PPGQ - Mestrado em Química
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Dissertação 2-(4-(Deciloxi) fenil)-1H-imidazo (4, 5-f) fenantrolina: estudo fotoquímico, acidocromismo e interação com cátions metálicos(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-01-29) Silva, Vitor Ferreira da; Menezes, Fabricio Gava; https://orcid.org/0000-0003-2153-1647; http://lattes.cnpq.br/2848745987784319; Melo, Dulce Maria de Araújo; Fonseca, José Luís Cardozo; Branco, Luís Alexandre Almeida Fernandes Cobra; Oliveira, André Herculano deO estudo dos materiais orgânicos fluorescentes tem sido de grande relevância por conta das importantes aplicações em diferentes áreas. Dentro deste contexto, destaca-se a exploração de estruturas contendo núcleos N-heterocíclicos aromáticos, sendo inclusive interessantes em termos de estudo de acidocromismo, os quais tem importantes implicações na área de sensores. O presente trabalho apresenta um estudo das propriedades fotoquímicas e acidocrômicas do composto 2-(4-(deciloxi) fenil-1Himidazo[4,5-f]fenantrolina (10), que foi sintetizado com rendimentos entre 50-65% através de dois protocolos multicomponentes. A fotoquímica do composto 10 foi estudada em diclorometano (DCM), tetraidrofurano (THF), acetonitrila (ACN), dimetilsulfóxido (DMSO) e metanol (MeOH), e os comprimentos de onda máximos de absorção foram verificados entre 307-317 nm, indicando ausência de solvatocromismo pronunciado. Por outro lado, a capacidade fluorescente de 10 variou consideravelmente em função do solvente, sendo maiores emissões foram verificadas em THF (λEM = 430 nm) e DMSO (λEM = 450 nm), e com valor de rendimento quântico de até 31% no primeiro solvente e 23% para o segundo. Nos demais solventes, ou as emissões foram baixas, ou o material foi caracterizado como não emissivo. Foi verificado o efeito da adição de água no comportamento emissivo do composto 10 nos solventes polares. Em MeOH, foi verificado um leve aprimoramento na emissão com fw = 20%, provavelmente devido ao efeito de agregação. Em ACN, houve uma redução da emissão já a partir das primeiras adições de água. Já em THF e DMSO, a mistura aquosa até fw = 20% e fw = 10%, respectivamente, culminou em pequena redução da emissão, mas que ainda se mostrou com alta intensidade e deslocada para o vermelho (λEM = 450 nm) no caso do THF e (λEM = 453 nm) no que tange ao DMSO. O acidocromismo de 10 foi avaliado nas misturas de THF-H2O (fw = 20%) e DMSO-H2O (fw = 10%) utilizando HCl e NaOH. Em meio ácido, verificou-se que que a mistura aquosa de 10 em THF teve sua banda de emissão em λEM = 450 nm totalmente suprimida, enquanto que a solução aquosa de 10 em DMSO teve a emissão em λEM = 453nm diminuída e resultou em uma banda em λEM = 389 nm. Em meio básico, o sistema THF-H2O teve a sua banda em λEM = 467 totalmente suprimida. Por outro lado, constatou-se a diminuição da banda em λEM = 450nm e o surgimento de outra banda em λem=525nm. O acidocromismo também foi devidamente verificado através de análises de RMN 1H, que resultou em mudanças significativas no espectro. Adicionalmente, 10, quando adsorvido em papel filtro, revelou detecção de vapores de HCl e NH3. 10 teve a sua interação com ácido 3,4,5-tridodeciloxibenzoico avaliado por fluorescência, nos solventes DCM e DMSO, e RMN 1H. Os resultados são promissores, pois verificou-se que a interação entre eles induz aumento de fluorescência e mudanças são verificadas no espectro de RMN de 1H, indicando a formação de um sal molecular com boa estabilidade em solução aquosa de DMSO. O derivado 10 foi avaliado como quimiossensor para cátions. Porém, este foi pouco seletivo frente aos metais.Dissertação Produção de combustíveis avançados via descarboxilação redutiva catalisada por Cobalto(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-10-25) Silva, Elon Fernandes; Huitle, Carlos Alberto Martinez; Gondim, Amanda Duarte; https://orcid.org/0000-0001-6202-572X; http://lattes.cnpq.br/6738828245487480; http://lattes.cnpq.br/2485073932883264; http://lattes.cnpq.br/3414212848888324; Menezes, Fabricio Gava; Coutinho, Mayra Silva; Morais, Wildson Arcanjo deThe use of vegetable oils, especially babassu oil, for the production of renewable fuels has already been highlighted in the literature. However, the use of such raw materials frequently involves the decarboxylation step via thermochemical/thermocatalytic methods, which commonly use fossil-derived hydrogen, at high pressures and elevated temperatures, as well as specific catalysts to promote the deoxygenation of oxygenated species. In an attempt to overcome the challenges associated with these techniques, the search for innovative methods of deoxygenating lipid biomasses has gained significant visibility, aiming to make these materials viable as efficient biofuels. In the present work, a new strategy for the decarboxylation of fatty acid esters derived from babassu oil is presented, using reductive catalysis with a commercial cobalt catalyst and a low-cost silane as the hydrogen source. At the end of the proposed optimization study, after conducting 111 reactions and consequently determining the optimal protocol point, it became possible to obtain hydrocarbons in the range of biojet fuel and green diesel, with high selectivity, mild conditions, and procedurally simple steps, achieving conversions in the range of 56-99% and yields ranging from 16-80%. The one-pot study revealed that it is possible to apply the deoxygenation protocol by performing only the silica gel filtration procedure to purify the reaction precursors, dispensing with any other additional purification steps. After applying the developed method to a mixture of fatty acids from hydrolyzed babassu oil, it became possible to effectively obtain a mixture of renewable hydrocarbons consistent with the fatty profile of the lipid biomass. The obtained products were characterized by Gas Chromatography with Flame Ionization Detector and Gas Chromatography coupled with Mass Spectrometry. From this perspective, the developed decarboxylation protocol is configured as a promising method for the production of renewable hydrocarbons that fall within the range of advanced fuels.Dissertação Electroconversion of waste from the biofuel industry into value-added products by electrochemical oxidation and hydrogen cogeneration(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-10-11) Silva, Leticia Milena Gomes da; Huitle, Carlos Alberto Martinez; Gondim, Amanda Duarte; http://lattes.cnpq.br/2485073932883264; http://lattes.cnpq.br/7352781150499720; Araujo, Danyelle Medeiros de; Santos, Elisama Vieira dos; Menezes, Fabricio GavaThe environmental impacts generated by the use of fossil fuels and the energy insecurity associated with this have led to an increase in the production of biofuels. Consequently, an increase in the amount of glycerol generated as a by-product of transesterification reactions is also expected, which could result in an accumulation of residues containing this polyalcohol. Several techniques have been used to convert glycerol into products with high added value, including electrochemical oxidation, which stands out for the diversity of products that can be formed. Therefore, this work proposes to investigate the application of electrochemical oxidation for the conversion of glycerol, thus obtaining products with greater added value, such as carboxylic acids and green hydrogen. To this end, oxidation was studied under different conditions, seeking greater production of these products. The conversion of glycerol was monitored by ionic chromatography and chemical oxygen demand. The results obtained are divided into two chapters. Initially, in the second chapter, the optimization process to obtain the most favorable condition for glycerol oxidation is presented. In this study, the effects of current density, electrolyte concentration and oxidation time were evaluated, using DSA (Dimensionally Stable Anodes) as the anode for the oxidation of 0.1 mol L⁻¹ of glycerol. Note that the current density of 90 mA cm⁻², with a supporting electrolyte concentration of 0.1 mol L⁻¹ and oxidation time of 480 minutes, was the best condition for the conversion of glycerol, generating 256.21 and 211.17 mg L⁻¹ of formic acid using, respectively, undivided and divided cells. 6.77 L of dry hydrogen were also produced in the split cell. In this work, the oxidation of a real sample was also evaluated, obtained from the biofuel washing process, which, in the best condition, produced 490.69 mg L⁻¹ of formic acid and 47.51 mg L⁻¹ of acid acetic acid using undivided cells, and 567.39 and 384.02 mg L⁻¹ of formic acid and acetic acid, respectively, when using divided cells. Then, in the third chapter, the oxidative process was evaluated using different anode materials, DSA and BDD (Boron Doped Diamond), and the influence of different electrolytes. In this study, the production of carboxylic acids and green hydrogen were evaluated using split and non-split electrochemical cell configurations, with a current density of 90 mA cm⁻² and 0.1 mol L⁻¹ of supporting electrolyte for 360 minutes. The production of carboxylic acids was more efficient using NaOH as supporting electrolyte for both electrodes, generating 958.62 and 928.37 mg L⁻¹ of formic acid and 1358.75 and 1096.91 mg L⁻¹ of oxalic acid for cells unsplit and split, respectively, when BDD was used as the anode. The condition that presented the highest amount of formic acid was used for the oxidation of two real samples from the disposal of biodiesel production, with residual glycerol, the production of formic acid was 117.41 and 318.21 mg L-1 using undivided cells and respectively, the second real sample comes from biodiesel washing water and this same condition studied in a production of 1618.05 mg L⁻¹ of formic acid using undivided cells and 1462.55 mg L⁻¹ using divided cells. Hydrogen production was independent of the anode material and the type of electrolyte used. Finally, it is concluded that the electrochemical oxidation process is an effective and viable alternative for the production of carboxylic acids, which are products of economic interest for the chemical and pharmaceutical industries.Dissertação Otimização da síntese de Carboximetilcelulose advinda de biomassas da coroa do abacaxi e do caroço da manga via planejamento experimental(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-02-27) Souza, Elaine Cristina de; Santos, Luciene da Silva; Moura, Heloise Oliveira Medeiros de Araújo; https://orcid.org/0000-0003-1132-5751; http://lattes.cnpq.br/1743478795941955; http://lattes.cnpq.br/3282909531884437; Kramer, Carlos Augusto Cabral; Campos, Leila Maria Aguilera; Castro, Pollyana SouzaA biomassa lignocelulósica advinda de resíduos agroindustriais tem se destacado em pesquisas sobre o seu reaproveitamento e a conversão dos seus componentes, principalmente a celulose, para o setor da biorrefinaria. Dentre os polímeros de alto valor agregado provenientes da celulose, a carboximetilcelulose (CMC) se destaca, com aplicações em diversos ramos da indústria. Este trabalho apresenta contribuições para a indústria de biorrefinaria, através do aproveitamento de resíduos de abacaxi (AB) e de manga (MA) visando a produção de celuloses de alta reatividade, ABCel e MACel, respectivamente, para a conversão em CMC de alta qualidade. As celuloses ABCel e MACel foram extraídas através do tratamento combinado ácido/peróxido-alcalino (APA), e, posteriormente, convertidas em CMC através do processo de eterificação heterogênea em diferentes condições, selecionadas por um planejamento experimental do tipo D-Optimal de 28 experimentos, onde foram variados os fatores: Tempo de Ativação (TA), Tempo de Reação (TR), Concentração de NaOH (NaOH%), Massa de ácido monocloroacético (Ác. HAcCl) e Celulose (ABCel ou MACel). Técnicas analíticas, tais como espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TG/DTG), difratometria de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e ressonância magnética nuclear (RMN) foram utilizadas para caracterizar os materiais estudados, a fim de avaliar a eficiência dos tratamentos e a reatividade das celuloses produzidas. As caracterizações comprovaram a extração eficiente de celulose de alta pureza, bem como a sua carboximetilação bem-sucedida, especialmente devido ao aparecimento das bandas e picos característicos de CMC nos espectros de FTIR e RMN. Modelos de avaliação das respostas Rendimento Mássico e Solubilidade foram construídos através da análise de variância (ANOVA) com alta precisão (F = 36.36, p-valor< 0,0001, R2 = 0.9655); além disso, a otimização via metodologia de superfície de resposta (RSM) demonstrou que é possível gerar produtos com boa solubilidade em água e rendimentos significativos (até 244% m/m) a partir de 135 min de carboximetilação, sendo as concentrações de NaOH, massa de ácido monocloroacético, e tipo de celulose, os fatores mais significativos na variação das respostas. Estes resultados reafirmam o potencial do uso de resíduos agroindustriais como matéria-prima sustentável para a produção de CMC, com altos rendimentos mássicos e solubilidade em água, em um processo mais ambientalmente amigável e pautado nos princípios da Química Verde.Dissertação Desenvolvimento de um sistema de liberação controlada pH-dependente para o Antichagásico Benznidazol usando a Laponita como carreador e revestido com Eudragit® S100(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-02-25) Batista, Carlos Ranieri Costa; Castro, Pollyana Souza; Fernandes, Nedja Suely; https://orcid.org/0000-0001-7948-405X; http://lattes.cnpq.br/9563490368583906; https://orcid.org/0000-0001-6768-1865; http://lattes.cnpq.br/4538444915937772; http://lattes.cnpq.br/0812527297540257; Barbosa, Raquel de Melo; Pergher, Sibele Berenice CastellaO benznidazol (BNZ) é um medicamento utilizado para o tratamento da doença de chagas, uma doença negligenciada que vitimiza milhares de pessoas no mundo. Esta substância possui baixa solubilidade nos meios gastrointestinais, o que acarreta numa baixa biodisponibilidade do fármaco no organismo. Uma alternativa conveniente para melhorar a eficiência no tratamento está na incorporação do fármaco em argilas, formando um sistema de administração de medicamento modificado. Desta forma, tem-se melhores efeitos terapêuticos e efeitos colaterais mais brandos. Neste trabalho, o BNZ foi incorporado à laponita (LAP), uma argila sintética que possui grande área específica e regiões altamente iônicas, pelo método de fusão. A partir disso, por capilaridade o fármaco impregnou-se a LAP formando o híbrido LAPBNZ que foi revestido com eudragitⓇ S100 (ES-100) para proteger o fármaco da degradação em pH ácido, esta proteção se deu por meio da técnica de evaporação de solvente utilizando o etanol. O produto resultante foi caracterizado por Difração de Raios X (DRX), Fluorescência de Raios X (FRX), Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Termogravimetria (TG), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Microscopia Eletrônica de Varredura com Espectroscopia por Energia Dispersiva de Raios X (MEV-EDS). Por meio do estudo simulando o pH estomacal e intestinal foi possível verificar que o sistema modificado foi eficiente na liberação controlada do fármaco BNZ, no qual foi liberado gradualmente cerca 11,4% do fármaco em região estomacal simulada; 23,8% na primeira região intestinal simulada e 53,2% na segunda região simulada, assim, liberando 88,4% ao longo de 12h de análise. Por fim, o estudo cinético evidenciou que o modelo com melhor ajuste foi o de Korsmeyer-Peppas controlado principalmente pelo Caso II de difusão.Dissertação Efeitos estruturais nas propriedades acidocrômicas de derivados de 2,4,6-Triarilpiridina(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-01-27) Padilha, Ana Paula Tavares; Menezes, Fabricio Gava; https://orcid.org/0000-0003-2153-1647; http://lattes.cnpq.br/2848745987784319; https://orcid.org/0000-0002-6919-7396; http://lattes.cnpq.br/0555243024947844; Fonseca, José Luís Cardozo; Neri, Jannyely Moreira; Silva, Lilian Cavalcante daCompostos N-heterocíclicos aromáticos têm se mostrado de grande relevância para o planejamento de materiais emissivos, com aplicações diversas, tais como nas áreas de sensores e organoeletrônica. O presente trabalho traz a síntese e estudo do acidocromismo de derivados do núcleo heterocíclico 2,4,6-triarilpiridina (TAP). Ao total, foram planejados dez TAPs, quatro destes contendo substituintes 4- dodeciloxifenila nas posições 2 e 6 do núcleo piridina, além dos substituintes 4- carbazoilfenil (1a), 4-piperidinofenil (1b), 2-thienil (1c), e 4-fluorfenil (1b), na posição 4 do núcleo heterocíclico; três derivados ausentes dos grupos alcoxi, e contendo substituintes 2-tienil (1e), fenil (1f) e 4-fluorfenil (1g) na posição 4 do núcleo piridina; e outros três derivados, 1h, 1i e 1j contendo substituintes 4-fluorfenil nas posições 2 e 6 do núcleo piridina, além dos substituintes 4-dodeciloxifenila, fenil, e 4-fluorfenil, na posição 4 do núcleo heterocíclico, respectivamente. Todos compostos foram sintetizados e caracterizados por IV, RMN de 1H e 13C, com exceção dos compostos 1f, 1i e 1j que só foi caracterizado por IV. As TAPs foram obtidas com rendimentos moderados (25-60%), a partir de reações multicomponente entre dois equivalentes das acetofenonas e um equivalente dos aldeídos apropriados, na presença de acetato de amônio, e cloreto de cobalto (II) como catalisador, e na ausência de solvente, assim como também em ácido acético glacial, e sem a presença de catalisador. As propriedades emissivas das TAPs foram avaliadas em uma solução de acetona-água 70-30 v/v, e todos os compostos apresentaram fluorescência, com comprimento máximo de emissão entre 355 nm e 445 nm, e tendo o derivado piperidino 1b apresentado emissão com maior intensidade e em comprimento de onda mais longo. Todos os compostos avaliados apresentaram acidocromismo a partir da adição de HCl, porém, enquanto a adição de ácido levou à supressão da emissão do derivado 1a, todas as outras TAPs foram caracterizadas pela supressão da banda de emissão original concomitantemente ao surgimento de uma nova banda de emissão, entre 390 nm e 486 nm. Foi verificado que a presença dos grupos dodeciloxi, doadores de elétrons, induziram emissões em comprimentos mais longos após a adição de ácido, com valores entre 461 nm e 486 tanto para 1h-H+ e 1b-H+, respectivamente. Por outro lado, a ausência dos grupos alcoxi induziram menores variações entre os comprimentos de onda de emissão antes e após a adição de ácido. A análise por RMN de 1H realizada para o composto 1d mostrou que os grupos alcoxi participam efetivamente da estabilização do cátion piridínio formado após a protonação das TAPs, e tal fator deve induzir às maiores diferenças entre os comprimentos de onda de emissão destes derivados antes e após a adição de ácido. Como uma aplicação prática, composto 1d adsorvido em papel filtro foi avaliado como um sensor descartável, se mostrando útil para na detecção de HCl gasoso.Dissertação Avaliação de catalisadores Níquel-Diatomita promovidos com Boro ou Cério na reação de Reforma a Seco do Metano(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-12-19) Azevedo, Amanda Luísa de; Melo, Dulce Maria de Araújo; Oliveira, Ângelo Anderson Silva de; http://lattes.cnpq.br/2636344590780366; https://orcid.org/0000-0001-9845-2360; http://lattes.cnpq.br/3318871716111536; https://orcid.org/0000-0003-0567-7523; http://lattes.cnpq.br/6420463611576708; Pergher, Sibele Berenice Castella; Costa, Tiago Roberto daOs gases de efeito estufa, particularmente metano e dióxido de carbono, representam uma grave preocupação ambiental. A Reforma a Seco do Metano (RSM) é uma tecnologia que pode mitigar esses impactos, convertendo esses gases em gás de síntese (CO e H₂), útil na produção de metanol, amônia e na síntese de Fischer-Tropsch. A escolha do suporte catalítico, fase ativa e promotores é crucial para a eficiência e estabilidade dos catalisadores. Os catalisadores de níquel são comumente usados devido ao baixo custo, apesar da susceptibilidade à formação de coque, sendo necessário melhorias na formulação. A diatomita, uma forma de sílica natural, surge como um suporte eficiente devido às suas propriedades texturais e estabilidade térmica. Promotores como cério (Ce) e boro (B) foram testados para melhorar a estabilidade e atividade dos catalisadores. O Ce facilita a remoção de carbono e melhora a distribuição do níquel, enquanto o B aumenta a resistência e reduz a formação de coque. Os catalisadores foram sintetizados com diatomita como suporte, Ni como fase ativa e promotores de Ce e B em diferentes concentrações. Os materiais sintetizados foram caracterizados por Difração de Raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Fisissorção de Nitrogênio e Redução à Temperatura Programada (RTP). O desempenho na RSM foi avaliado em relação à conversão de CH4 e CO2, o rendimento de H2 e CO e a razão H2/CO em testes de estabilidade e atividade os catalisadores pós-teste foram caracterizados por DRX e Termogravimetria (TG) para avaliação da formação de coque. Os resultados de DRX demonstram que a impregnação dos materiais resultou na obtenção da fase ativa de Níquel. A RTP mostrou que os catalisadores contendo Boro aumentam a temperatura de redução do catalisador, prejudicando o processo de ativação, enquanto os promovidos por Cério mantém comportamento semelhante ao catalisador Ni-Diatomita. Quanto ao desempenho na RSM, os catalisadores promovidos com 2% de cada promotor apresentaram melhorias significativas na estabilidade após 15h de teste. Em termos de atividade, a promoção por Boro diminuiu a atividade, aumentando a energia de ativação da reação de desidrogenação do Metano na superfície do Ni metálico, ao passo que a promoção por Cério melhorou a atividade. Os resultados de TG mostram que os catalisadores promovidos reduzem a quantidade de coque formado, com destaque para os materiais promovidos por Boro, os quais apresentaram 17% e 24% menos coque em relação ao Ni Diatomita. Os resultados mostram que a combinação de diatomita, Ni e promotores de Ce e B pode criar materiais promissores para a catálise da RSM.Dissertação Near infrared spectroscopy and multivariate analysis as an effective, fast and cost-effective method to discriminate between Candida auris and Candida haemulonii(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-09-06) Nascimento, Ayrton Lucas Firmino do; Lima, Kassio Michell Gomes de; https://orcid.org/0000-0002-3827-3800; http://lattes.cnpq.br/6928918856031880; http://lattes.cnpq.br/6439050063732257; Menezes, Ana Carolina de Oliveira Neves; Morais, Camilo de Lelis Medeiros de; Schinaider, Kássia Jéssica Galdino da SilvaCandida auris e Candida haemulonii são duas espécies de fungos patogênicos oportunistas emergentes que têm aumentado em casos clínicos em todo o mundo nos últimos anos. Diferenciar algumas espécies de Candida pode ser muito laborioso e necessita de pessoal altamente treinado, financeiramente custoso, tende a levar dias para um resultado e não pode não ter elevados níveis de seletividade e especificidade, dependendo da sua similaridade. Assim, o objetivo deste trabalho é desenvolver uma nova metodologia, mais rápida e econômica comparada aos métodos tradicionais, para diferenciar entre C. auris e C. haemulonii com base em espectroscopia de infravermelho próximo (NIR) e análise multivariada. As cepas C. auris CBS10913 e C. haemulonii CH02 foram separadas em 15 placas por espécie e três colônias isoladas de cada placa foram selecionadas para análise por Espectroscopia no Infravermelho Próximo com Transformata de Fourier (FT-NIR), totalizando 90 espectros. Subsequentemente, Análise de Componentes Principais (PCA) e algoritmos de seleção de variáveis, incluindo o Algoritmo de Projeções Sucessivas (SPA) e Algoritmo Genético (GA) acoplados à Análise Discriminante Linear (LDA), foram empregados para discernir padrões distintos entre as amostras. O uso dos algoritmos PCA, SPA e GA associados à LDA atingiu 100% de sensibilidade e especificidade para as discriminações. Os algoritmos SPA-LDA e GALDA foram essenciais na seleção das variáveis mais importantes (comprimentos de onda do infravermelho) para os modelos, o que pode ser atribuído às bandas de overtone e combinação de deformações axiais e angulares geradas por grupos funcionais de moléculas presentes nas estruturas da parede celular destes organismos, como polissacarídeos, peptídeos, proteínas ou moléculas resultantes do metabolismo das leveduras. Esses resultados mostram o alto potencial das técnicas combinadas de FT-NIR e análise multivariada para a classificação de fungos do tipo Candida, o que pode contribuir para um diagnóstico e tratamento mais rápidos e eficazes dos pacientes afetados por esses microrganismos.Dissertação Materiais mesoporosos nanoestruturados com diferentes morfologias: suporte para catalisadores de conversão de CO2(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-06-10) Silva, Francisco Emanuel da; Pergher, Sibele Berenice Castella; Mello, Mariele Iara Soares de; https://orcid.org/0000-0002-5979-2474; http://lattes.cnpq.br/8225162650698181; http://lattes.cnpq.br/5249001430287414; http://lattes.cnpq.br/8025347539155449; Araújo, Antônio Souza de; Ferrero, Gabriel Orlando; Santos, Anne Gabriella Dias; Vieira, Melissa Gurgel AdeodatoDióxido de Carbono vem sendo pauta de muitas discussões mundiais devido ao grande impacto no efeito estufa do planeta, entre muitas fontes de emissão está a indústria de petróleo e energia. Existem muitas alternativas de como diminuir este problema, por exemplo, a sua hidrogenação para a produção de metanol. Este é um processo que tem atraído muitos estudos, como no uso de suportes de sílicas para a ancoragem de catalisadores à base de cobre, zinco e zircônio. Entre estes suportes existem os materiais mesoporosos nano estruturados do tipo SBA-15 e KIT-6, que devido às suas propriedades texturais, além de outras, têm chamado muita atenção neste processo. Estas propriedades podem ser melhoradas por meio da mudança de morfologia, que ocorre por meio de seu processo sintético. Assim, o objetivo deste trabalho é sintetizar materiais mesoporosos nanoestruturados do tipo SBA-15 em diferentes morfologias e KIT-6, a fim de obter diferentes propriedades texturais, para serem avaliados na reação de hidrogenação de dióxido de carbono (CO2) para obtenção de metanol, utilizando síntese hidrotérmica em diferentes temperaturas de reação. Os materiais foram caracterizados por meio de Difração de raios x, Adsorção e dessorção de N2, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e infravermelho por transformada de Furrier (FTIR). Foram realizadas adsorções de CO2 a fim avaliar a capacidade de adsorção de cada material. As reações foram realizadas para conversão para obtenção de metanol e cada produto foi identificado utilizando cromatografia gasosa. O material em morfologia de grãos de arroz apresentou melhores resultados para adsorção de CO2, cerca de 4,71 mmol/g, conversão e seletividade com, respectivamente, 57,31 % e 15,93%.Dissertação Ativação mecanoquímica para obtenção da Zeólita ZSM-5 hierárquica e aplicação na pirólise do plástico(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-10-27) Queiroz, Pedro Filipe Alves Chaves de; Fernandes Júnior, Valter José; Araújo, Antônio Souza de; http://lattes.cnpq.br/9770622597949866; http://lattes.cnpq.br/1595902438130772; https://orcid.org/0000-0002-2507-0983; http://lattes.cnpq.br/8492996132669709; Araújo, Aruzza Mabel de Morais; Carvalho, Florival Rodrigues deAs zeólitas hierárquicas são materiais com uma combinação de microporos, mesoporos e macroporos para facilitar a difusão de moléculas volumosas preservando as características da zeólita microporosa de origem. Solvente, calor e tempo são usados na síntese hidrotérmica que é mais cara e produzem resíduos. Esta pesquisa visa evitar a síntese hidrotérmica usando a síntese mecanoquímica, através da técnica de moagem de bolas da zeólita NH4ZSM-5, livre de solvente, com co-templates: brometo de cetiltrimetilamônio (CTMABr) e brometo de tetrapropilamônio (TPABr). O tempo de moagem, diâmetro, quantidade de bolas e a escala de rotação foram otimizados para identificar as melhores condições operacionais do moinho de bolas (IKA ULTRA TURRAX TUBE DRIVE – UTTD), para ativação mecanoquímica da zeólita ZSM-5. A análise de dados usando Difração de raios X (DRX), Infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e Microscopia eletrônica de Varredura acoplada a Espectroscopia de dispersão de elétrons (MEV/EDS) mostraram as melhores condições do moinho de bolas: utilizando 15 bolas de aço com 6 mm de diâmetro, sem solvente e a análise textural por adsorção e dessorção de N2 revelaram que apenas cinco minutos são necessários para alterar significativamente a estrutura e a forma química, levando à reorganização via recristalização e novas ligações geradas pelos grupos silicatos e aluminatos dos catalisadores. Os dados de análise termogravimétrica das zeólitas mostraram a importância dos templates para o desenvolvimento de mesoporos intercristalinos. Os catalisadores modificados foram aplicados na pirólise do polipropileno e os produtos foram analisados por cromatografia a gás acoplado a espectrometria de massas (CG/EM). Foi observado que a zeólita ZSM-5 com ativação mecanoquímica produziu 94% em massa de compostos na faixa de hidrocarbonetos na faixa de C7 a C10, semelhantes a gasolina e diesel, com seletividade para compostos monoaromáticos, evidenciando que o material obtido foi efetivo para produção de combustíveis sustentável de alto valor agregado a partir da conversão de plásticos.Dissertação Sorção do corante básico azul 41 em sistema particulado de quitosana comercial(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-05-28) Morais Filho, José Rodrigues de; Fonseca, José Luís Cardozo; Wanderley Neto, Alcides de Oliveira; http://lattes.cnpq.br/4789528535524269; http://lattes.cnpq.br/8143800826985556; http://lattes.cnpq.br/8309690470500120; Vieira, Davi Serradella; Santos, Zilvam Melo dosA sorção do corante azo azul básico 41 foi realizada em um sistema particulado de quitosana comercial em solução aquosa. Isotermas de adsorção do corante foram realizadas a 15°C, 25°C, 35°C e 45°C, onde foi observado um aumento de adsorção com o aumento da temperatura, indicando um possível comportamento endotérmico. A 15°C cerca de 50% do corante foi removido na menor concentração da isoterma, seguido de 60% a 25°C, 70% a 35°C e 92% a 45°C, todos na menor concentração trabalhada. A curva de calibração foi realizada utilizando um método de regressão não linear, onde o 𝑅 2 = 0,9998, apresentando uma boa correlação. O modelo de adsorção teórico que apresentou melhor correlação foi o de Sips, ou seja, em pequenas concentrações de corante o modelo reduz-se ao modelo de Freundlich e em altas, reduz-se ao modelo de Langmuir. Todos os dados foram tratados em Python.Dissertação Estudo da conversão térmica e termocatalítica para pirólise de óleo de licuri (Syagrus Coronata) utilizando KIT-6 funcionalizado com níquel e molibidênio(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-10-19) Lemos, Gabriela da Silva; Gondim, Amanda Duarte; https://orcid.org/0000-0001-6202-572X; http://lattes.cnpq.br/6738828245487480; https://orcid.org/0009-0000-3987-6657; http://lattes.cnpq.br/9687184514199385; Araújo, Antônio Souza de; http://lattes.cnpq.br/9770622597949866; Silva, Edjane Fabiula Buriti da; Carvalho, Fabíola Correia deA utilização de combustíveis derivados de fontes fósseis tem ocasionado grandes desafios globais, sendo relevante o desenvolvimento de pesquisas em busca de recursos energéticos renováveis. Dessa forma, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a potencialidade do óleo de licuri (Syagrus Coronata) para pirólise a partir da sua conversão térmica e termocatalítica utilizando catalisadores de níquel e molibdênio suportados em KIT-6. Os catalisadores foram caracterizados por Difratometria de Raios-X (DRX), Análise Termogravimétrica (TGA), Espectroscopia na Região do Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS) e Fluorescência de Raios-X (FRX). A partir da caracterização dos materiais, constatou-se que o KIT-6 apresentou estrutura bem ordenada e que se manteve estável após a impregnação dos metais ao suporte. Um estudo térmico e termocatalítico foi realizado através dos dados termogravimétricos obtidos nas razões de aquecimento de 10, 20, 30 e 40 °C/min, onde notou-se uma maior conversão quando a amostra é aquecida mais lentamente. Através do estudo cinético aplicando o modelo de Ozawa-Flynn-Wall (OFW) e Kissinger-Akahira-Sunose (KAS), verificou-se com base nos valores do coeficiente de correlação (R²) que o modelo KAS melhor se adequa ao processo de degradação térmica e termocatalítica do óleo de licuri. Os ensaios foram rotulados no formato OLKX, onde “OL” é o acrônimo do óleo de licuri, “K” faz referência ao material KIT-6 e “X” representa os metais que foram enxertados no suporte. Dessa maneira, OL, OLK, OLKNi, OLKMo e OLKNiMo exibiram, respectivamente, médias de energia de ativação aparente (Ea) de 75.63; 102.49; 78.11; 85.57 e 122.11 kJ/mol. Esses resultados sugerem que reações complexas ocorreram na presença dos catalisadores, levando a um aumento dos valores de Ea em relação ao ensaio térmico do óleo. Ao analisar os parâmetros termodinâmicos, observou-se que ΔH e ΔG apresentaram valores positivos, indicando que o processo de degradação térmica e termocatalítica do óleo de licuri é endotérmico e não ocorre espontaneamente. Além disso, valores negativos de ΔS apontam que a biomassa está próxima ao seu equilíbrio termodinâmico. Dessa forma, os resultados deste estudo sugerem que o óleo de licuri tem potencial para ser utilizado como matéria prima para pirólise.Dissertação Otimização da síntese de nanopartículas de sílica obtidas a partir da diatomita para aplicação em sistemas de liberação modificada de fármaco(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-03-14) Silva, Rita de Cássia Dantas da; Fernandes, Nedja Suely; Fernandes, Nedja Suely; https://orcid.org/0000-0001-7948-405X; http://lattes.cnpq.br/9563490368583906; https://orcid.org/0009-0007-5782-9046; http://lattes.cnpq.br/7543355467573116; Barbosa, Raquel de Melo; Pergher, Sibele Berenice CastellaSistemas modificados de liberação de medicamentos (MDDSs) são aliados valiosos na busca pela otimização de produtos farmacêuticos, seja para modular seus perfis de liberação ou aumentar sua biodisponibilidade. Nesse contexto, partículas de sílica na faixa de tamanho nanométrico destacam-se como excelentes materiais para aplicações de MDDS, graças às suas interações favoráveis com fármacos fornecidos por grupos silanol. O planejamento experimental é uma ferramenta amplamente aplicada em diversas áreas científicas, e neste estudo é enfatizada sua relevância na síntese de nanopartículas de sílica (NPS) como sistemas promissores de liberação de fármacos. A pesquisa detalha o processo de síntese de NPS a partir da diatomita (DT) pelo método sol-gel, juntamente com a caracterização meticulosa do material por meio de técnicas analíticas como Difração de Raios X (DRX), Fluorescência de Raios X (FRX), Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Microscopia Eletrônica de Varredura com Espectroscopia por Energia Dispersiva de Raios X (MEV-EDS), Adsorção de nitrogênio (N2), Espalhamento Dinâmico de Luz (DLS) e Potencial Zeta (PZ). Após a otimização bem-sucedida da síntese, foram obtidas partículas na faixa de 292,5 ± 33,0 nm, com rendimento de 90% e índice de polidispersidade de 0,218 ± 0,041. O planejamento experimental possibilitou o estudo dos parâmetros (como razão diatomita/NaOH, volume de silicato e a temperatura) que interferiram de modo direto na obtenção de partículas com tamanho adequado, alta eficiência de rendimento e baixa polidispersividade. As características únicas das partículas de sílica amorfas como porosidade, elevada área específica (291 m2 /g) e, especialmente, suas interações favoráveis com medicamento (devido aos grupos silanois), apontam para um potencial notável na modulação dos perfis de liberação de fármacos e no aumento de sua biodisponibilidade. Por meio do estudo de liberação in vitro foi possível demonstrar a eficiência do sistema responsivo ao pH desenvolvido para o fármaco modelo (captopril), comprovando a capacidade de sustentação da liberação. O estudo cinético evidenciou que o modelo com melhor ajuste foi o Korsmeyer-Peppas, indicando que o processo de liberação do captopril é controlado por difusão.Dissertação Compósito superparamagnético à base de quitosana para adsorção de tetraciclina(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-05-13) Cruz, Pedro Ítalo da; Fonseca, José Luís Cardozo; Pereira, Márcia Rodrigues; http://lattes.cnpq.br/5623374421279476; http://lattes.cnpq.br/8143800826985556; https://orcid.org/0000-0003-1103-2887; http://lattes.cnpq.br/5474074458345743; Menezes, Fabricio Gava; Streck, LeticiaOs compósitos magnéticos à base de polímeros apresentam propriedades desejáveis para serem utilizados na remediação ambiental, como alta área superficial e fácil remoção. Tanto a quitosana como a magnetita são biocompatíveis, biodegradáveis e não tóxicos, além de serem de baixo custo e de fácil operação, o que possibilita seu uso no tratamento de águas residuais. Por isso, neste estudo foi realizado a obtenção do compósito de magnetita a base de quitosana (CS/Fe3O4) através do método de coprecipitação, onde a capacidade de adsorção de tetraciclina do compósito foi investigada e o tempo de equilíbrio foi identificado. Os estudos de adsorção foram conduzidos em temperatura de 25 e 35 ± 2 °C e foram acompanhados por leitura no espectrofotômetro de UVVis em 281 nm. O compósito foi caracterizado por infravermelho, difração de raio-X, medidas magnéticas, Microscopia eletrônica de varredura (MEV) e potencial zeta, o que confirmou a obtenção do compósito. Os resultados mostraram que a adsorção de tetraciclina em todas as temperaturas seguiu a isoterma de Lagmuir. Os parâmetros termodinâmicos indicaram que em baixas concentrações os valores negativos de entalpia é referente as forças de atração entre sorbato e os locais de sorção, consistindo assim numa adsorção física e em altas concentrações têm valores positivos de entalpia, confirmando que a adsorção é de natureza endotérmica. O compósito superparamagnético CS/Fe3O4 apresentou capacidade de adsorção de tetraciclina de 49 ± 1 mg/g, que é duas vezes maior que a capacidade de adsorção da magnetita pura.Dissertação Síntese e aplicação de nanopartículas de prata para quantificação de inibidores de incrustação e de cátions incrustantes na indústria do petróleo(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-06-05) Araújo, Pedro Felype Ferreira; Balaban, Rosângela de Carvalho; Fernandes, Rafael da Silva; https://orcid.org/0000-0002-7587-6010; http://lattes.cnpq.br/7711521318854102; http://lattes.cnpq.br/0612133730532646; Villetti, Marcos Antônio; Souza, Miguel Ângelo Fonseca deA busca por métodos analíticos alternativos para determinação de inibidores de incrustação e de cátions incrustantes tem despertado interesse na indústria do petróleo. Neste sentido, as nanopartículas de prata (AgNPs), mais especificamente as propriedades ópticas de ressonância plasmônica de superfície localizada (LSPR, do inglês localized surface plasmon resonance), tornam-se um material promissor para o desenvolvimento de nanoplataformas de otimização espectral e de nanossensores ópticos. Assim, o objetivo deste trabalho foi de combinar AgNPs com a espectroscopia Raman (SERS, do inglês surface enhanced Raman spectroscopy), espectroscopia UV-Vis e imagens digitais (uso de smartphone e um software livre, ImageJ) para determinação da concentração de inibidores de incrustação (ATMP e DTPMP) e de cátions incrustantes (Mg+2, Ca+2, Sr+2 e Ba+2). Estas metodologias foram baseadas, respectivamente, nas propriedades das AgNPs de amplificação do sinal Raman, variação da intensidade de absorbância da banda plasmônica (400 nm) e mudanças na coloração da dispersão de nanopartículas de prata na presença do analito. O desenvolvimento do substrato SERS adequado permitiu a detecção de ATMP em concentrações na ordem de 10-4 M. Além disso, as análises por imagens digitais e por espectroscopia UV-Vis quantificaram cátions incrustantes e o inibidor DTPMP em concentrações na ordem de 10-6 M, com excelente regressão linear. O sensor colorimétrico baseado na espectroscopia UV-Vis alcançou um limite de detecção de 50,9 µM para o DTPMP e menor que 30 µM para os cátions. As caracterizações por espectroscopia UV-Vis e dynamic light scattering provaram que o sensor é baseado no mecanismo de agregação ou estabilização das AgNPs, dependendo do analito com a qual interagem. Dessa forma, os resultados obtidos demonstraram que as metodologias desenvolvidas são eficientes, confiáveis, de baixo custo e menos laboriosas, quando comparadas às metodologias tradicionalmente utilizadas (cromatografia iônica e ICP-OES).Dissertação Estudo da adsorção dos corantes sintéticos azul de metileno e vermelho do congo e do antibiótico tetraciclina utilizando o argilomineral haloisita(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-03-22) Silva, Mariana Raquel de Lima; Santos, Luciene da Silva; Câmara, Anne Beatriz Figueira; https://orcid.org/0000-0002-4135-5639; http://lattes.cnpq.br/9992329938705159; http://lattes.cnpq.br/5799115716149386; Fonseca, José Luis Cardozo; Kramer, Carlos Augusto Cabral; Castellón, Enrique Rodríguez; Campos, Leila Maria AguileraA haloisita (Hal) é um argilomineral com possibilidade de aplicação em diversas áreas da indústria, principalmente devido a sua morfologia tubular. A utilização desse material como adsorvente no processo de remoção de fármacos, como a tetraciclina, e para a remoção de corantes sintéticos, como o vermelho Congo (VC) e azul de metileno (AM) em meio aquoso é considerada um método eficiente, atóxico e de baixo custo. O uso da Hal para remoção de corantes e fármacos mostrou-se economicamente e ambientalmente viável para a aplicação industrial. Neste trabalho, a caracterização desse material, na sua forma natural (Hal) e após tratamento ácido (Hal-A), foi realizada a partir da aplicação das técnicas de fluorescência de raios X (FRX), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análises termogravimétricas (TGA), espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), e a adsorção/dessorção de N2. As análises pelo MET mostraram a formação de nanotubos de 60 a 600 nm de comprimento e a adsorção/dessorção de N2 indicou que o argilomineral é mesoporoso com área superficial de 38,10 m2.g-1 para Hal-A. A determinação da concentração dos adsorbatos foi realizada a partir de espectrofotometria de ultravioleta-visível (UV-Vis). Diversos modelos cinéticos e de equilíbrio foram aplicados para a obtenção do mecanismo de adsorção e o ajuste dos dados experimentais ao modelo cinético de pseudo-segunda (R2 = 0,9999) ordem ocorreu para todos os adsorbatos utilizados, indicando que o mecanismo para esse processo se baseia na quimissorção. A capacidade máxima de adsorção da tetraciclina calculada a partir da isoterma de equilíbrio de Langmuir (R2 = 0,9909) foi de 4,08 mg.g-1 para Hal-A, com remoção aproximadamente de 92% (Hal) e 98% (Hal-A). O adsorvente também apresentou potencial para remover os corantes VC (> 98%) e AM (> 85%) em 180 min, utilizando 0,3 g de adsorvente e concentração inicial de corante de 250 mg.L-1. O argilomineral haloisita apresentou elevada eficiência como material adsorvente para a remoção tanto dos corantes VC e AM, quanto do fármaco tetraciclina, destacando-se por ser um material natural, de baixo custo e ambientalmente amigável.Dissertação Efeito do tiofeno nas propriedades de haletos de perovskitas livres de chumbo para células solares(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-11-08) Câmara, Jhonatan Ferreira; Melo, Dulce Maria de Araújo; Medeiros, Rodolfo Luiz Bezerra de Araújo; https://orcid.org/0000-0001-9845-2360; http://lattes.cnpq.br/3318871716111536; http://lattes.cnpq.br/2714028015928058; Gondim, Amanda Duarte; https://orcid.org/0000-0001-6202-572X; http://lattes.cnpq.br/6738828245487480; Oliveira, Ângelo Anderson Silva de; Fernandes, Silvia LeticiaO uso de combustíveis fósseis acarreta na liberação de gases de efeito estufa, prejudiciais ao ambiente, e por isso tem-se investido mais em energias renováveis, especificamente na energia solar por ser uma fonte limpa, sem ruído e abundante. Materiais de perovskitas são bons candidatos para serem utilizados no estudo da conversão de energia solar em elétrica por possuírem: ampla absorção de luz do espectro solar; versatilidade composicional, tolerância a defeitos, bem como fácil processamento e baixo custo quando comparados com o silício utilizado nos painéis solares comercialmente disponíveis. Portanto, essa dissertação teve proposito de investigar as propriedades da perovskita inorgânica, de fórmula Cs3Sb2I9 (CSbI), utilizando a molécula orgânica tiofeno (C4H4S) no preparo no pó, pelo método de antissolvente, com o propósito de verificar suas propriedades e preparar um dispositivo fotovoltaico por deposição por lâmina (doctor blade), utilizando solução de quitosana como dispersante para formação dos filmes para medir a capacidade desses materiais em convertes energia solar em energia elétrica. Ao produzir materiais de 0%, 9%, 17% e 34% (m/m) de tiofeno [(CSbI_9), (CSbI_17) e (CSbI_34)], o aditivo possibilitou melhoria da cristalinidade, bem como supressão de fases secundárias, sendo elucidado a mesma fase cristalográfica; promoveu a alteração do bandgap (2,23 eV, 2,00 eV, 1,95 eV e 2,35 eV). Os resultados de DFT comprovaram os parâmetros estruturais, bem como a energia do material em questão, comprovando que o método utilizado é condizente no teórico e experimental, sendo dados cristalográficos, bandgap e modos ativos no RAMAN os aspectos cruciais para discussão. As imagens de MEV mostraram que o tiofeno provocou modificações sutis na morfologia do precipitado – de placas hexagonais grosseiras para partículas menores em formato de agulhas e folhas, com grau de aglomeração mais atenuado. Estudos complementares de EDS confirmam o perfil para a perovskita em questão, não elucidando componentes do tiofeno (no caso, enxofre) permitindo compreender que não há presença do aditivo pós síntese. A espectroscopia RAMAN apresentou o mesmo perfil de espalhamento para as amostras, onde a amostra CSbI_9 apresentou menor intensidade de espalhamento, ressaltando a menor quantidade de armadilhas por fônons. Ao construir uma microcélula de configuração FTO/TiO2/Perovskita/NiOx/Ag, um PCE de 0,42% foi obtido para a perovskita aditivada em 9% (Voc: 0,059V; Isc=0,27mA e FF=19,37%), sendo o melhor resultado frente a 0,19% com a perovskita com 17% e 0.06% com 0% de tiofeno. O gap reduzido e menor estado de armadilhas pelo efeito elétron-fônon fizeram que CSbI_9 fosse o melhor dispositivo construído. Os resultados apresentam perspectivas para o estudo de aditivos na modulação de propriedades de materiais inorgânicos para células solares bem como a busca de utilização de novos métodos de deposição de filmes finos.Dissertação Descarboxilação fotocatalítica de ácidos graxos para produção de biocombustíveis drop-in(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-10-23) Azevedo, Amanda Medeiros de; Gondim, Amanda Duarte; Cavalcanti, Livia Nunes; http://lattes.cnpq.br/4902766144157822; https://orcid.org/0000-0001-6202-572X; http://lattes.cnpq.br/6738828245487480; https://orcid.org/0000-0002-9141-5775; http://lattes.cnpq.br/3954098611759540; Araújo, Aruzza Mabel de Morais; Huitle, Carlos Alberto Martinez; Santos, Nataly Albuquerque dosA crescente preocupação com a progressão dos efeitos do aquecimento global causado pela emissão de gases de efeito estufa (GEE) ao longo dos anos tem despertado o interesse em diversificar a matriz energética. Neste contexto, houve um crescimento na procura de produção de biocombustíveis drop-in, quimicamente idênticos aos combustíveis fósseis, de forma a reduzir a dependência de recursos não renováveis e mitigar as emissões de CO2. Para formar a mistura de hidrocarbonetos renováveis, compatível com a estrutura dos motores, as biomassas a serem utilizadas precisam passar por processos de desoxigenação, como os termocatalíticos. No entanto, as metodologias existentes apresentam algumas limitações operacionais como elevadas temperaturas, altas pressões de gás hidrogênio e a necessidade de reatores específicos. Nesse sentido, o presente trabalho propõe o desenvolvimento de um método fotocatalítico seletivo para desoxigenar ácidos graxos de óleos vegetais à temperatura ambiente, em um processo livre de metais e sem o uso de gás hidrogênio, utilizando um fotocatalisador orgânico. Para isso, foi otimizada a reação para o ácido láurico (C12:0), presente em vários óleos vegetais, alcançando rendimentos de até 80% na formação do alcano com quantidades traços do aldeído e do álcool correspondentes. As reações foram acompanhadas por CG-EM e CG-DIC e os parâmetros avaliados foram fotocatalisador, transferidor de hidrogênio, base, estequiometrias, solvente, concentração da reação, fonte de luz e tempo reacional. Nos experimentos de controle, a atmosfera teve um papel fundamental. A utilização de gás oxigênio promoveu a formação de produtos oxigenados, enquanto o uso de gases inertes favoreceu a produção do alcano. Em seguida, o escopo reacional foi estendido para outros ácidos graxos puros, resultando em uma proporção reduzida de produtos oxigenados e na formação de hidrocarbonetos na faixa de bioquerosene de aviação e diesel verde a partir de conversões que variaram de 30% a 90%. Por fim, o sistema fotocatalítico mostrou-se bastante eficiente quando aplicado a uma mistura de ácidos graxos obtida a partir da hidrólise do óleo de Licuri, obtendo uma mistura de alcanos (C9-C17) a partir de uma conversão >90%. A análise do custo operacional do processo determinou que o gasto associado à energia para execução de uma reação é de R$ 11,90. Dessa forma, este novo método surge como uma alternativa viável aos processos de desoxigenação existentes, permitindo a produção de biocombustíveis drop-in de forma branda com formação seletiva de hidrocarbonetos Cn-1.Dissertação Otimização de transportadores de oxigênio à base de manganês para recirculação química através de análise bibliométrica, aprendizado de máquinas e validação experimental(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-01-30) Silva, Arivonaldo Bezerra da; Melo, Dulce Maria de Araújo; Medeiros, Rodolfo Luiz Bezerra de Araújo; https://orcid.org/0000-0001-9845-2360; http://lattes.cnpq.br/3318871716111536; http://lattes.cnpq.br/8652856826234500; Pergher, Sibele Berenice Castella; http://lattes.cnpq.br/5249001430287414; Albuquerque, Dener da Silva; Santiago, Rebecca Araújo Barros do NascimentoAs emissões antropogênicas de CO2 para a atmosfera terrestre, principalmente pelas indústrias de geração de energia térmica e meios de transporte, são as principais causas do aquecimento global. Sendo assim, as tecnologias de captura e armazenamento de carbono (CAC) surgem como uma alternativa muito interessante, uma vez que utilizam os combustíveis fósseis para gerar energia com baixa ou zero emissão de CO2 para a atmosfera. Desse modo, as tecnologias de Recirculação Química (RQ) surgiram como opções promissoras para os setores de geração de energia térmica, uma vez que conseguem capturar o CO2 com baixa penalidade energética e baixo custo. No entanto, para um adequado desempenho dessas tecnologias é necessário escolher de forma adequada o transportador de oxigênio (TO). TOs à base de manganês são muito interessantes, pois são ambientalmente seguros e de baixo custo. Desta maneira, essa dissertação de mestrado tem como objetivo determinar transportadores de oxigênio otimizados à base de manganês para aplicação em processos de recirculação química utilizando análise bibliométrica, algoritmos de aprendizado de máquinas e uma validação experimental. Para a realização da análise bibliométrica, dos 65 artigos do portfólio selecionados pelo método Proknow-C, foram utilizados o VOSviewer, o Excel e a Web of Science. Para o processamento dos dados, dos artigos do portfólio, em aprendizado de máquinas foram utilizados os algoritmos de regressão polinomial Random Forest e XGBoost. Na validação experimental foi utilizado o método de combustão em micro-ondas para a síntese de somente um TO apontado pelo aprendizado de máquinas, devido ao pouco tempo para realizar a parte experimental. Para a caracterização do TO foram realizadas análises de DRX, MEV, EDS e TG. A análise bibliométrica contribuiu para a otimização das propriedades físico-químicas dos transportadores de oxigênio, uma vez que considerou a influência do tipo de fase ativa e do suporte nos testes de reatividade, capacidade de transporte de oxigênio, taxa de atrito e aglomeração em reatores de leito fluidizado contínuo nos processos de RQ. Com relação ao processamento dos dados em Aprendizado de Máquinas, verificou-se que os dados referentes a Capacidade de Transporte de Oxigênio (Roc) se ajustaram muito bem aos modelos de regressão Random Forest e XGBoost, com previsões altamente precisas, então foi possível determinar três transportadores de oxigênio que possuem boa capacidade de transporte de oxigênio e boa resistência mecânica: TO_MnFe, TO_MnFeTi e TO_MnMg. Com base no TO_MnMg foi sintetizada a amostra AMgMn, com fase ativa MgMn2O4 e fase inerte MgO. Verificou-se que os valores de Roc da amostra foram de 7,95 wt% no primeiro ciclo redox, 8,09 wt% no segundo ciclo redox e 8,14 wt% no terceiro ciclo redox, ficando dentro do intervalo de Roc estipulado pelo Aprendizado de Máquinas para processos de Combustão com Recirculação Química (Roc entre 6,5 e 8,2 wt%). Por fim, a amostra foi muito reativa com o H2 e com o ar, podendo ser considerado um material promissor para aplicação na tecnologia de Combustão com Recirculação Química e devendo ser estudada a reatividade com outros tipos de combustíveis (por exemplo: CH4, CO, carvão).Dissertação Avaliação das propriedades térmicas e ópticas de novos derivados fluorescentes de 2,4,6-triarilpiridina(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-06-02) Medeiros, José Vitor de Souza; Menezes, Fabricio Gava; https://orcid.org/0000-0003-2153-1647; http://lattes.cnpq.br/2848745987784319; http://lattes.cnpq.br/0765039605354034; Souza, Miguel Ângelo Fonseca de; https://orcid.org/0000-0003-4680-4445; http://lattes.cnpq.br/3530941218204965; Cristiano, RodrigoO mundo tem buscado desenvolver novos materiais funcionais avançados para inúmeras aplicações na optoeletrônica, e dentre estes, os cristais líquidos (CL) se enquadram como um dos mais importantes componentes de telas e mostradores eletrônicos, além de aplicações como sensores, entre outras. O presente trabalho visa sintetizar, caracterizar e estudar as propriedades térmicas e fotofísicas de uma série de sete derivados de 2,6-bis(4-(dodecIioxi)fenil)-4-(4- X-fenil)piridinas (X = Carbazol-9-il, 3a; tiofenil, 3b; OC12H25, 3c; OCH3, 3d; H, 3e; F, 3f; NO2, 3g) e do composto 2,4,6-tris(3,4-bis(dodecIioxi)fenil)piridina (3h), visando aplicação como cristais líquidos fluorescentes. Estas moléculas possuem um núcleo heterocíclico rígido π-estendido e cadeias dodecílicas periféricas, sendo estruturalmente adequadas para tal aplicação. As moléculasalvo 3a-h foram obtidas com rendimentos moderados (33-78%) por meio de síntese multicomponente a partir da combinação de 4-dodeciloxiacetofenona, 4- X-benzaldeído e acetato de amônio, mediadas por cloreto de cobalto e devidamente caracterizadas por espectroscopia de infravermelho (IV), ressonância magnética nuclear (RMN) de 1H e 13C. As análises prévias de calorimetria exploratória diferencial (DSC) indicaram que, sob aquecimento, o composto 3a apresentam duas transições de fase em 60oC e 95ºC, respectivamente. A análise de microscopia óptica de luz polarizada (MOLP) confirma as transições cristal-cristal nas duas temperaturas de transição. Nenhum dos derivados apresentaram características mesogênicas. Para o composto 3h, apesar da textura obtida por MOLP confirmar o empacotamento colunar previamente racionalizado, não foi verificada a formação de mesofase, assim como para o composto 3a, que apesar da aparente textura fan-shaped, não apresentou mesogenicidade. Os derivados piridínicos apresentaram bandas de fluorescência na região do azul/violeta em solução, com bandas de emissão máximas entre 374 e 411 nm, e também no estado sólido. Os compostos 3a e 3c, demonstraram um interessante aprimoramento de emissão no estado agregado em diferentes frações de acetona:H2O e acetona:DMSO.