades e desafios da produção de hidrogênio verde, tema crucial para enfrentar problemas globais como mudanças climáticas, dependência de combustíveis fósseis e desigualdade no acesso à energia limpa. A pesquisa também reforça a necessidade de políticas públicas integradas, que promovam incentivos financeiros, certificações de baixa emissão de carbono e colaboração internacional, para viabilizar a implementação dessas tecnologias de maneira eficiente e sustentável. Conclui-se que o hidrogênio verde é indispensável para a construção de uma matriz energética sustentável, com potencial para mitigar impactos ambientais, impulsionar economias e fomentar um futuro de baixo carbono.
Análise de variáveis para otimização a formulação de tintas imobiliárias econômicas em termos de resistência à abrasão e cobertura
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-12-19) Mazzo Filho, Elizeu Alves; Bezerra, Vanja Maria de França; Rios, Nathalia Saraiva; Moriyama, André Luis Lopes
A pesquisa teve como objetivo fazer uma análise multivariada dos componentes sólidos de uma formulação de tinta imobiliária econômica em termos de resistência à abrasão e cobertura e tenha um preço acessível à população de baixa renda. Os pigmentos foram escolhidos em função de suas propriedades químicas, como reatividade com os componentes da tinta, reatividade com o substrato e fatores atmosféricos, força de interação intermolecular com o polímero, e propriedades físicas, como densidade, absorção de óleo e poder de cobertura. Essas variáveis foram consideradas, a fim de se obter uma composição otimizada em termos de custo, PVC (Pigment Volume Concentration), CPVC (Critical Pigment Volume Concentration) e λ ( 𝑃𝑉𝐶 𝐶𝑃𝑉𝐶 ). Trata-se de um estudo desenvolvido por meio de um design de experimento, no qual foi utilizado o software excel com o objetivo de realizar cálculos de sete experimentos. Desses, quatro replicam a formulação das tintas econômicas fabricadas no Rio Grande do Norte e os outros três experimentos são formulações de tintas consideradas dentro dos padrões de qualidade exigidos pela Associação Brasileira de Fabricantes de Tintas. A variação no custo de produção foi considerada desprezível, demonstrando assim, que é possível aumentar a resistência do produto sem necessariamente aumentar o custo, desde que conheça os produtos que se tem em mãos.
Análise do processo de produção em uma empresa de baterias
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016-11-25) Silva, Felipe Dantas da; Moriyama, André Luis Lopes
O estágio supervisionado obrigatório constitui-se uma atividade que proporciona ao aluno colocar em prática todo o conhecimento e as habilidades adquiridas durante a vida acadêmica. Essa etapa possibilita a vivência com situações reais na área de formação, que levam a um grande desenvolvimento não só profissional como também pessoal e sociocultural. O presente relatório apresenta as atividades desenvolvidas no estágio realizado no período de setembro a dezembro de 2016, na Acumuladora Max Light, localizada em Natal – RN, sob a supervisão de Carlos Zamith de Souza. Durante esse período, diversas atividades foram realizadas como controle e análise do processo produtivo e de reciclagem. Processos nos quais pude contribuir com implantações de melhorias e mudanças de métodos.
Análise do uso de carvão ativado na produtividade de um dessalinizador solar
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-12-15) Santiago, Beatriz Pinheiro; Moriyama, André Luis Lopes; Leite, Wildson Ursulino; Moriyama, André Luis Lopes
A dessalinização solar é uma alternativa vantajosa para obtenção de água potável em regiões ricas de radiação solar. É também uma tecnologia com baixo custo de implantação e manutenção, o que permite a sua disseminação em regiões precárias. A destilação solar acontece em um destilador com água salinizada em seu interior, exposto ao sol, que contém uma tampa transparente a qual permite a passagem da radiação solar. Com isso, a água e o recipiente absorvem calor e aquecem até que chegam a uma temperatura maior que a da cobertura, e inicia-se o processo de evaporação. Em seguida, o vapor de água é condensado no interior da tampa e essa água destilada é coletada. Entretanto, esse ainda é um processo com baixa produção de água diária. Por esse motivo, muitos pesquisadores estudam materiais que possam auxiliar na melhoria desse processo. Diante disso, o presente trabalho teve como objetivo analisar o uso do carvão ativado granulado em um destilador solar do tipo bandeja e entender se ele pode contribuir para o aumento da eficiência de produção do destilador. Os resultados obtidos nos ensaios realizados foram usados para analisar e entender a influência de fatores que alteram a produtividade. A partir dos resultados observou-se que os parâmetros ambientais, como temperatura ambiente, velocidade do vento e acumulado de irradiação são os mais significativos para a produção de destilado já a presença do carvão ativado não causou efeitos relevantes na produtividade do dessalinizador.
Análise dos parâmetros de síntese de NbN via reação gás-sólido
(2017-03-02) Silva, Rayane Ricardo da; Souza, Carlson Pereira de; ; http://lattes.cnpq.br/1030834608582624; ; Moriyama, André Luis Lopes; ; http://lattes.cnpq.br/5552878900145656; Santos, Andarair Gomes dos; ; http://lattes.cnpq.br/3470634368296605
Este trabalho tem como objetivo a síntese do Nitreto de Nióbio, a partir do precursor tris (oxalato) oxiniobato de amônio hidratado, através de reação gás-sólido em reator de leito fixo. Os parâmetros reacionais para o tratamento térmico para obter o NbN foram com as temperaturas de 700, 800, 900, 1000 e 1100 ºC variando o tempo na isoterma entre 3, 4 e 5 horas. A mistura gasosa é composta de nitrogênio e hidrogênio. A composição e a vazão total do fluxo de gases foram variadas, como também a massa do precursor utilizado na reação. Os materiais obtidos foram caracterizados através de difração de raios-X (DRX), Refinamento Rietveld e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Com o aumento da temperatura de reação e tempo na isoterma observamos a mudança de fase de óxido de nióbio para nitreto de nióbio. Houve a formação de duas fases de nitreto, estando a fase hexagonal presente em maior quantidade, e a tetragonal em menor quantidade. Com a maior vazão, foi obtido o nitreto de nióbio com alto teor de pureza.
Análise e estudos de segurança e ambiental do processo de produção de formaldeído por oxidação de metanol em excesso de ar
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-10-16) Silva, Anderson Fernandes da Costa; Nunes, Andréa Oliveira; Moriyama, André Luis Lopes; Sousa, Magna Angélica dos Santos Bezerra
O formaldeído é um dos produtos químicos mais utilizados pela indústria química desde a sua primeira síntese ainda no século XIX. Este composto é utilizado para a produção de diversos produtos de base e está ligado a diferentes cadeias econômicas da sociedade moderna. De forma geral, o formaldeído é uma das moléculas mais simples da química orgânica, apresentando como fórmula o CH2O. Ele é um gás incolor com odor pungente, altamente reativo, inflamável e capaz de formar misturas explosivas em contato com o ar, sendo solúvel em água, álcool e outros solventes polares. Comercialmente, o formaldeído apresenta um valor agregado quando é produzido em solução aquosa, recebendo o nome de formol ou formalina. Atualmente, a cadeia econômica de produção do formol é dominada em escala global pela China. Vários são os métodos de produzir o formaldeído puro ou o formol, dentre eles, os que utilizam a água ou o metanol como base. Um dos métodos mais utilizados atualmente é o de oxidação catalítica do metanol com excesso de ar, conhecido como FORMOXTM. A partir de todos os dados, considerações e hipóteses ligados a este processo, vários estudos podem ser desenvolvidos de forma a observar os seus impactos num contexto de aquecimento global, emissão de gases estufa e de aumento do rigor das normas de segurança. Portanto, o presente trabalho trata do desenvolvimento de estudos de segurança e ambiental da linha de uma linha teórica de produção de formaldeído pelo método FORMOXTM. O estudo de segurança é baseado numa Análise Preliminar de Riscos, numa matriz de incompatibilidade de produtos e reagentes e na construção de um Estudos de Perigos e Operabilidade (HAZOP). O estudo ambiental, por sua vez, é intrinsecamente ligado aos poluentes gasosos produzidos pelo processo bem como aos métodos de tratamento, quantificação e dispersão desses poluentes seguindo a legislação vigente.
Análise, simulação e otimização do processo de hidrodealquilação de tolueno (HDA)
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-09-03) Arrais, Murilo Ricardo do Nascimento; Moriyama, André Luis Lopes; Silva, Maitê Medeiros de Santana e; Menezes, Márcia Fernanda Teixeira de
A produção de benzeno é bastante forte na indústria química, com receita estimada em US$ 69 bilhões para 2021 segundo um estudo de mercado feito por Ceresana (2014). Esse composto aromático é uma substância intermediária, utilizada como matéria-prima para fabricação de outros produtos químicos, principalmente etilbenzeno, cumeno e cicloexano. Tendo em vista sua importância de mercado, esse trabalho tem como objetivo a análise, a simulação e a otimização do processo de hidrodealquilação de tolueno (HDA), utilizando-se o simulador ProSimPlus. As etapas de análise e simulação seguiram com a metodologia de Douglas (1985), baseada em regras heurísticas para tomadas de decisão de design de processos. Para simular o processo, um estudo termodinâmico foi feito, tendo sido escolhidos dois modelos baseando-se na zona pressão do processo: o modelo NRTL-Gás Ideal para zona de baixa pressão; e o modelo SRK-MHV2-UNIQUAC para a zona de alta pressão. A intensificação da zona de separação do processo foi almejada, para transformar as colunas de destilação D2 e D3 em uma só coluna, mas não se obteve sucesso, pois as especificações de recuperação dos produtos não foram respeitadas. Assim o esquema de separação com as colunas D2 e D3 foi mantido. Por fim, foi realizada a integração energética do processo com o Simulis Pinch, com duas redes de trocadores de calor. A segunda rede teve uma recuperação energética de 98,7%, correspondente a uma redução de 175,5 GWh/ano no consumo do processo de HDA. Conclui-se então que através da metodologia de Douglas (1985), a simulação de um processo industrial pode se tornar mais organizada, reduzindo assim o tempo de desenvolvimento da mesma.
Aplicação de óxidos mistos de a-Fe2O3/Nb2O5 obtidos pelo método Pechini em reações de fotodegradação
(2019-01-31) Brasileiro, Islanny Larissa Ouriques; Souza, Carlson Pereira de; Moriyama, André Luis Lopes; ; ; ; Santos, Elisama Vieira dos; ; Oliveira, João Bosco Lucena de; ; Madeira, Vivian Stumpf; ; Gomes, Yara Feliciano;
Desenvolver novos catalisadores com elevada eficiência para a degradação de compostos orgânicos em efluentes, mediados pela luz solar e que sejam estáveis tem sido um grande desafio. Nesse trabalho, óxidos mistos de -Fe2O3/Nb2O5 foram preparados a partir do método Pechini, com duas razões mássicas (em %) distintas de -Fe2O3 e de Nb2O5 (60/40 e 80/20, respectivamente) e temperaturas de calcinação entre 500 e 800 ºC. A influência desses parâmetros foi investigada sobre as propriedades estruturais, morfológicas, ópticas e fotocatalíticas dos materiais. Os catalisadores produzidos foram submetidos a ensaios de degradação do corante azul de metileno (AM) tanto por fotocatálise como por reação do tipo foto-Fenton. A amostra com melhor desempenho nesses testes iniciais, foi utilizada nos ensaios seguintes para a otimização das condições operacionais do processo através de um planejamento experimental 2 4 com triplicata no ponto central. O mecanismo da reação catalítica, a etapa limitante, a lei de velocidade da reação e a estabilidade do catalisador também foram avaliados. Nanopartículas cristalinas foram obtidas com diferenças significativas nas suas propriedades e na eficiência de degradação do corante AM sob radiação UV-Vis. As temperaturas de calcinação entre 500 e 800 ºC conduziram à formação de diferentes fases cristalinas, entre elas: -Fe2O3, Nb2O5, FeNbO4 e FeNb2O6; e à formação de materiais com comportamento multigap. A amostra composta por 60 % de -Fe2O3 e 40 % de Nb2O5 e calcinada a 500 ºC (0,6-Fe/Nb-1) apresentou a maior atividade catalítica, sendo, então, utilizada nos ensaios seguintes em reações do tipo foto-Fenton. De acordo com o planejamento experimental fatorial 2 4 realizado, as variáveis que apresentaram efeito significativo sobre a resposta foram: concentrações de AM, de catalisador e de H2O2. O mecanismo proposto seguiu uma cinética do tipo de LH com mecanismo de sítio duplo, sendo a maior porcentagem de remoção da cor obtida de 85 % após 4 h de experimento, sob as condições operacionais ótimas encontradas. Esse resultado mostrou-se superior aos dos óxidos puros sintetizados. O catalisador mostrou-se estável mesmo após 5 ciclos consecutivos de reação, diferentemente do Nb2O5, com potencial aplicação no tratamento de poluentes ambientais.
Avaliação da adsorção de cobre a partir de carvão ativado obtido quimicamente do bagaço de cana de açúcar
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2018-01-09) Silva, Maria Clara Mendes da; Moriyama, André Luis Lopes; Soares, Larissa Azevedo; Oliveira, Humberto Neves Maia de
O objetivo principal do trabalho foi fazer um estudo de adsorção com o carvão ativado produzido a partir do bagaço de cana de açúcar com foco na remoção do metal cobre de efluentes contaminados. A metodologia experimental do estudo consiste em ensaios para avaliar a capacidade de adsorção do carvão ativado em um sistema em batelada com um reator com volume de 25 ml, auxiliado por um banho termostático e uma jaqueta. Os ensaios foram realizados a uma temperatura de 30 °C, com soluções de Sulfato de Cobre, as quais possuíam concentrações de 200 ppm de Cobre num primeiro ensaio e 50 ppm de Cobre no outro, ambos em contato com 25 mg de carvão ativado em cada ensaio. Cada ensaio tiveram duração de 24 horas. As amostras de cada ensaio seguiram uma sequência de coleta de 2, 4, 6, 22 e 24 horas. Após cada coleta, uma amostra era levada para uma centrífuga para uma separação de cada fase (sólida = carvão ativado, líquida = solução de sulfato de cobre). Foram preparadas curvas padrão para determinar a concentração de Cobre residual na solução após o contato com o carvão ativado a partir no equipamento de espectroscopia de absorção atômica. A partir da curva de calibração, pode-se calcular as concentrações das amostras, as quais também foram lidas no equipamento de espectrofotometria de absorção atômica (EAA). Para cada faixa de concentração de Cobre existe um comprimento de onda referente. Neste caso, a curva de calibração foi construída com padrões 1-280 ppm de Sulfato de Cobre, cujo comprimento de onda correspondente é de 222,6 nm. No ensaio com solução de 200 ppm de Cobre a remoção foi de 10% de Cobre com 6 horas de contato. Ao fim das 24 horas a remoção foi de 12%. Para o segundo ensaio de 50 ppm de Cobre, obteve-se 18% ao fim de 4 horas e não houve mais remoção significante a partir destas 4 horas. O estudo mostrou uma cinética de pseudo-segunda ordem e isotermas de Freundlich para os dois ensaios. Para a caracterização do carvão foram feitas análises de FRX, DRX, MEV e BET.
Avaliação de ésteres etílicos como aditivo à gasolina
(2019-08-26) Sena, Suzara Rayanne de Castro; Pereira, Camila Gambini; Barros Neto, Eduardo Lins de; ; ; ; Moriyama, André Luis Lopes; ; Santos, Erinéia da Silva; ; Oliveira, Katherine Carrilho de; ; Fernandes, Manoel Reginaldo;
Esse estudo teve como objetivo avaliar a aplicação do octanoato de etila e oleato de etila, em diferentes concentrações, como aditivos à gasolina a partir de análises de caraterização, consumo em motor ciclo Otto e o efeito dos aditivos sobre a lubricidade do combustível. As análises de caracterização foram realizadas de acordo com as normas da ASTM e ABNT. Os ensaios de lubricidade foram realizados em um tribômetro HFRR (High Frequency Reciprocating Test Rig) conforme a norma ASTM D6079. Já as análises de consumo dos combustíveis foram realizadas em motor ciclo Otto de 4 tempos, em que manteve-se a rotação em 4400 rpm e variou-se a potência de 3 kW a 12 kW, para obtenção das curvas de consumo horário e consumo especifico. Os resultados das análises de pressão de vapor, curva de destilação e corrosividade apresentaram valores exigidos pela legislação. Em relação ao estudo reológico, o modelo que melhor se ajustou aos valores experimentais dos sistemas gasolina+éster foi o de Oswald de Waele, que também foi o modelo que melhor se ajustou aos dados experimentais da gasolina pura. Ambos os ésteres aumentaram a densidade da mistura com o aumento da sua concentração na gasolina. Os resultados obtidos de poder calorífico dos combustíveis foram melhores quando comparados com resultados da literatura para outros aditivos oxigenados. Verificou-se que os índices de octanagem das formulações contendo octanoato de etila foram superiores ao comparar com as formulações contendo oleato de etila. Quanto ao estudo tribológico, os valores de WSD (Wear Scar Diameter) diminuíram com o aumento da concentração do éster na mistura. A resistência do filme lubrificante apresentou valores acima de 85% para formulações com concentração de éster em 10% e 15%. Além disso, o aumento da concentração dos ésteres na gasolina favoreceu uma significativa redução no coeficiente de atrito. Os resultados do consumo horário das misturas contendo gasolina e éster foram semelhantes ao consumo da gasolina tipo A e tipo C, mesmo os ésteres tendo poder calorífico menor. Em relação ao consumo específico, ao aumentar a potência teve-se uma melhor conversão da massa de combustível queimada em energia. Os resultados também mostraram que o octanoato de etila apresenta melhores características para ser adicionado na gasolina quando comparado ao oleato de etila.
Avaliação do potencial fotocatalítico do molibdato de cério obtido pelo método EDTA/citrato na degradação do azul de metileno
(2016-09-08) Sena, Michael Segundo; Souza, Carlson Pereira de; Moriyama, André Luis Lopes; ; http://lattes.cnpq.br/5552878900145656; ; http://lattes.cnpq.br/1030834608582624; ; http://lattes.cnpq.br/3600514209285458; Santos, Andarair Gomes dos; ; http://lattes.cnpq.br/3470634368296605; Santos, Francisco Klebson Gomes dos; ; http://lattes.cnpq.br/0273000754120553
Neste trabalho, foram sitetizados materiais cerâmicos nanométricos da família das scheelitas, o molibdato de cério, através do método de complexação combinada EDTA-Citrato. Realizou-se um planejamento experimental fatorial 2³ com três repetições no ponto central para avaliar a influência dos parâmetros de síntese, pH (5, 7,5 e 10), taxa de aquecimento (5, 7 e 10 °C.min-1) e tempo de calcinação (3, 4 e 5 h), na formação da fase, no tamanho médio de cristalito e no band gap do material. Os pós foram caracterizados através das análises TG/DSC, DRX, EDX, MEV e DRS-UV/Vis. Através da curva da análise TG/DSC, observou-se a decomposição dos orgânicos até a temperatura de 600 °C, temperatura a qual foi utilizada na calcinação dos precursores. Os difratogramas dos pós obtidos foram indexados com a ficha cristalográfica JCPDS (Joint Committee on Powder Diffraction Standards) com código de referencia 01-070-1382 de estrutura monoclínica do tipo Scheelita e grupo espacial C2/c. Não foram identificadas fases secundárias. Os difratogramas foram refinados pelo método Rietveld, onde foram obtidos os parâmetros de rede e volume de célula unitária. As análises de EDX (% atômica) mostram que há desvios máximos de 15 e 10% entre as porcentagens atômicas teóricas e experimentais de Ce e Mo, respectivamente. Através das imagens de MEV, observou-se que os pós são formados por aglomerados de partículas de tamanhos e formato heterogêneos, formando um material poroso. O estudo do tamanho de cristalito foi feito baseado na interpretação dos dados dos difratogramas. Utilizou-se os métodos de Halder-Wagner-Langford (HWL) e de Scherrer, revelando tamanho médio de cristalitos variando entre 11,67 e 32,75 nm. As propriedades ópticas das nanopartículas foram avaliadas por meio da análise de DRS-UV/Vis através da qual foram medidos os band gap ópticos que variaram entre 2,33 e 2,43 eV, característico de materiais semicondutores com potencial para aplicações fotocatalíticas utilizando a luz visível como fonte de radiação. O método de síntese utilizado mostrou-se eficiente para produção de um material cristalino, monofásico e de tamanho nanométrico. Observou-se que a síntese realizada com pH 5, taxa de aquecimento de 5°C.min-1 e tempo de calcinação de 3h se mostrou mais adequada para produção do material com as características desejadas de tamanho de cristalito e band gap. Os testes de fotocatálise indicaram que o material sintetizado possui alto potencial de adsorção do corante em pH 2, alcançando uma remoção de quase 95% do corante em 30 minutos de contato, sem irradiação de luz. O estudo do efeito da concentração de catalisador indicou que a diminuição da concentração de molibdato de cério para 0,125 g.L-1 aumentou o potencial de remoção de corante para 99% em 3 horas de reação. Observou-se ainda através dos testes fotocatalíticos que a diminuição da concentração do corante ocorreu pela adsorção do azul de metileno na superfície do material sem degradação da matéria orgânica, dentro das condições experimentais adotadas. Os resultados de cinética de adsorção indicaram que a adsorção do azul de metileno nas partículas de molibdato de cério pode ser descrita pelo modelo de pseudo-segunda ordem para as condições estudados no trabalho.
Avaliação do processo de obtenção da cajuína por resinas de troca iônica
(2016-03-11) Vidal, Rogéria Helen Lima; Pereira, Camila Gambini; ; http://lattes.cnpq.br/8055289812908100; ; http://lattes.cnpq.br/6344850533280393; Moriyama, André Luis Lopes; ; http://lattes.cnpq.br/5552878900145656; Murmann, Lisandra; ; http://lattes.cnpq.br/8640756170189745; Silva, Ana Cristina Morais da; ; http://lattes.cnpq.br/0604137114629084; Costa Neto, Bento Pereira da; ; http://lattes.cnpq.br/1365170364446088
A cajuína é uma bebida refrescante, muito consumida e apreciada devido ao seu sabor característico, sendo este, levemente adstringente, isenta de turbidez devido ao baixo teor ou ausência de taninos, obtida a partir do pseudofruto do cajueiro. Tradicionalmente, os taninos são removidos por técnicas não padronizadas e/ou rudimentares, diminuindo a qualidade do produto final. Desta forma, o presente trabalho teve como objetivo remover os taninos condensados do suco de caju através do processo de troca iônica para se obter o suco de caju clarificado (cajuína). Para tal, foram utilizadas duas resinas de base forte, sendo uma macroporosa e outra do tipo gel. Estudos de equilíbrio em batelada foram realizados e a partir deles foram avaliados os parâmetros operacionais: temperatura (25 a 50 °C), proporção resina:suco (1:3, 1:6 e 1:9), velocidade de agitação (50 e 122 rpm), mantendo o tempo de contato constante. Com base nos resultados, foi evidenciada uma condição otimizada, e a partir desta foi realizado o tratamento térmico para a obtenção da cajuína. Foram realizadas análises físico-químicas (pH, acidez, sólidos solúveis totais - SST) assim como análises das propriedades térmicas e reológicas da cajuína e de outros produtos oriundos do caju (néctar e polpa). Estudos em leito fixo (sistema contínuo) também foram realizados utilizando dois sistemas: solução padrão (catequina + vitamina C + sacarose) e suco de caju. A modelagem do processo foi ainda realizada utilizando modelos de Langmuir, Freundlich, Sips, Toth e Radke-Prausnitz. Os resultados experimentais mostraram que a resina aniônica macroporosa apresentou remoção de taninos em torno de 80% nas condições otimizadas (30 °C, 1:6, 122 rpm, 1 h). A cajuína obtida após o processo de troca iônica se apresentou límpida e translúcida, com baixa adstringência, acidez e SST (°Brix), conforme requerido pela legislação brasileira. A caracterização físico-química da cajuína, néctar e polpa de caju se apresentou de acordo com a legislação brasileira. Para as propriedades térmicas, a cajuína apresentou menor densidade (ρ = 1,035 ± 0,005 g/cm3), e maiores valores de condutividade térmica (k = 0,58 ± 0,02 W/m °C), difusividade térmica (α = 1,44 ± 0,02 × 10 -7 m2/s) e calor específico (Cp = 3834 ±109 kJ/kg °C), quando comparado com os outros produtos do caju. Estudos reológicos mostraram que a cajuína se comportou como um fluido não newtoniano e apresentou um comportamento dilatante em todas as temperaturas avaliadas, e que o modelo de Ostwald-de-Waelle foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais para a cajuína. Através dos estudos em leito fixo foi possível observar que a vitamina C e a sacarose não apresentaram influência na remoção da catequina pela resina macroporosa. Em relação ao suco de caju, mesmo que estes sucos tenham apresentado diferenças na quantidade de taninos iniciais, suco 1 (15 ± 1 mg/100 g) e suco 2 (115 ± 1 mg/100 g) antes da passagem pelo leito fixo, os resultados mostraram que é possível se obter um suco completamente clarificado com o processo em coluna de troca iônica, apresentando-se como uma boa alternativa para a obtenção da cajuína. Dentre os modelos avaliados, Sips, Freundlich e Radke-Prausnitz apresentaram os melhores ajustes com elevado R2 (0,9999; 0,9982; 0,9979, respectivamente), sendo o modelo de Sips o que apresentou melhor ajuste aos dados experimentais. Assim, observou-se que a utilização de resina de troca iônica macroporosa de base forte se mostrou viável, sendo uma importante alternativa para a produção da cajuína.
Caracterização e separação física de placas de circuito impresso de computadores obsoletos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-08-25) Medeiros, Natália Moraes; Souza, Carlson Pereira de; ; http://lattes.cnpq.br/1030834608582624; ; http://lattes.cnpq.br/1414528131397647; Moriyama, André Luis Lopes; ; http://lattes.cnpq.br/5552878900145656; Silva, Gilson Garcia da; ; http://lattes.cnpq.br/8681275097040450; Lucena, Luciana de Figueiredo Lopes; ; http://lattes.cnpq.br/5893551656862490
O consumo desenfreado de equipamentos eletrônicos juntamente com a rápida imersão de novas tecnologias no mercado impulsiona o crescimento acelerado de resíduos eletroeletrônicos. Esses resíduos sólidos, em sua maioria, contem placas de circuito impresso em sua estrutura. Estas, por apresentarem muitos metais dentre eles metais pesados, são altamente tóxicas. Os resíduos eletrônicos são descartados de forma indevida e indiscriminadamente, normalmente sem nenhum tratamento e junto com os demais resíduos urbanos, contaminando o meio ambiente e causando graves problemas a saúde humana. Além desses metais, há também metais preciosos e de base de alto valor agregado, que podem ser recuperados e reciclados, reduzindo a exploração dos recursos naturais. Assim, devido ao alto potencial de crescimento e reutilização desses resíduos, processos de tratamento, de caracterização e de separação foram aplicados às placas de circuito impresso. As placas foram submetidas a tratamentos físicos, como desmantelamento, moagem, separação granulométrica, separação magnética e por tratamentos químicos como pirólise e lixiviação. Através dos processos de caracterização (pirólise e lixiviação) as proporções dos componentes das faixas granulométricas foram determinadas: 46,08% de metais; 23,32% de polímeros e 30,60% de cerâmicos. Observou-se também pela separação granulométrica, que os componentes metálicos tendem a se concentrarem nas frações mais grosseiras, enquanto que os materiais poliméricos e cerâmicos nas frações finas. Do processo de separação magnética obteve-se 12,08% de material magnético e 82,33% de material não magnético.
Carbeto de molibdênio dopado com níquel nanoestruturado para aplicação na degradação de corantes reativos
(Cerâmica, 2020-10-30) Dantas, Suylan Lourdes de Araújo; Gomes, Y. F.; Moriyama, André Luis Lopes; Corrêa, Marcio Assolin; Souza, Carlson Pereira de
Materiais cerâmicos do tipo carbeto, como carbeto de molibdênio dopado com níquel, têm promissora atividade de degradação fotocatalítica. A adição de níquel ao carbeto de molibdênio visa aumentar seu rendimento de reação e também suas características. Este trabalho teve por objetivo estudar a atividade fotocatalítica dos materiais Mo2C e Mo2C dopado com 5% e 10% de níquel para a degradação do corante têxtil Maxilon Blue GRL 300. As propriedades estruturais foram caracterizadas por difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. Para a determinação da energia de band gap, foi utilizada espectroscopia de refletância difusa. As amostras dos testes de fotocatálise foram analisadas por espectroscopia UV-visível. O melhor rendimento de reação foi observado para a amostra de carboneto de molibdênio dopado com 5% de níquel em testes fotocatalíticos, atingindo um rendimento em torno de 92% na concentração final da solução de corante
Controle integrado de vetores e pragas urbanas
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016-11-29) Oliveira, Bruno Pinto de; Moriyama, André Luis Lopes; Santos, Ênio Rafael de Medeiros; Tertuliano, Ruan Sávio da Costa
O estágio supervisionado obrigatório foi realizado na A.G.S SAÚDE AMBIENTAL LTDA - ME, situado na RUA ITAPIPOCA, nº 2459, POTENGI NATAL - RN, no período de 09/11/2016 a 15/12/2016 e teve como objetivo agregar conhecimento acadêmico prático. Durante o tempo de estágio foram acompanhadas diversas atividades rotineiras, bem como o acompanhamento dos serviços e estudos das técnicas de aplicação. A vivência da experiência no decorrer do estágio possibilitou aprimorar visão da integração dos inseticidas em uma vasta área.
Conversão fotocatalítica de metano em metanol: desenvolvimento do equipamento e experimentos
(2018-11-29) Arruda, Guilherme Mentges; Moriyama, André Luis Lopes; Souza, Carlson Pereira de; ; ; ; Medeiros, Indira Aritana Fernandes de; ; Dantas, Suylan Lourdes de Araújo;
Devido à crescente conscientização ambiental, gases como o metano têm sido extensivamente estudados para otimizar sua utilização, reduzir os impactos ambientais e encontrar aplicações mais nobres. Neste contexto, surge a fotocatálise como alternativa para a conversão do metano em produtos de maior valor agregado. A obtenção de metanol a partir do metano tem várias vantagens uma vez que o metanol não apenas tem uma quantidade de energia semelhante ao metano, mas também pode ser facilmente transportado e armazenado. O presente trabalho, buscando uma alternativa viável para a produção fotocatalítica de metanol a partir da reforma a vapor do metano, apresenta o desenvolvimento de um novo sistema, bem como avalia sua operacionalidade e eficiência na conversão. O sistema é formado por uma coluna de umidificação, um reator fotocatalítico anular, telas de aço inoxidável revestidas com os catalisadores dióxido de titânio, óxido de zinco ou trióxido de tungstênio e um condensador. Os fotocatalisadores, depositados nas telas através da adaptação do método proposto por Merajin et al (2018), foram ativados com o auxílio de lâmpadas com emissões nas regiões UV-A e UV-C dispostas na região interna do reator em momentos distintos. Os óxidos e os suportes foram analisados pelas técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios x (DRX) e espectroscopia de reflectância difusa (ERD), buscando avaliar a homogeneidade dos revestimentos e assegurar que os fotocatalisadores atendem aos requisitos do processo. Já os ensaios fotocatalíticos foram conduzidos a pressão e temperatura ambiente. Como resultado das deposições, por meio das imagens obtidas pela MEV é possível observar que os fotocatalisadores apresentaram uma excelente distribuição, confirmando a adequação da técnica empregada aos propósitos do estudo. Quanto aos produtos do processo, analisados por cromatografia líquida e cromatografia gasosa, embora o sistema tenha se mostrado operacional, não apresentaram indícios de conversão nas condições experimentais exploradas.
Covid-19 e saneamento básico: relações e impactos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-11-14) Silva, Rafaela Alves Vicente Rodrigues da; Moriyama, André Luis Lopes; https://orcid.org/0000-0001-7611-2074; http://lattes.cnpq.br/5552878900145656; Nunes, Andrea Oliveira; Souza, Carlson Pereira de; http://lattes.cnpq.br/1030834608582624; Sousa, Magna Angélica dos Santos Bezerra; Gomes, Yara Feliciano
Este trabalho se propõe a estabelecer os aspectos teórico-científicos que permitam perceber os efeitos do saneamento básico na prevenção e no combate de pandemias causadas por vírus, principalmente, a atual pandemia da COVID-19. Realizando ligações entre os conceitos e as coisas, com base em uma investigação bibliográfica ampla que permita extrair informações importantes ao eixo temático contido no binômio coronavírus-saneamento básico. A pesquisa desenvolvida é do tipo exploratória combinada com a descritiva, de abordagem quali-quantitativa. Foram consultados os materiais clássicos, plataformas governamentais e de publicações cientificas. A COVID-19 reforçou a importância do acesso ao saneamento básico para a saúde pública. No entanto, é difícil garantir ações de higiene quando nem todos possuem acesso a água tratada, coleta e tratamento de esgoto. Alguns dos fatores que podem estar associados às incidências de casos ou às taxas de mortalidade dessa doença são as condições de saneamento. A principal rota de transmissão do vírus é por aerossóis contaminados e gotículas respiratórias. Todavia, a presença do material genético do SARS-COV-2 nas fezes de infectados despertou o interesse nos estudos relacionados à possibilidade de transmissão oral-fecal através dos esgotos não tratados, água de abastecimento contaminada e até mesmos os bioaerossóis produzidos nas ETEs. Devido ao alto número de pessoas infectadas, surge o interesse de analisar outras possíveis rotas de transmissão e como o acesso ao saneamento no Brasil influencia no combate à doença, visto que ainda não foi completamente esclarecida à persistência do vírus no ambiente. A População brasileira é estimada em mais de 200 milhões de habitantes distribuídos ao longo das cinco macrorregiões com diferentes densidades demográficas, aspectos socioculturais e acesso aos serviços de saneamento. As macrorregiões norte e nordeste são as que possuem os piores índices de abastecimento de água, coleta e tratamento de esgoto. Apesar disso, essas regiões apresentaram menores índices de casos e óbitos por COVID-19. Em contrapartida, duas das melhores regiões atendidas pelos serviços de saneamento básico, centro-oeste e sudeste, apresentaram maiores óbitos acumulados até junho de 2022. Percebe-se que a falta de saneamento vem causando óbitos a longas datas por doenças de veiculação hídrica, no entanto, com os investimentos no setor de saneamento, é possível reduzir o número de internações e óbitos, além de auxiliar nas medidas de prevenção para combater doenças infectocontagiosas. Verificou-se, também, que o saneamento precário não é o único vetor capaz de influenciar na disseminação da doença. Mas pode ser um fator agravante, considerando que 16% da população Brasileira não possuem acesso a rede de água de abastecimento, e são os que aderem a fontes de água duvidosas, sem a confirmação que está dentro do padrão de potabilidade para o consumo humano, se tornando mais vulneráveis a doenças de veiculação hídrica. Quanto ao monitoramento do SARS-COV-2 em esgoto, pode ser uma ferramenta útil para monitorar novos surtos da COVID-19. Até o momento, não existem evidencias cientificas que comprovem a transmissão fecal-oral ou fecal-respiratória, contudo, é pertinente que continuem pesquisam aprofundadas acerca da persistência e viabilidade do vírus no meio ambiente, principalmente em matrizes aquáticas. Bem como, o destino do Sars-Cov-2 nas estações de tratamento, analisando o desempenho de remoção do vírus nas etapas.
Degradação de sacarose através de fotocatálise heterogênea com uso de radiação solar
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2018-06-21) Araújo, André Bilro Pereira de; Moriyama, André Luis Lopes; Medeiros, Válber Rodrigo Ribeiro de; Rodrigues, Matheus Veríssimo
A fotocatálise heterogênea, um dos Processos Oxidativos Avançados (POA), têm sido apontada como uma forma eficaz de degradar matéria orgânica em efluentes industriais e domésticos. Diante da qualidade cada vez pior das águas no mundo e do alto potencial da cidade de Natal, no Rio Grande do Norte, para aplicação dessa tecnologia, este trabalho propõe-se a estudar a degradação de sacarose em solução aquosa através da fotocatálise heterogênea. Para isso, buscou-se determinar a quantidade de açúcar degradado, estabelecer a cinética da reação e avaliar a influência do pH e da concentração inicial de substrato no processo. Dessa forma, foram realizadas reações fotocatalíticas heterogêneas com uso de luz solar e dióxido de titânio em concentrações iniciais de sacarose de 30% e 20% (m/m). A solução mais concentrada foi submetida a reações em meio básico (pH = 9,0), aproximadamente neutro (pH = 6,5) e ácido (pH = 5,0), enquanto a solução de 20% foi submetida à reação apenas no pH 6,5. A análise dos produtos foi realizada no refratômetro, o qual também foi usado para obter-se uma equação empírica que relaciona índice de refração com concentração de açúcar (% m/m). Observou-se que não houve degradação de açúcar quando a concentração inicial de substrato (C0) foi de 20% nem na C0 igual a 30% (meio básico). Porém, em meio aproximadamente neutro e ácido (C0 = 30%), a degradação de açúcar foi de respectivamente 2,35% e 4,45% em relação a concentração inicial. Portanto, concentrações mais baixas de substrato podem afetar negativamente o processo, enquanto que pH’s mais ácidos podem aumentar sua eficiência. Devido aos baixos valores de degradação obtidos, não foi possível estabelecer a cinética da reação.

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