PPGQ - Doutorado em Química
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Tese Desenvolvimento integrado de tecnologias de captura e Conversão de CO2: utilização de microalgas, adsorção por zeólitas e conversão catalítica a Dimetil Éter(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-03-31) Cruz, Thiago Jackson Torres; Pergher, Sibele Berenice Castella; Mello, Mariele Iara Soares de; http://lattes.cnpq.br/5249001430287414; http://lattes.cnpq.br/7462130452548722; Rigoti, Eduardo; Câmara, Fabiana Rodrigues de Arruda; Penha, Fábio Garcia; Braga, Tiago PinheiroO crescimento populacional, o rápido desenvolvimento industrial e a urbanização aumentaram a demanda pela produção de energia, sobretudo, a utilização de combustível fóssil causando à liberação em grande escala de CO2 na atmosfera. Estima-se que as usinas de combustível fóssil emitam quase 33,4 Gt de CO2 a cada ano, representando aproximadamente 40% do total de CO2 emitido no planeta, aumentando significativamente os efeitos do aquecimento global. Na tentativa de mitigar esses efeitos, vários esforços têm sido buscados, dentre eles, rotas alternativas de produção de energias renováveis como: energias eólicas, solares, biomassa entre outras fontes que possam minimizar o lançamento de CO2 na atmosfera, assim como, rotas tecnológicas de captura de gás carbônico como, físicas, químicas e biológicas. A rota biológica utilizou o cultivo de microalgas do tipo Chlorella sp em um sistema fechado, utilizando frascos do tipo bombonas (5 litros) e com injeção contínua de gás 98% CO2 comercial e nas condições simuladas 15% de CO2, 73% de N2 e 12% de O2. A produtividade em biomassa seca foi de 0,81g/L.dia e a taxa de fixação de CO2 máxima foi de 0, 90g/L.dia, quando a microalga foi cultivada com fluxo contínuo de gás residual simulado e meio de cultivo composto por água de rejeito. Na sequência de vias tecnológicas objetivando a mitigação de CO2 zeólitas comerciais CBV 100, CBV 712, CBV 720, CBV 760 e CBV 780 FAU (tipo y) foram utilizadas no estudo de adsorção de CO2. A zeólita CBV100Na apresentou-se como principal material adssortivo de gás carbônico. As CBV100Na e CBV100H apresentaram maior capacidade de adsorção 7,76 mmol/g e 3,92 mmol/g respectivamente. Por fim, as zeólitas comerciais também foram utilizadas como suporte catalítico para impregnação de Cu e Zn como via catalítica afim de promover a conversão de gás de síntese a metanol e/ou dimetil éter. O catalisador CBV720HCuZnCalPR apresentou maior seletividade para DME, porém baixa conversão de CO2, os catalisadores aplicados nesse estudo não apresentaram alta seletividade para DME, nem para MeOH (metanol), no entanto, a conversão de CO2 ficou entre 9 e 56%.Tese Nitrosilo complexos de rutênio: síntese, caracterização, reatividade e ação frente ao DNA plasmidial(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-07-19) Sousa, Thuanny Moura de; Melo, Dulce Maria de Araújo; Silva, Francisco Ordelei Nascimento da; http://lattes.cnpq.br/7252349929698043; https://orcid.org/0000-0001-9845-2360; http://lattes.cnpq.br/3318871716111536; http://lattes.cnpq.br/7028108991125216; Huitle, Carlos Alberto Martinez; Pontes, Daniel de Lima; Sales, Francisco Adilson Matos; Araújo, Sérgio Xavier BarbosaO óxido nítrico (NO) é uma molécula sinalizadora envolvida em vários processos biológicos, dentre eles a regulação da pressão sanguínea, neurotransmissão, respostas imunológicas, atividade antibacteriana e atividade anticancerígena. Por esta razão, nitrosilo complexos têm sido investigados como doadores de NO no intuito de melhorar as aplicações biológicas dessa molécula que depende da modulação na estrutura dos complexos para interagir ou agir em potenciais alvos moleculares. Nesse contexto, este trabalho tem como finalidade o desenvolvimento de novos nitrosilo complexos de rutênio do sistema [Ru(bpy)(L)(NO2)(NO)](PF6)2, sendo L: os ligantes 1,10’-fenantrolina (phen), 1,10’- fenantrolina-5,6-diona (phendiona) e bpy = 2,2’-bipiridina, capazes de atuarem como liberadores de óxido nítrico em sistemas biológicos. Os compostos foram obtidos a partir dos complexos precursores cis-[Ru(bpy)(L)Cl2] em água e etanol, com a adição do ligante nitrito de sódio em HTFA 4 mol L-1. Na técnica de infravermelho, em pastilhas de KBr, os complexos exibiram modos vibracionais em 1941 e 1944 cm-1 associados ao NO+ com fenantrolina e fendiona, respectivamente, indicando a coordenação do óxido nítrico. Através da técnica de UV-Vis, em acetonitrila, foi possível identificar bandas intraligantes de caráter π → π* na região do ultravioleta como também transições de transferência de carga do tipo TCML do rutênio para os ligantes polipiridínicos em torno de 450 nm. Os voltamogramas cíclicos obtidos em NaTFA 0,1 mol L-1 e pH = 3,5 mostraram um potencial de meia-onda em 122 mV para o complexo com fenantrolina e 133 mV para o complexo com a fendiona, ambos referentes ao par redox NO+/0. Com relação a reatividade no UV-Vis, o complexo com a fenantrolina mostrou evidências de liberação do NO na presença de glutationa e cisteína devido a geração de produtos intermediários em 450 e 380 nm bem como a formação do aqua complexo em torno de 450 nm. Por outro lado, o composto com a fendiona frente a esses redutores não seguiu o mesmo mecanismo. Na voltametria de onda quadrada, a reação dos compostos com glutationa, histidina e metionina apresentaram indícios qualitativos de liberação do NO, em virtude do aparecimento de processos na faixa de 100-150 e 500-700 mV característicos dos pares redox NO+/0 e Ru3+/2+, de modo respectivo. Por fim, os testes de clivagem de DNA plasmidial (pBR322) revelaram que no escuro os complexos não exibem atividade mesmo com até 60 µM dos compostos. Todavia, sob irradiação de luz azul (463 nm) e na presença de glutationa, os complexos mostraram atividade de clivagem alterando, portanto, a sua estrutura de Forma I (supernovelada) entre as Formas II (circular aberta) e III (forma linear).Tese Tratamento da água de piscina contaminada por octocrileno proveniente de protetores solares comerciais(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-11-18) Sabino, Laysa Renata Duarte Brito; Huitle, Carlos Alberto Martinez; http://lattes.cnpq.br/2485073932883264; http://lattes.cnpq.br/1727198312210587; Gondim, Amanda Duarte; https://orcid.org/0000-0001-6202-572X; http://lattes.cnpq.br/6738828245487480; Santos, José Eudes Lima; Ferreira, Maiara Barbosa; Monteiro, Mayra Kerolly SalesOs compostos químicos presentes nos protetores solares, como os filtros UV orgânicos, em particular o octocrileno, podem ter efeitos adversos nos ecossistemas aquáticos e consequências negativas à saúde humana, por se tratar de desreguladores endócrinos. Por isso, faz-se necessário o tratamento adequado de efluentes que possuem esse tipo de contaminação. Este trabalho propõe-se a inovar o tratamento de água de piscinas utilizando processos eletroquímicos, mais precisamente a oxidação anódica com foco na degradação do octocrileno proveniente de protetores solares comerciais, a fim de minimizar substâncias tóxicas, aliada a uma metodologia simplificada de detecção e quantificação desse componente. Após a degradação foram monitorados alguns parâmetros do índice de qualidade da água, resultados como pH (7,4 t=0 min - 4,4 t=180 min), teor de cloreto (0,002 M), densidade de corrente 10mA/cm², demanda química de oxigênio ([DQO]/[DQO]0 = 0,2), condutividade (1091mS/cm t =0 min – 0 mS/cm t=180 min) e turbidez (93,5 t=0 min – 5,64 t=180 min) foram encontrados e corroboraram com a degradação da matéria orgânica. O consumo de energia foi analisado ao longo da eletrólise. Além disso, foi feito um estudo comparativo entre as técnicas de eletroanálise e cromatografia para a detecção e quantificação do octocrileno em água de piscina obtendo resultados promissores para a técnica eletroanalítica de voltametria de pulso diferencial. Os limites de detecção e quantificação de octocrileno a partir de solução padrão 0,001 M foram, respectivamente, 0,01 mg/L e 0,04 mg/L via eletroanálise e 2,86 mg/L e 9,54 mg/L via cromatografia. Foi possível observar que a eletroanálise foi capaz de quantificar o octocrileno ao longo da eletrólise e em amostras reais de filtros solares sem diferença significativa em relação à cromatografia.Tese Craqueamento catalítico do óleo de Pachira aquatica Aubl.: uma rota sustentável para a produção de biocombustíveis avançados e Bio-Aditivos(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-05-31) Melo, Edla Freire de; Melo, Dulce Maria de Araújo; Braga, Renata Martins; https://orcid.org/0000-0002-6232-0945; http://lattes.cnpq.br/4603529162393328; https://orcid.org/0000-0001-9845-2360; http://lattes.cnpq.br/3318871716111536; https://orcid.org/0000-0002-2291-1126; http://lattes.cnpq.br/7848120262475956; Araújo, Renata Mendonça; Mattos, Adriano Lincoln Albuquerque; Alves, José Luiz FranciscoOs biocombustíveis desempenham um papel crucial na transição para uma matriz energética sustentável. Desta forma, é importante a busca por fontes de biomasas de segunda e terceira geração para obtenção de bioconbustíveis. O óleo obtido das sementes do fruto da Pachira aquatica Aubl. (PAA), também conhecida como Munguba, destaca-se como uma promissora matéria-prima para a produção de biocombustíveis e químicos renováveis de interesse industrial, através de processos de conversão termoquímica. O objetivo deste estudo é desenvolver uma rota de produção de biocombustíveis de segunda geração (2G) drop-in através da pirólise catalítica do óleo da PAA. As sementes foram coletadas, caracterizadas e submetidas a extração mecânica por prensagem a frio para obtenção do óleo, que foi analisado para determinação de cinzas, densidade, viscosidade, índices de acidez, iodo, saponificação, peróxidos e refração. Foi realizada pirólise rápida e catalítica do óleo em um micro pirolisador Py 5200 acoplado ao GC/MS, variando a temperatura do leito catalítico (300 e 500 °C). Os resultados de caracterização das sementes revelaram teores de cinzas (4,05%), umidade (3,09%) e componentes voláteis (91,79%) semelhantes aos apresentado na literatura, além de elevado rendimento de óleo (36,00%) obtido através de método mecânico. Sua composição apresenta significativa concentração do ácidos graxos saturados, palmítico (C16:0), seguida dos ácidos graxos insaturados oleico (C18:1) e linoleico (C18:2), com notável estabilidade térmica até 250 °C e elevado poder calorífico (37,94 MJ/kcal). Os resultados por pirólise analítica convencional do óleo revelou predominância na formação de hidrocarbonetos alifáticos na faixa de C7-C18, com baixa quantidade de compostos oxigenados. Já na pirólise catalítica utilizando a zeólita do tipo HZSM-5, observou-se uma significativa redução dos compostos oxigenados, com a predominância de hidrocarbonetos alifáticos nas faixas de C4-C13 a 500 °C e de C7- C14 a 300 °C, com característica de combustíveis drop-in para aviação. A partir desses dados, foi realizado um planejamento fatorial 3² em conjunto com a metodologia da análise de componente principal (ACP) e superfície de resposta (RSM) para investigar o efeito das variáveis independentes de temperatura do leito catalítico (300, 400 e 500 °C) e da razão biomassa/catalisador (2, 6 e 12 mg de catalisador) nas variáveis de resposta, como teor de hidrocarbonetos pelo número de carbonos nas cadeias e teor de compostos por faixa de biocombustíveis. O melhor resultado foi observado ao utilizar 2 mg do catalisador aquecido a 300 ºC, cuja distribuição de produtos foi nos gaps de gasolina (46,5%), diesel (91,2%), querosene (56,8%) e óleo lubrificante (54,8%), porém devido a sobreposição dos tamanhos das cadeias para os hidrocarbonetos de diferentes classes de combustíveis, a soma total é superior a 100%. O HZSM-5 favoreceu a descarbonização, descarbonilação, desoxigenação e aromatização dos produtos da pirólise, devido às suas propriedades ácidas e à estrutura porosa. Esses resultados apontam para o significativo potencial de aplicação do óleo das sementes da PAA na obtenção de biocombustíveis avançados e seletividade para produção de aromáticos renováveis para a indústria química.Tese Obtenção de nanohíbridos a partir da montmorilonita para aplicação na liberação modificada de fármacos tuberculostáticos(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-08-27) Damasceno Júnior, Elmar; Fernandes, Nedja Suely; https://orcid.org/0000-0001-7948-405X; http://lattes.cnpq.br/9563490368583906; http://lattes.cnpq.br/2593926180886946; Silva, Isabel do Nascimento; Castro, Pollyana Souza; Barbosa, Raquel de Melo; Pergher, Sibele Berenice CastellaA tuberculose (TB) é uma doença infecciosa grave e uma das principais causas de morte evitáveis no mundo. O tratamento da TB é complexo, envolvendo múltiplos medicamentos, como isoniazida (INH) e rifampicina (RIF), que apresentam efeitos colaterais severos devido às altas dosagens necessárias. Esses efeitos adversos são um dos fatores que comprometem a adesão ao tratamento, o que pode levar ao surgimento de cepas multirresistentes da bactéria. Nesse contexto, a busca por novas estratégias de liberação de fármacos torna-se crucial para melhorar a eficácia do tratamento e reduzir os efeitos colaterais. Sistemas baseados em nanohíbridos argilafármaco têm ganhado destaque na literatura devido ao seu potencial para melhorar a biodisponibilidade de biomoléculas, incluindo a proteção de fármacos contra degradação e a promoção de liberação controlada e pH-responsiva. Este trabalho teve como objetivo desenvolver nanohíbridos de montmorilonita, assim como bionanocompósitos incorporando polissacarídeos, para liberação modificada de fármacos tuberculostáticos, visando a mitigação dos efeitos colaterais severos associados a esses medicamentos. A montmorilonita foi utilizada em sua forma natural e associada aos polissacarídeos carboximetilcelulose (CMC) e polissacarídeo extraído de sementes de chia (Salvia hispânica L.). Na primeira etapa, o nanohíbrido montmorilonita-rifampicina foi obtido e testado quanto à liberação pH-responsiva do fármaco. Um planejamento fatorial 24 foi aplicado para otimizar o processo de incorporação da rifampicina, identificando o pH como a variável mais influente. A dose otimizada de fármaco incorporado foi de 98,60 ± 1,21 mg/g, e estudos de liberação in vitro demonstraram uma liberação controlada de 70% do fármaco após 16 horas em fluido intestinal simulado. A análise cinética indicou uma liberação prolongada, ajustando-se ao modelo de Higuchi. Na segunda etapa, a isoniazida foi incorporada na montmorilonita, seguida pela obtenção de bionanocompósitos revestidos com CMC e polissacarídeo de chia. A eficiência de incorporação da isoniazida foi otimizada por meio de um planejamento experimental, e os materiais obtidos foram caracterizados utilizando técnicas como DRX, FTIR, TGA, e MEV. Os estudos de liberação in vitro confirmaram o potencial dos bionanocompósitos para a liberação prolongada e controlada do fármaco em diferentes valores de pH, simulando o ambiente gastrointestinal. Os resultados indicam que os nanohíbridos e bionanocompósitos desenvolvidos são promissores para a liberação modificada de fármacos tuberculostáticos, apresentando estabilidade física e química robusta, além de uma liberação controlada, que pode reduzir a toxicidade e os efeitos colaterais associados ao tratamento convencional.Tese Tecnologias eletroquímica: caracterização de reator, degradação e detecção de norfloxacina(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-01-31) Morais, Crislânia Carla de Oliveira; Huitle, Carlos Alberto Martinez; Castro, Suely Souza Leal de; https://orcid.org/0000-0002-5299-8592; http://lattes.cnpq.br/9860381828526444; http://lattes.cnpq.br/2485073932883264; http://lattes.cnpq.br/9445791086066173; Castro, Pollyana Souza; Santos, Elisama Vieira dos; Araújo, Danyelle Medeiros de; Santos, José Eudes LimaA contaminação hídrica tornou-se prioridade emergente nos últimos anos, consequentemente, o desenvolvimento de metodologias destinadas ao tratamento e ao monitoramento de água e efluentes cresceu significativamente, e a tecnologia eletroquímica destaca-se tanto no desenvolvimento de sensores quanto na aplicação dos processos oxidativos avançados eletroquímicos (POAEs). Nesta pesquisa, utilizou-se as metodologias eletroquímicas tanto na caracterização de um reator de fluxo com placas de Ti/TiO2RuO2IrO2 (ânodo) e Ti (cátodo), quanto para degradação e detecção da norfloxacina (NOR). A técnica de corrente limite de difusão foi utilizada para determinar os coeficientes de transferência de massa (km) experimental e os números adimensionais em diferentes vazões (25, 75, 250 e 500 L h ̶ 1). A fluidodinâmica computacional (CFD) foi utilizada para avaliar a distribuição da velocidade de fluxo dentro do reator. Os valores de km e a simulação por CFD mostraram um sistema totalmente dependente da vazão, a correlação dos números adimensionais indicaram uma predominância de regime turbulento. A condição ótima para utilização do reator proposto foi na vazão de 500 L h ̶ 1 (km = 1,9 × 10 ̶ 4 m s ̶ 1) e sua eficiência foi confirmada pelos estudos de oxidação eletroquímica de 2,5 × 10−4 mol L−1 da NOR, em diferentes densidades de corrente (j). O processo de degradação foi acompanhado por espectroscopia UV-visível, com decréscimos de 70%, 92% e 85% da concentração inicial do fármaco, e do carbono orgânico total com mineralização de 28%, 42% e 36%, para as j de 20, 40 e 60 mA cm ̶ 2, respectivamente. A cromatografia de íons indicou a formação de ácidos orgânicos de cadeia curta (fórmico e acético) ao final da eletrólise. O índice de biodegradabilidade (DBO5/DQO ≥ 0,5) mostrou que após o tratamento eletroquímico o substrato converteu-se em um material mais biodegradável. Foi desenvolvido um sensor amperométrico, utilizando uma haste da fibra de carbono (FC) para acompanhar online o processo de degradação da molécula da NOR via POAEs. O estudo de eletroatividade da NOR sobre a FC usando tampão Britton Robson em pH 2,0 mostrou um pico de oxidação irreversível em 1,13 V vs. Ag/AgCl(sat) . O estudo do pH (2,0 – 9,0) indicou que a etapa determinante da reação envolveu 1 próton e 1 elétron em um mecanismo EC; o estudo de velocidade de varredura de potencial indicou um processo misto de adsorção-difusão. Na análise amperométrica fixou-se o potencial de 1,2 V. A curva de calibração apresentou uma faixa linear entre 1,6 µmol L ̶ 1 e 30,0 µmol L ̶ 1, com R2 = 0,998 e limites de detecção e quantificação de em 0,5 µmol L−1 e 1,8 µmol L−1 , respectivamente. A reprodutibilidade e repetibilidade apresentaram um desvio padrão relativos de 2,1% e 2,9%, respectivamente. A aplicabilidade do sensor proposto foi comparada com o método espectrofotométrico por meio do monitoramento do processo de degradação da NOR por POAEs, e os resultados obtidos foram concordantes. Desta forma, as metodologias eletroquímicas podem ser aplicadas eficazmente sob diferentes perspectivas, tanto no monitoramento quanto na mitigação de poluentes ambientais.Tese Avaliação da termoconversão de microalgas pré-tratadas utilizando Molibdênio e Cobalto suportados em KIT-6(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-04-23) Batista, Alyxandra Carla de Medeiros; Gondim, Amanda Duarte; https://orcid.org/0000-0001-6202-572X; http://lattes.cnpq.br/6738828245487480; http://lattes.cnpq.br/3457475712194494; Huitle, Carlos Alberto Martinez; Wisniewski Júnior, Alberto; Silva, Edjane Fabiula Buriti da; Carvalho, Fabíola Correia deUma alternativa renovável e promissora para mitigar as emissões de gases de efeito estufa do meio ambiente é a utilização da biomassa de microalgas. Diante disso, o trabalho teve como objetivo avaliar a influência dos processos de pré-tratamentos, liofilização e acetilação (simples e dupla) aplicados nas microalgas para obtenção de bioprodutos por pirólise, como também, a aplicação do Cobalto e do Molibdênio na forma monometálica (5%) e bimetálica (2,5%) para os estudos de degradação térmica e catalítica, devido à eficiência em reações catalíticas. O estudo cinético foi realizado a partir dos métodos de Flynn-Wall-Ozawa (FWO) e Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) para avaliar a degradação da biomassa microalgal. Os parâmetros termodinâmicos: Entalpia (ΔH), energia livre de Gibbs (ΔG) e entropia (ΔS) também foram calculados e, por fim, foi realizado a análise dos bio-óleos. A pirólise da Monoraphidium sp. confirmou que a segunda acetilação promoveu uma maior formação de bio-óleo, atingindo o rendimento de 40%. Com base nos valores do coeficiente de correlação (R2), o modelo cinético KAS que se adequa melhor ao processo de degradação, apresentou valores para Ea de 147,30; 138,60; 145,80; 144,88 e 166,43 kJ mol-1 para as seguintes amostras MA II, K6MA II, CoK6MA II, MoK6MA II e CoMoK6MA II, respectivamente. Os valores médios de ΔH, ΔG e ΔS indicam que a conversão térmica e termocatalítica da biomassa de microalgas se caracterizam como processo endotérmico, não espontâneo e de baixa reatividade, gerando valor agregado aos produtos obtidos.Tese Eletrorefinaria de produtos de alto valor agregado a partir da oxidação eletroquímica da lignina: hidrogênio verde, ácidos carboxílicos e ácido vanílico(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-02-07) Paixão, Izaias Campos da; Huitle, Carlos Alberto Martinez; Santos, Elisama Vieira dos; https://orcid.org/0000-0003-2189-5694; http://lattes.cnpq.br/8117747568545202; http://lattes.cnpq.br/2485073932883264; http://lattes.cnpq.br/0358732356401593; Gondim, Amanda Duarte; Araújo, Danyelle Medeiros de; Henrique, João Miller de Melo; Cardozo, Jussara CâmaraA preocupação com as questões relacionadas aos impactos ambientais vem intensificando as buscas por tecnologias de remediação de efluentes, energias renováveis e de precursores químicos de origem sustentável. A oxidação eletroquímica para promoção da reforma de efluentes orgânicos pode ser uma alternativa para obtenção de reagentes químicos de alto valor industrial. Os principais desafios se relacionam ao alto custo energético dos processos oxidativos de remediação que podem ser minimizados com fontes de energias renováveis como: eólica e fotovoltaica. Nessa pesquisa foi utilizado reator em fluxo dividido por membrana de toca iônica aniônica, separando os compartimentos anódicos e catódicos. Como eletrodos anódicos se usou: Nb/BDD (Diamante Dopado com Boro suportado em Níobio) e DSA® (Ti/TiO2, RuO2 e IrO2), como catódico se usou malha de Ni-Fe, para remediação de efluentes sintéticos de lignina (resíduo do processo produtivo). A clivagem oxidativa da lignina gerou ácidos carboxílicos no compartimento anódico e hidrogênio verde no compartimento catódico. Usando eletrodo de BDD os melhores resultados obtidos foram: Acido oxálico 86,03 mgL-1, ácido acético 15,67 mg L-1, acido formico 8,64 mg L-1 e ácido vanílico 0,6795 mg L1 nas condições experimentais (0,5 mol L-1 NaOH e J=100 mAcm-2). Já nos experiemtos usando eletrodo de DSA acoplado um sistema de separação por eletrodialise observouse como melhores resultados: acido malônico 1800 mg L-1, ácido oxálico 27 mg L-1, ácido fórmico 0,4 mg L-1 e ácido acético 2,3 mg L-1, o sistema de eletrodialise mostrouse eficente na concentração dos acidos produzidos, com eficiência variando entre 45 e 95%. Os melhores resultados em relação a produção de hidrogênio verde foram: 2,59 L nos experiementos com ânodo de BDD condições expereiementais (1mol L-1 NaOH e J=100 mAcm-2) e 2,93 L nos experiementos com ânodo de DSA, nas condiçoes experimenais ( 0,5 mol L-1 NaOH e J=100 mAcm-2). Nesse contexto, os resultados obtidos mostram que promover a eletrorrefinaria em efluentes a base de lignina é uma alternativa viável para obtenção de produtos de valor agregado, como ácidos carboxílicos amplamente utilizados na indústria e hidrogênio verde.Tese Desenvolvimento de fotocatalisadores de silício-cério e silício-titânio para a aplicação na fotodegradação do corante rodamina B(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-09-18) Fernandes, Fernando Rodrigo Dantas; Pergher, Sibele Berenice Castella; http://lattes.cnpq.br/5249001430287414; http://lattes.cnpq.br/5351810923760792; Araújo, Antonio Souza de; Loiola, Adonay Rodrigues; Santos, Anne Gabriella Dias; Mello, Mariele Iara Soares deO presente trabalho teve como objetivo desenvolver nanoesferas mesoporosas compostas por Silício-Cério e Silício-Titânio através do método de soft-template para posterior aplicação na fotodegradação da Rodamina B. A metodologia de síntese dos fotocatalisadores consistiu basicamente em utilizar micelas de CTAB como um molde macio, e fontes de silício, cério e titânio para a composição da estrutura inorgânica na formação dos materiais. As sínteses foram realizadas utilizando diferentes razões Si/Ce e Si/Ti com o intuito de avaliar a influência da quantidade dos metais na obtenção das nanoesferas. Os testes fotocatalíticos foram realizados utilizando-se uma solução do corante Rodamina B exposta a uma lâmpada de vapor de mercúrio (125w), utilizando-se para cada reação 50 mg de catalisador em um tempo total de reação de 180 min. Foram coletadas alíquotas durante todo o tempo de reação para posteriormente serem analisadas em um espectrofotômetro UV-vis. Os materiais obtidos foram avaliados em caráter estrutural, textural e morfológico, através das técnicas de DRX, FRX, EDS, Adsorção e Dessorção de N2 e MEV. As nanoesferas de Si-Ti não apresentaram picos de difração referentes a qualquer fase de óxido de Titânio, indicando que o metal se encontra de fato na estrutura das nanoesferas, entretanto para os materiais de Si-Ce percebe-se que elevadas quantidades de Cério, pode levar a formação de CeO indesejada. As imagens de MEV demonstraram a formação de esferas bem definidas, para ambos os metais, com diâmetros entre 50 a 400 nm. Observou-se um espalhamento uniforme de Ce e Ti em todos os materiais, o que indica que esses metais estão participando de fato da composição da estrutura inorgânica das nanoesferas, corroborando com os resultados de DRX. O método de soft-template proposto se mostrou eficaz, possibilitando a síntese, em um curto tempo, de fotocatalisadores de Si-Ce e Si-Ti. Os fotocatalisadores apresentaram atividade significativa na degradação da Rodamina B, sendo os materiais a base de Si-Ti os que apresentaram melhor atividade, podendo ser observada reduções de mais de 60% do contaminante. Além da atividade fotocatalítica, os materiais também demonstraram uma boa capacidade de adsorção nos primeiros 30 min de reação.Tese Síntese de nanotubos de carbono a partir da conversão catalítica do etilbenzeno sob óxidos de SrFe12O19/SiO2: aplicação na fotodegradação do corante industrial remazol vermelho(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-07-23) Paulista, Adriana Perpetua Figueiredo; Braga, Tiago Pinheiro; https://orcid.org/0000-0001-9543-7368; http://lattes.cnpq.br/9170391410490804; http://lattes.cnpq.br/5559344770437847; Pergher, Sibele Berenice Castella; Torres, Marco Antonio Morales; Luz Júnior, Geraldo Eduardo da; Carreño, Neftalí Lenin VillarrealOs materiais a base de carbono têm se destacado em decorrência da sua variedade de aplicações como fotocatálise. Nesse sentido, hexaferrita de estrôncio dispersa em sílica foi preparada pelo método de Pechini e utilizada como catalisador na reação com etilbenzeno para produção de filamentos de carbono e posterior aplicação na fotodegradação do corante remazol red. De acordo com a análise de DRX, Raman e XPS, foi confirmado a presença das fases de SrFe12O19, Fe2O3 e sílica amorfa. O MEV e MET dos óxidos indicam morfologia tipo clusters e esponja. Pela análise de MEV após método CCVD foi possível observar a formação de filamentos de carbono que surgiram durante a reação catalítica do etilbenzeno. O MET confirma essa formação e indica a geração de nanotubos (~ 67 nm). O DRX após reação exibe a formação das fases de carbono grafite, SrFe12O19, SiO2, e Fe0,mostrando uma redução da fase hematita. O crescimento dos nanotubos acontece a partir do ferro metálico, tendo em vista que a ponta do tubo contém apenas ferro, segundo resultados de EDS. O espectro Raman mostrou as bandas D e G características do carbono, onde a razão entre ID/IG diminuiu com o aumento da temperatura, indicando um aumento do encapsulamento de carbono com o aumento da temperatura. A reação de melhor desempenho catalítico obteve média de 99% de conversão de etilbenzeno e foi mais seletiva para eteno (~ 93%) na temperatura de 650°C. Além disso, foi possível fazer um estudo teórico-computacional simples da distribuição dos sítios das principais fases em um plano 2D pela construção dos mapas e propor um mecanismo para formação de nanotubos de carbono a partir da conversão catalítica do etilbenzeno. Por fim, os materiais obtidos foram aplicados na fotodegradação do corante remazol red, atingindo completa degradação em 15 min para o material sintetizado a 650°C. Também foram aplicados na mesma reação materiais reduzidos em hidrogênio em diferentes temperaturas para verificar a influência do carbono, mostrando que o carbono favorece a fotodegradação do corante.Tese Adsorção de tensoativos iônicos e não iônicos em rochas reservatórios via solução micelar: avaliação do planejamento experimental e efetivação dos parâmetros(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-12-22) Borges, Valdivino Francisco dos Santos; Braga, Tiago Pinheiro; Wanderley Neto, Alcides de Oliveira; http://lattes.cnpq.br/4789528535524269; https://orcid.org/0000-0001-9543-7368; http://lattes.cnpq.br/9170391410490804; http://lattes.cnpq.br/5764610624379978; Fonseca, José Luís Cardozo; Dantas, Michelle Sinara Gregório; Oliveira, Monica Rodrigues de; Santanna, Vanessa CristinaA adsorção de tensoativos em superfícies rochosas pode modificar sua hidrofobicidade, a sua carga superficial e outras propriedades importantes que governam os processos de recuperação avançada de óleo (EOR), como diminuição da tensão interfacial água-óleo e aumento da permeabilidade. Em geral, a necessidade de controlar e/ou reduzir a adsorção de tensoativos nas superfícies de rochas reservatórios tem sido uma tarefa difícil nos métodos de EOR, pois impacta diretamente na economia do projeto. Isto requer um estudo e uma visão abrangente do mecanismo de adsorção nas rochas. As principais funções deste método são reduzir a tensão interfacial água/óleo e alterar a molhabilidade da rocha reservatório, que na maioria das vezes é molhável a óleo, tornando-a molhável à água. Esta propriedade dos tensoativos é devido à sua natureza anfifílica. Neste trabalho, foi estudado o comportamento de adsorção via soluções micelares de tensoativos iônicos (OCS, OCBS, OMS e SDS) e não iônicos (NP 9.5EO, NP 11EO e NP 15EO) usando como adsorvente as rochas carbonáticas e areníticas, respectivamente. Foram feitas análises de mineralogia e morfologia das rochas reservatórios e estudos da estabilidade térmica dos tensoativos adsorvidos. O método do banho finito foi realizado para avaliar a adsorção em todos os sistemas. Para os tensoativos aniônicos foi aplicado um planejamento experimental fatorial afim de otimizar o processo de adsorção. Verificou-se que a adsorção do OCS, OCBS e OMS foi eficaz em calcário e insignificante para o OCBS e OMS em arenito, enquanto o SDS apresentou baixa eficiência de adsorção em ambas as rochas A eficiência de adsorção em calcário foi de 85,74 % para o OCS, seguida de 82,52% para o OCBS e 45,30% para o OMS. O estudo de adsorção mostrou que os dados de equilíbrio dos tensoativos aniônicos se ajustaram ao modelo de isoterma de Sips. Os resultados também indicaram que a adsorção se adequou ao modelo cinético de pseudossegunda ordem. As isotermas de adsorção do OCS se ajustaram melhor ao modelo de isoterma de Langmuir em três temperaturas diferentes (298, 313 e 333K). Os parâmetros termodinâmicos (ΔH, ΔS e ΔG) indicaram que o processo de adsorção do OCS foi espontâneo e endotérmico. Para os tensoativos não iônicos os experimentos foram realizados, usando como adsorvente apenas a rocha arenito, de acordo com a rede de Scheffé e mostraram uma eficiência de adsorção de 66,89% para o NP-15EO, 67,15% para o NP-11EO e 70,60% para o NP-9.5EO. O ponto F foi escolhido como o ponto ideal uma vez que este permaneceu constante durante os experimentos, além de ser uma região rica em água e apresentar baixo teor de butanol. O arenito apresentou molhabilidade favorável ao óleo, que após o tratamento ocorreu a inversão da molhabilidade. Dentre os modelos de isotermas estudados o modelo de Redlich-Peterson foi o que melhor se ajustou, indicando assim que o processo de adsorção dos tensoativos não iônicos em arenito ocorre em monocamadas e multicamadas.Tese Produção de filmes compósitos à base de Gelatina, Bentonita e Sulfanilamida para aplicação como cobertura para feridas(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-03-25) Araújo, Luís Otávio de; Pergher, Sibele Berenice Castella; Scattone, Katya Anaya Jacinto; http://lattes.cnpq.br/5249001430287414; http://lattes.cnpq.br/7802358765068148; Melo, Dulce Maria de Araújo; Penha, Fábio Garcia; Souza, Iane Maiara Soares de; Falcão Filho, Ronaldo dos SantosHá muito se discute sobre o tratamento e os prejuízos, sociais e econômicos, das feridas. Tema que vem se tornando cada vez mais relevante em virtude das bactérias resistentes a antibióticos. Nesse sentido, uma das abordagens para o tratamento de feridas infectadas é o uso de materiais compósitos antimicrobianos. Com base nisso, objetivou-se desenvolver filmes compósitos à base de Gelatina, Bentonita e Sulfanilamida com atividade antimicrobiana para cobertura de feridas. Os materiais de partida foram caracterizados por meio de difração de raios–X (DRX), espectroscopia por infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TG) e fluorescência de raios–X (FRX). Os filmes compósitos foram caracterizados quanto a capacidade de absorção de água, conteúdo de umidade, solubilidade e capacidade antimicrobiana in vitro. Para a análise dos resultados foi aplicado o teste estatístico ANOVA, considerando p < 0,1. Os resultados dos testes de umidade, capacidade de absorção de água e solubilidade foram significativos ao nível de probabilidade, com alguns filmes absorvendo mais de 200 % em 60 minutos. Mediante otimização simultânea por meio do planejamento do tipo Box-Behnken, uma formulação ideal contendo 14,88 % de Gelatina (m/v), 15 % glicerol (v/v) e 2,5 % Bentonita (m/m) foi obtida. A inserção da Sulfanilamida na estrutura da Bentonita deu-se por troca catiônica em diferentes pHs, e a sua entrada foi confirmada por meio de DRX e TG, onde atestou-se que o pH (pH = 4 e pH = 7) não interferiu na quantidade de antibiótico adsorvido, ficando em torno de 5 %. Os filmes compósitos contendo antibiótico mostraram-se eficientes frente aos microrganismos Staphylococcus aureus e Escherichia coli, qualificando-os como coberturas promissoras para feridas.Tese Adsorção em quitosana reticulada a partir de soluções binárias e ternárias de fármacos aniônicos(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-12-19) Oliveira, Kéville Pereira de; Fonseca, José Luís Cardozo; http://lattes.cnpq.br/8143800826985556; http://lattes.cnpq.br/5527234465726091; Sant`anna, Carlos Mauricio Rabello de; Menezes, Fabricio Gava; Braga, Tiago Pinheiro; Santos, Zilvam Melo dosO lançamento inadequado dos resíduos farmacológicos em diferentes matrizes ambientais tornou-se uma grande preocupação em todo o mundo, uma vez que os fármacos e seus metabólitos podem causar efeitos adversos aos ecossistemas e à saúde humana. Em razão disso, diversos estudos têm sido realizados com a finalidade de remover esses contaminantes emergentes do ambiente aquático por meio de métodos de remediação. Assim, esta pesquisa tem por objetivo compreender os aspectos termodinâmicos envolvidos na remoção dos fármacos cromoglicato de sódio (CG) e diclofenaco de sódio (DF) em solução aquosa pelo processo de adsorção utilizando quitosana reticulada. As amostras de quitosana reticulada (QR) e as demais que foram submetidas ao processo de adsorção foram caracterizadas pelas técnicas de espectroscopia de absorção no infravermelho, difração de raios-X, potencial zeta, microscopia eletrônica de varredura e termogravimetria. Em relação às análises do equilíbrio de adsorção em sistema binário, foram realizadas utilizando quatro diferentes temperaturas (15, 25, 35 e 45 °C) e no ternário a 25 °C. Para estimar os parâmetros das isotermas de adsorção, os dados experimentais foram ajustados com as seguintes isotermas de adsorção: Langmuir, Freundlich, Sips, Redlich-Peterson e Frumkin. Para tanto, as soluções aquosas contento um ou dois fármacos, foram quantificados por meio do desenvolvimento de curvas analíticas obtidas a partir dos dados experimentais medidos pelo método de espectrofotometria UV-Vis. Os resultados obtidos através das técnicas de caracterização validaram a metodologia utilizada para a reticulação da quitosana e demonstraram a presença de cargas positivas em sua superfície. Verificou-se também que os fármacos adsorvem apenas na superfície do polímero. Em relação ao processo de adsorção, os dados revelaram que, nos sistemas binários, os parâmetros termodinâmicos relacionados à entalpia em baixas concentrações de adsorvato indicaram natureza exotérmica para o CG com valores de -2 e -1 kJ mol-1 , enquanto para o DF foram de 2,1 e 1,7 kJ mol-1 confirmando ser endotérmica. Esses valores foram calculados utilizando as contantes de equilíbrio de Redlich-Peterson e Frumkin, respectivamente, por ter sido um dos melhores modelos matemáticos a serem ajustados aos dados experimentais. Além disso, os fatores entrópicos desempenharam um papel muito importante, principalmente para o DF, e a adsorção sendo mais favorável para o CG. Em altas concentrações ocorre uma inversão da situação, ou seja, a adsorção do DF torna-se mais favorável, sendo endotérmica para ambos os fármacos. Já em relação à adsorção em sistemas ternários, em concentrações mais baixas, a adsorção de CG é favorecida, principalmente, por ser mais favorável em termos de energia livre de adsorção de Gibbs. A uma determinada concentração crítica, a adsorção muda drasticamente, na forma de uma clara descontinuidade na isoterma de adsorção. Após essa descontinuidade, em concentrações mais altas, a adsorção é favorecida para o DF, por motivo da interação atrativa dos grupamentos laterais. Por fim, foi evidenciado que os fármacos adsorvem espontaneamente em superfície de QR, sendo mais uma alternativa de partículas que podem ser aplicadas em tratamento de efluentes que contém resíduos farmacológicos.Tese Produção de hidrocarbonetos renovavéis a partir da pirólise termocatalítica de sebo bovino utilizando catalisadores mesoporosos de óxidos metálicos(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-09-04) Pinto, Vasco de Lima; Gondim, Amanda Duarte; Santos, Anne Gabriella Dias; https://orcid.org/0000-0001-6202-572X; http://lattes.cnpq.br/6738828245487480; http://lattes.cnpq.br/2670810173382356; Braga, Tiago Pinheiro; https://orcid.org/0000-0001-9543-7368; http://lattes.cnpq.br/9170391410490804; Romano, Pedro Nothaft; Silva, Edjane Fabiula Buriti da; Barbosa, Felipe Fernandes; Santos, Nataly Albuquerque dosA necessidade de estudar novas fontes de energia aumentou devido aos problemas causados pelo uso de combustíveis fósseis, tais como chuvas ácidas, efeito estufa e aquecimento global. Isso também impacta a sociedade, ameaçando a sobrevivência da humanidade e a sustentabilidade a longo prazo. Foi realizado um estudo sobre catalisadores mesoporosos MCM41 com óxidos metálicos incorporados (Co/MCM-41, Mo/MCM-41, Ni/MCM-41, CoMo/MCM41, NiMo/MCM-41 e NiCo/MCM-41) para produzir hidrocarbonetos renováveis a partir do sebo bovino. A matéria-prima foi caracterizada fisicoquimicamente, e os catalisadores sintetizados tiveram suas características estruturais, químicas e morfológicas analisadas por meio de Difração de Raio-X (DRX), Fluorescência de Raio-X (FRX), Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) acoplada a Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS), comprovando a formação e conservação das estruturas porosas após a impregnação dos óxidos metálicos. As energias de ativação com e sem catalisadores foram determinadas de acordo com os métodos isoconversionais propostos por Ozawa-Flinn-Wall (OFW) e por Kissinger Akahira Sunose (KAS), a partir de análises termogravimétricas do sebo bovino e das misturas do sebo bovino com os catalisadores, com taxas de aquecimento (β) de 10, 20 e 30 °C/min e taxas de conversão (α) de 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 e 90%. Os catalisadores produzidos neste estudo, de acordo com os dois métodos, mostraram-se efetivos na diminuição da energia de ativação (Ea) na reação de degradação termocatalítica do sebo bovino. A Ea média da degradação térmica do sebo bovino foi de 188,1 e 186,2 kJ/mol pelos modelos OFW e KAS, respectivamente. Já com a presença dos catalisadores, a Ea média encontrada apresentou valores menores, com destaque para as reações na presença de Mo/MCM-41, com 147,8 (OFW) e 143,8 kJ/mol (KAS), representando uma redução média de aproximadamente 21% da Ea da matéria-prima segundo o modelo OFW e de aproximadamente 22% segundo o modelo KAS. Ambos os modelos utilizados mostraram resultados satisfatórios, apresentando R2 acima de 0,95, confirmando a confiabilidade dos métodos. Esses resultados foram essenciais na obtenção dos parâmetros da pirólise termocatalítica. A reação de pirólise térmica do sebo bovino produziu elevado percentual de hidrocarbonetos (31,76%). Esse percentual aumentou com a adição de catalisadores ao processo reacional, obtendo-se cerca de 75% com CoMo/MCM-41, 76% com Ni/MCM-41 e 85% com NiCo/MCM-41. Conforme o percentual de hidrocarbonetos formados na pirólise térmica, verificou-se a produção de 52,2% na faixa do bioquerosene, 70,4% na faixa do diesel verde e 14,6% de hidrocarbonetos com cadeias acima de C24. Enquanto a pirólise termocatalítica favorece a desoxigenação por descarboxilação, produzindo um percentual ainda maior de hidrocarbonetos, principalmente na faixa do diesel verde. A utilização dos catalisadores MCM-41, Ni/MCM-41, Mo/MCM-41, Co/MCM-41, NiMo/MCM-41, CoMo/MCM-41 e NiCo/MCM-41 produziu, respectivamente, 51,0%, 34,0%, 38,6%, 42,8%, 32,5%, 36,8% e 40,0% na faixa do bioquerosene de aviação e 87,9%, 88,6%, 83,0%, 90,6%, 98,4%, 95,7% e 93,3% na faixa do diesel verde. Assim, a produção de bio-óleo a partir do sebo bovino por pirólise catalítica mostra-se como alternativa promissora, mediante a elevada produção de hidrocarbonetos em detrimento de compostos oxigenados, mantendo-se, portanto, como uma matéria-prima importante na produção de biocombustíveis e na minimização de impactos ambientais derivados de sua produção, utilizando catalisadores impregnados com óxidos metálicos.Tese Aplicação da oxidação eletroquímica para a geração de oxidantes fortes, geração de produtos de valor agregado e degradação de paracetamol, cafeína e olanzapina em efluentes sintéticos(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-07-27) Costa, Letícia Gracyelle Alexandre; Huitle, Carlos Alberto Martinez; http://lattes.cnpq.br/2485073932883264; http://lattes.cnpq.br/8636820022425477; Gondim, Amanda Duarte; https://orcid.org/0000-0001-6202-572X; http://lattes.cnpq.br/6738828245487480; Araújo, Danyelle Medeiros de; Santos, José Eudes Lima; Henrique, João Miller de MeloOs tratamentos eletroquímicos de efluentes estão enfrentando uma mudança de paradigma, ao invés de se alcançar a completa mineralização dos poluentes orgânicos os pesquisadores estão buscando dar valor econômico aos produtos gerados durante o processo de degradação. Um dos produtos que são eletrogerados no processo de oxidação eletroquímica são os ácidos graxos voláteis. Esses ácidos são commodities usados em diversos segmentos industriais como a indústria alimentícia, têxtil, farmacêutica. Este trabalho tem como objetivo avaliar a eficiência da oxidação eletroquímica na degradação de compostos farmacêuticas, buscando encontrar as melhores condições tanto para a remoção desses poluentes orgânicos quanto para a eletrogeração de ácidos graxos voláteis. Os resultados alcançados durante a pesquisa estão divididos em três capítulos. O primeiro capítulo apresenta uma revisão da literatura sobre a produção dos oxidantes persulfato e peroxofosfato e sua aplicação na remoção de contaminantes farmacêuticos. O segundo capítulo apresenta a avaliação do poder oxidante das soluções de persulfato e peroxofosfato eletrogeradas para a aplicação ex situ. Foi observado que o aumento na densidade de corrente é proporcional ao aumento da concentração do oxidante eletrogerado. No processo de oxidação ex situ alcançou-se a remoção de paracetamol de 46,66% para o persulfato e de 47,15% para o peroxofosfato. A melhor condição para esse tipo de aplicação foi utilizando a menor razão volume de contaminante/volume de oxidante (0,5). Já o terceiro capítulo, apresenta os resultados encontrados na oxidação eletroquímica dos compostos farmacêuticos paracetamol, cafeína e olanzapina. Os experimentos foram realizados em uma célula utilizando ânodo de Diamante Dopado com Boro (DDB), utilizando como eletrólitos de suporte ácido sulfúrico e sulfato de sódio 0,5 mol L-1. O processo de degradação eletroquímica e de formação de ácidos foi monitorado por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência. Foi possível observar que utilizando ácido sulfúrico como eletrólito, a degradação dos compostos foi alcançada mais rapidamente, pois o meio ácido auxiliou na solubilização dos contaminantes e favoreceu a produção de persulfato. Experimentos adicionais com ácido perclórico foram realizados na mesma condição para avaliar a influência do radical sulfato na degradação. Ao comparar os experimentos, comprovou-se que o radical sulfato é o principal responsável pela eficiência do processo. Os resultados de Carbono Orgânico Total mostraram que apesar de haver completa degradação do poluente, a matéria orgânica presente no efluente não foi completamente consumida, indicando que houve a produção de novos produtos orgânicos. Por meio das análises cromatográficas, verificou-se a formação de ácido acético, ácido fórmico e ácido oxálico nos experimentos com ácido sulfúrico como eletrólito. Já para os experimentos com sulfato de sódio, foram encontrados os ácidos acéticos, fórmico, tartárico e salicílico. Experimentos de germinação com sementes de alface foram realizados como ensaios iniciais, buscando avaliar toxicidade do efluente após o tratamento, para a futura utilização desse efluente no reuso agrícola. Apenas as sementes que foram regadas com o efluente tratado com sulfato de sódio germinaram. Conclui-se que a oxidação eletroquímica é um processo eficiente tanto para a geração de espécies oxidantes para as aplicações in situ e ex situ, como para a eletrogeração de ácidos carboxílicos.Tese Produção de hidrocarbonetos renováveis a partir da pirólise catalítica da microalga Monoraphidium sp. com material microporoso (HZSM-5)(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-07-26) Ferreira, Isabelle Mariane de Lima; Gondim, Amanda Duarte; https://orcid.org/0000-0001-6202-572X; http://lattes.cnpq.br/6738828245487480; http://lattes.cnpq.br/3857170789537576; Araújo, Antonio Souza de; http://lattes.cnpq.br/9770622597949866; Huitle, Carlos Alberto Martinez; Silva, Edjane Fabiula Buriti da; Carvalho, Fabíola Correia deO potencial energético da microalga da espécie Monoraphidium sp. foi explorado como matéria-prima para a produção hidrocarbonetos renováveis. Para isto, a biomassa foi submetida a pré-tratamentos físico-químicos com o objetivo de facilitar o acesso intracelular das microalgas. Os hidrocarbonetos renováveis da biomassa tratada foram obtidos através dos processos de pirólise térmica e catalítica na presença do catalisador HZSM-5. A zeólita HZSM-5 foi sintetizada e caracterizada por Difração de raios-X (DRX), análise de área superficial (BET), Espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), Microscopia eletrônica de varredura (MEV) e Determinação da acidez pelo método de adsorção de base (n-butilamina). As análises de DRX confirmaram a formação da estrutura cristalina do tipo MFI, com padrões semelhantes ao definido pela International Zeolite Association (IZA). A análise de acidez evidenciou a presença dos sítios ácidos na zeólita necessários para as reações na pirólise catalítica. Os parâmetros cinéticos envolvidos nas reações de pirólise da biomassa da microalga foram estimados através do desenvolvimento dos modelos Ozawa-Flynn-Wall (FWO) e Kissinger- Akahira- Sunose (KAS), com o auxílio da análise termogravimétrica (TGA/DTG) nas razões de aquecimento 10, 20, 30 e 40 °C/min. No qual, ficou evidente que os dois modelos geraram dados cinéticos precisos que refletem a conversão térmica da biomassa, resultando em valores médios de energia de ativação de 104,2 e 122,2 kJ/mol (FWO) e 99,96 e 118,2 kJ/mol (KAS). A pirólise levou a formação do produto líquido, bio-óleo que foi caracterizado por Espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e Cromatografia a gás acoplada com um detector de espectrometria de massa (CG-EM). A composição química por CG-EM mostrou que os bio-óleos produzidos têm uma variedade de compostos, e os bio-óleos gerados na pirólise termorcatalítica apresentaram uma redução na distribuição dos oxigenados e aumento de hidrocarbonetos, como um indicativo das reações de desoxigenação promovidas pela zeólita HZSM-5. Além disso, são fontes de hidrocarbonetos renováveis que podem ser precursores de biocombustíveis, pois apresentam hidrocarbonetos na faixa de C6-C20, no qual incluem a faixa de gasolina, diesel e querosene de aviação.Tese Innovative methodologies in the concept of biorefinery for the analysis and derivatization of lignocellulose(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-10-16) Moura, Heloise Oliveira Medeiros de Araújo; Santos, Luciene da Silva; https://orcid.org/0000-0003-1132-5751; http://lattes.cnpq.br/1743478795941955; Rodríguez-Castellón, Enrique; Goicoechea, Hector Casimiro; Campos, Leila Maria Aguilera; Gasparotto, Luiz Henrique da Silva; https://orcid.org/0000-0002-4711-393X; http://lattes.cnpq.br/2649423643904707; Araújo, Renata MendonçaA biorrefinaria de lignocelulose é considerada uma indústria análoga à refinaria de petróleo, com potencial para atender a demanda por combustíveis, produtos químicos e materiais renováveis em um futuro próximo. No entanto, processos de caracterização composicional de potenciais fontes lignocelulósicas, além do tratamento e da conversão heterogênea da celulose extraída, são algumas das principais limitações para ampliar a diversidade de produtos que podem ser obtidos com alta eficiência em biorrefinarias. Neste trabalho, uma série de metodologias inovadoras foi desenvolvida com foco na otimização dos processos desta indústria. Um novo método de caracterização da composição via deconvolução de picos de curvas termogravimétricas derivadas (DTG) foi aplicado à biomassa in natura e celuloses de sabugo de milho (CC) e bagaço de cana-de-açúcar (SB), em comparação com o método padrão, com altas precisão (desvio padrão <1,58%) e exatidão (erro padrão <5,74x10-2 , R2>0,9993 e F>750.926). Além disso, o novo método possibilitou avaliar a eficiência do tratamento e a reatividade da celulose. Em seguida, a otimização da síntese heterogênea de carboximetilcelulose (CMC), um dos derivados de celulose mais importantes comercialmente, foi realizada a partir dessas celuloses residuais por meio de um planejamento experimental DOptimal com 28 experimentos. Os resultados da análise de variância (ANOVA) e da metodologia de superfície de resposta (RSM) provaram com alta precisão (F=67,27; pvalor<0,0001; R2=0,928; desvio padrão=7,0x10-4) e exatidão (baixos resíduos de regressão) que as celuloses residuais extraídas são promissoras para produzir CMC em condições mais amenas em comparação com a literatura, rendendo cerca de 279% (m CMC/m celulose) de CMC solúvel em água. Finalmente, um hidrato salino de zinco foi usado como solvente e sistema reacional para a carboximetilação one-pot de celulose em meio homogêneo, em um processo novo, mais eficiente e ambientalmente amigável. A carboximetilação foi comprovada após apenas 30 min de reação por testes de solubilidade e análises espectroscópicas, bem como a complexação de Zn2+ pelos grupos carboxilato. A difração de raios X e os resultados microscópicos comprovaram que se trata de um nanomaterial (10-36 nm) organizado em uma microestrutura cúbica formada pela agregação de nanopartículas. Assim, a nanoZnCMC é o primeiro biopolímero de coordenação baseado em celulose relatado na literatura. Este material apresenta potencial para aplicações de alta tecnologia, abrindo assim um novo capítulo para estudos na síntese homogênea de materiais inovadores de fontes renováveis.Tese Avaliação computacional de inibidores de fosfolipase a 2 de peçonha de bothrops brazili(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-09-29) Diniz, Eduardo Augusto da Silva; Vieira, Davi Serradella; https://orcid.org/0000-0001-8353-6262; http://lattes.cnpq.br/4185159774625471; http://lattes.cnpq.br/0856200820997790; Albuquerque, Anderson dos Reis; Barbosa, Euzebio Guimarães; http://lattes.cnpq.br/3197108792266393; Freitas, Gutto Raffyson Silva de; Monteiro, Norberto de Kassio VieiraA miotoxicidade causada por picada de serpentes surge como um dos principais problemas dos acidentes ofídicos, pois não é bem neutralizada pela soroterapia atual. Uma alternativa promissora é a busca por pequenas moléculas inibidoras que possam atuar eficientemente contra múltiplos componentes do veneno. A fosfolipase A2 (PLA2) é frequentemente encontrada no veneno de serpentes e geralmente está associada à miotoxicidade. Assim, representa um excelente alvo para a busca de novos tratamentos. Inicialmente foi estudado a interação da PLA2 com modelos de membrana compostas por 1-palmitoil-2-oleoil fosfatidilglicerol (POPG) e 1-palmitoil-2-oleoil fosfatidilcolina (POPC) para identificar os resíduos da proteína mais importantes para interação com a membrana. Posteriormente, analisou-se o efeito da temperatura na inibição das propriedades catalíticas da PLA2 do veneno de Bothrops brazili pelos ácidos rosmarínico (RSM) e clorogênico (CHL) através de abordagens experimentais e computacionais. Três temperaturas foram avaliadas (25, 37 e 50°C). Na seção experimental, ensaios enzimáticos mostraram que RSM é um melhor inibidor em todas as três temperaturas. A 50°C, a eficiência de inibição diminuiu significativamente para ambos os ácidos. Estudos de docking revelaram que ambos os ligantes se ligam ao canal hidrofóbico do dímero da proteína onde o fosfolipídio se liga no processo catalítico, interagindo com vários resíduos funcionais. Neste contexto, RSM apresenta melhores energias de interação devido a interações mais fortes com a cadeia B do dímero. Simulações de dinâmica molecular mostraram que RSM pode estabelecer interações seletivas com ARG112B de PLA2, que está localizado próximo a resíduos do suposto sítio de ruptura de membrana em estruturas PLA2-like. A afinidade dos ácidos RSM e CHL para PLA2 é ditada principalmente por interações eletrostáticas, especialmente interações estabelecidas com os resíduos ARG33B (para CHL) e ARG112B (RSM) e ligações de hidrogênio com o resíduo ASP89A. A incapacidade do CHL em estabelecer uma interação estável com o ARG112B foi apontada como o motivo de sua menor eficiência de inibição. A menor estabilidade conformacional da proteína promovida pelos ligantes a 37°C para CHL e a 50°C para RSM foi apontada como a razão da menor eficiência de inibição nessas respectivas temperaturas.Tese Development of analytical methodologies based on advanced chemometric tools coupled with spectroscopic techniques for screening and quantifying fossil fuel adulteration(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-09-21) Câmara, Anne Beatriz Figueira; Santos, Luciene da Silva; Lima, Kassio Michell Gomes de; https://orcid.org/0000-0002-3827-3800; http://lattes.cnpq.br/6928918856031880; https://orcid.org/0000-0002-4135-5639; http://lattes.cnpq.br/9992329938705159; Santos, Daniele Cristina Muniz Batista dos; Menezes, Ana Carolina de Oliveira Neves; Moraes, Edgar Perin; https://orcid.org/0000-0002-1998-8042; http://lattes.cnpq.br/0705932816454884; Teixeira, Leonardo Sena GomesA adulteração de combustíveis é uma prática ilegal que envolve o processo de mistura de outros compostos com combustíveis tradicionais, normalmente utilizando substâncias de menor qualidade e mais baratas, com o objetivo de aumentar o volume de combustível e obter lucros ilegais. Esta prática ilegal tem implicações de longo alcance, incluindo poluição ambiental, danos no motor e riscos para a saúde. Normalmente, os fraudadores empregam substâncias não taxadas que apresentam propriedades semelhantes e miscibilidade com combustíveis, como querosene e óleos vegetais residuais, tornando sua detecção desafiadora por meio dos métodos físico-químicos convencionais empregados no mercado. Diante destes desafios, esta pesquisa visa desenvolver metodologias analíticas avançadas utilizando ferramentas quimiométricas. A partir dessas técnicas, buscamos aprimorar o rastreamento e quantificação da adulteração de combustíveis, permitindo uma identificação mais precisa e eficiente de substâncias ilícitas em combustíveis. Os resultados deste estudo contribuirão para combater esse problema generalizado e proteger o meio ambiente, os motores, a saúde pública e a receita do governo. Para isso, 60 amostras de diesel e 98 amostras de querosene de aviação (JET-A1) foram aplicadas para simular o processo de adulteração com querosene (KS) para a aplicação de modelos quimiométricos acoplados a técnicas espectroscópicas. Os algoritmos de classificação permitiram classificar as misturas de acordo com as bandas de absorção de IR atribuídas a produtos de oxidação, como fenóis e ácido carboxílico, com alta precisão e 100% de sensibilidade e especificidade tanto para diesel quanto para JETA1. MCR-ALS e PLS foram capazes de detectar e quantificar KS nos combustíveis com alta precisão (RMSEP<1,64%; R2>0,995). MCR-ALS com restrição de área PARAFAC combinadas com espectroscopia de fluorescência com matriz de emissão de excitação (EEM) permitiram a quantificação de JET-A1. Além disso, ambos os modelos também quantificaram o conteúdo de KS com alta precisão (RMSEP = 5,36%). MCR-ALS se destacou por recuperar o perfil espectral dos adulterantes, separando-o do espectro do combustível. Além disso, a metodologia desenvolvida teve um desempenho geral superior aos métodos físico-químicos tradicionais usados para rastrear a adulteração, mostrando seu potencial para futura aplicação no controle de qualidade de combustível in loco.Tese Remoção de microplástico de efluente sintético através de adsorventes tratados com microemulsão(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-09-13) Oliveira, Andrey Costa de; Dantas, Tereza Neuma de Castro; http://lattes.cnpq.br/0676872399141537; http://lattes.cnpq.br/7794456925056409; Fonseca, José Luís Cardozo; http://lattes.cnpq.br/8143800826985556; Santos Júnior, José Ribeiro dos; Moura, Maria Carlenise Paiva de Alencar; Souza, Tamyris Thaise Costa deO acúmulo de plásticos no meio ambiente vem se tornando cada vez mais uma preocupação global. Pauta no relatório da ONU de outubro de 2021 e de outros órgãos importantes, é perceptível a necessidade de se discutir sobre o tema e buscar soluções. Dentre os impactos desses materiais, os microplásticos (partículas com dimensões inferiores a 5 mm) vem ganhando destaque devido a presença, muitas vezes imperceptível, no ambiente. Nos oceanos, são confundidos com alimentos pela fauna e muitas vezes não são devidamente removidos nas estações de tratamento de água e esgoto (ETAE). Desse modo, esse trabalho buscou estudar formas de remover esse contaminante de efluentes. A forma estudada foi através do uso de adsorventes tratados com tensoativos utilizando a decantação para separá-los, uma vez que, devido à estrutura do tensoativo e dos adsorventes, estes poderiam ter alguma interação com os microplásticos, tornando possível sua extração. O efluente utilizado nos testes foi obtido através da contaminação de água destilada por microplásticos adquiridos sinteticamente. Contudo, foram comparados através do espectro do FTIR com microplásticos reais, retirados da ETE da UFRN. Dentre os tensoativos testados, foi escolhido o Tween 80, pois, além da baixa toxicidade, ele apresentou eficiente interação com o plástico, que foram comprovadas via análise por FTIR. Quanto aos adsorventes, foram selecionados: bentonita, diatomita, bagaço de coco, de cana e da casca da banana; todos eles passaram pelo tratamento com microemulsão para posterior aplicação no tratamento do efluente. A quantificação de microplástico foi feita através do espectro do FTIR da área de pico para diferentes massas de microplástico que variava com a absorbância. Para os testes de adsorção, foi necessário aplicar o método NOAA para separar os microplásticos dos adsorventes após a remoção. Como resultado, tem-se que o bagaço da casca de banana apresentou a maior eficiência dentre os adsorventes não tratados: 70%. Já entre os adsorventes tratados, o bagaço de cana apresentou quase 80% de microplástico removido. Logo, observa-se que a adsorção pode ser um método viável e eficiente para a remoção de microplásticos de efluentes contaminados.