Maria Lucia Caetano Pinto da Silva.

Projeto de infra estrutura

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Projeto de pesquisa

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A reutilização de óleos e gorduras vegetais residuais (OGR) de processos de fritura de alimentos tem sido utilizado como uma boa alternativa para a produção de biocombustível, uma vez que aproveita o óleo vegetal como matéria-prima para essa produção, após a sua utilização na cadeia alimentar, agregando valor a esse resíduo e diminuindo o impacto causado ao meio ambiente. Esse projeto visa desenvolver uma metodologia de avaliação da qualidade do biodiesel produzido a partir de óleo e gordura residual (OGR) proveniente da fritura de alimentos, bem como determinar a sua estabilidade durante a estocagem. As principais variáveis condicionantes que afetam a produção e a estocagem desse biocombustível serão estudadas, tais como: matéria-prima, rotas tecnológicas, processos de purificação e estabilidade oxidativa, que serão correlacionadas com a qualidade do produto final através do perfil olfativo e de acordo com as normas da Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP). O nariz eletrônico será utilizado como instrumento de medida alternativa para a determinação de características importantes no processo, além das técnicas de análise multivariada para a interpretação dos resultados a serem obtidos. Esta pesquisa permitirá o desenvolvimento de uma nova metodologia de análise para a identificação antecipada de matérias-primas, que garantirão a qualidade final e estocagem de um biocombustível de grande importância para o país, com considerável redução do tempo e sem a necessidade de se utilizar equipamentos sofisticados e de alto custo..

Neste projeto, pretende-se explorar o desenvolvimento de fotocatalisadores híbridos semicondutor/ZnO/xerogel de carbono, visando aumentar a eficiência quântica do processo de degradação de poluentes orgânicos, sendo esta, a maior inovação tecnológica, considerando que o efeito catalítico deste sistema ternário nunca foi estudado na literatura. O ZnO foi escolhido por possuir elevado desempenho na descontaminação de efluentes aquosos, devido a sua eficiente geração de H2O2, maiores taxas de reação e mineralização, maior numero de sítios ativos e alta reatividade superficial. Contudo, sua absorção de radiação na região visível é limitada e o tempo de recombinação das cargas fotogeradas é baixo, ocasionando uma baixa eficiência fotocatalítica. Com isso, para melhorar a eficiência do ZnO tem-se que intensificar a excitação do semicondutor sob irradiação visível e diminuir a recombinação do par h+/e-. Uma maneira eficaz de aumentar sua fototividade é acoplá-lo a outro semicondutor por meio de heterojunções do tipo II ou de esquema Z. Nestes tipos de heterojunções, o potencial das bandas de condução e de valência dos semicondutores são diferentes, promovendo a transferência de carga fotogenerada entre eles, aumentando o tempo de recombinação e, consequentemente, a atividade fotocatalítica do material. No caso deste projeto, o semicondutor a ser acoplado ao ZnO deverá possuir banda condução (BC) mais negativa do que a do material supracitado, sendo o ZnS e o g-C3N4 selecionados para tal fim. No entanto, estes sistemas binários possuem área superficial e tempos de recombinação baixos, o que reduz substancialmente suas atividades fotocatalíticas. Adicionalmente, o problema da baixa área superficial será suprimido pelo acoplamento do (g-C3N4 ou ZnS)/ZnO com xerogel de carbono (XC), pois este apresenta excelente condutividade elétrica, elevada área superficial e porosidade, além de sua estrutura porosa ser facilmente manipulada por modificações nos parâmetros de síntese. Será usado tanino ao invés de resorcinol como precursor do XC, o que irá diminuir os custos e impactos ambientais, além de acrescentar valor à inovação tecnológica proposta. A espectroscopia por refletância difusa será a técnica empregada para determinação da energia de gap das amostras e da quantidade de poluente orgânico persistente adsorvido nas mesmas. A morfologia, a análise elementar, e a estrutura cristalina dos materiais obtidos serão determinadas por microscopia eletrônica de varredura, espectrômetria de energia dispersiva, e difratometria de raios X, respectivamente. A ação fotocatalítica do material será avaliada através da decomposição de 4-clorofenol em reator em batelada e reator de leito fluidizado.

O desenvolvimento de semicondutores a base de óxido de zinco é uma boa alternativa para a substituição do TiO2 como fotocatalisador, pois este absorve uma fração maior de espectro UV e possui menor resistência elétrica, aumentando a eficiência do processo fotocatalítico. Entretanto, a fotocorrosão do ZnO é um empecilho para sua ampla aplicação em processos fotocatalíticos. Uma forma de resolver o problema da necessidade de fontes artificiais de radiação UV e da fotocorrosão é através da modificação do fotocatalisador por acoplamento semicondutor-matriz carbonosa. Assim, o ponto principal dessa pesquisa será o desenvolvimento do nanocompósito ZnO-xerogel de carbono. Serão realizadas variações nos parâmetros do processo, tais como, natureza e quantidade de catalisador, concentração de reagentes e pH para obtenção de géis de carbono com porosidade e características (coloidal ou polimérico) distintos. Diferentes métodos de preparação do compósito serão utilizados a fim de melhorar a dispersão da fase inorgânica na fase orgânica, melhorando assim a eficiência quântica do mesmo na degradação de corantes orgânicos..

Descrição: O projeto visa o desenvolvimento de diversos fotocatalisadores e métodos de modificação, visando aumentar a eficiência quântica do processo de degradação de corantes orgânicos através da fotocatálise heterogênea. Especificamente, almeja-se avaliar a viabilidade do uso do óxido de nióbio na fotodegradação de corantes orgânicos em substituição ao TiO2, semicondutor mais utilizado na fotocatálise heterogênea. Adicionalmente, através da deposição de partículas metálicas nos semicondutores preparados, deseja-se diminuir a energia de gap destes, aumentando a sensibilidade dos mesmos à luz visível, melhorando a eficiência quântica do processo fotocatalítico. Em especial, será estudada a preparação do compósito Nb2O5-xerogel de carbono, sendo esta, a maior inovação tecnológica deste projeto, considerando que o efeito catalítico deste compósito nunca foi estudado na literatura. A escolha do tanino como precursor do xerogel visa à diminuição de custos e impactos ambientais, além de acrescentar valor à inovação da proposta. A ação fotocatalítica do material será avaliada através da decomposição de azul de metileno, que será determinada através da espectroscopia no UV-Visível. A espectroscopia por refletância difusa será a técnica empregada para determinação da energia de gap das amostras, da quantidade de corante adsorvido nas mesmas e para a verificação do efeito da da deposição de metais na superfície do catalisador e em sua eficiência catalítica. A porosidade, a morfologia, a análise elementar, o teor de metal, e a estrutura cristalina dos materiais obtidosserão determinadas por isotermas de adsorção-dessorção de nitrogênio, microscopia eletrônica de varredura, espectrômetria de energia dispersiva, espectrometria de emissão ótica com plasma indutivamente acoplado e difratometria de raios X, respectivamente. Com o presente projeto será possível nuclear uma nova linha de pesquisa para a EEL/USP e contribuir para a geração de conhecimentos científicos e para formação de recursos humanos que possam fornecer meios para aumentar a competitividade e a base tecnológica da EEL/USP no desenvolvimento de novos materiais fotocatalíticos. No que se refere ao estado-da-arte, não há trabalhos nacionais publicados enfocando a produção de compósitos Nb2O5/xerogel de carbono, da forma como proposto.

Este projeto visa o desenvolvimento de novos materiais compósitos utilizando uma matriz polimérica de poliuretano flexível expandido (PUF) reforçada com híbridos provenientes da modificação superficial da celulose oriundas de fibras vegetais por óxidos metálicos hidratados. Os híbridos serão preparados em diferentes proporções fibra/óxidos metálicos hidratados e posteriormente caracterizados por difratometria de raios X (DRX), termogravimetria (TGA), calorimetria exploratória diferencial (DSC), microscopia eletrônica de varredura acoplado a um espectrômetro de energia dispersiva (MEV/EDS), análise dinâmico-mecânica (DMA) e calorimetria de combustão. Em seguida, os híbridos serão incorporados as matérias primas que darão origem ao poliuretano via polimerização ?in situ? deste na presença dos híbridos fibra/óxido metálico hidratado (FOMH) e caracterizados pelas mesmas técnicas empregadas para os híbridos e posteriormente submetidos a ensaios mecânicos. Estes materiais compósitos gerados possuem potencial aplicação nas indústrias moveleira, automotiva e aeroespacial nacionais, graças a combinação de baixas densidades, com propriedades mecânicas e de retardância a chama potencialmente maginificadas em função dos efeitos sinergicos da FOMH com a matriz de PUF.

Este trabalho avaliará o emprego do óleo essencial e do bio-óleo da pirólise da casca de laranja como aditivos em biodiesel, estudando sua influência na estabilidade térmica e oxidativa, usando a calorimetria exploratória diferencial bem como, seu poder calorifico, usando a calorimetria de combustão

Neste trabalho serão preparados compósitos baseados em polietileno e celulose proveniente do bagaço de cana de açúcar modificada com óxido de nióbio hidratado (PE: CEL/Nb2O5.nH2O) com diferentes composições. Num primeiro momento será estudada a melhor proporção de óxido de nióbio hidratado a ser precipitado sobre a celulose e caracterizados os híbridos (CEL/Nb2O5.nH2O) obtidos por Difração de raios X (DRX), Termogravimetria (TG), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e Microscopia Eletrônica de Varredura acoplado a um Espectrômetro de Energia Dispersiva (MEV/EDS). Os compósitos PE:CEL/Nb2O5.nH2O serão produzidos, em diferentes composições (97:3, 95:5, 90:10 e 85:15). As propriedades térmicas dos compósitos serão investigadas por DSC, Análise Dinâmico Mecânica (DMA) e TG. O MEV será utilizado para caracterizar a morfologia dos materiais. Caso os compósitos apresentem baixa compatibilidade entre o polietileno e o híbrido, será feito o estudo do melhor agente compatibilizante, em proporções variadas, para promover a melhor adesão interfacial entre a carga e a matriz. Para isto compósitos contendo a melhor proporção PE:CEL/Nb2O5.nH2O e proporções variadas do agente compatibilizante serão processados em uma extrusora dupla rosca. Estes compósitos serão caracterizados por TG, MEV, FTIR e ensaios mecânicos de tração e submetidos a testes de biodegradação em compostagem e em envelhecimento acelerado com ultravioleta. Bolsa de Produtividade em Desenvolvimento Tecnológico e Extensão Inovadora ? pesquisador 2. Processo n° 310304/2009-1

A maior parte de toda a energia consumida no mundo provém do petróleo, carvão e do gás natural. Entretanto, essas são fontes não renováveis e possuem previsão de esgotamento em um futuro próximo. Além disso, os combustíveis fósseis afetam o meio ambiente de forma bastante agressiva, o que faz a população mundial buscar soluções para tais problemas. Alternativas aos combustíveis derivados de petróleo tais como: biodiesel, etanol e hidrogênio satisfazem as necessidades energéticas enquanto coexistem com um impacto mínimo ao meio ambiente. Particularmente, o uso de biodiesel como combustível vem crescendo aceleradamente no mundo inteiro, pois a cadeia de produção deste combustível tem um potencial promissor em vários setores, tais como, social, ambiental e tecnológico. O biodiesel abre oportunidades de geração de emprego no campo, valorizando a mão de obra rural, bem como no setor industrial valorizando a mão de obra especializada na produção do combustível. Quanto ao aspecto ambiental a contribuição é grande, visto que haverá uma redução significativa e quantitativa de níveis de poluição ambiental, pois o biodiesel está livre de enxofre e de compostos aromáticos, emite menor índice de particulados, como HC, CO e CO2, não é tóxico, é biodegradável, é oriundo de fontes renováveis e, com isso, o mundo poderá se beneficiar com menor emissão de carbono. Por outro lado, tem sido reportado um aumento da emissão de óxidos nitrogenados (NOx), bem como problemas de aplicação junto ao motor de ciclo Diesel, tais como: entupimento de filtros, deteriorização e endurecimento de partes internas de borracha e plásticos, depósitos de carbono no motor e nos injetores, problemas de lubrificação e perda de potência. Esses problemas vem sendo atribuídos a presença de impurezas no biodiesel provenientes da transesterificação incompleta do óleo e/ou dos demais resíduos característicos do processo catalítico utilizado, tais como glicerol, metanol ou etanol, água e ácidos graxos livres, bem c

Caracterizar por meio das ténicas termogravimetria e calorimetria exploratória diferencial o biodiesel obtido a partir de diferentes matérias primas lipídicas por rota etilica. Serão também analisados a materia prima utilizada, bem como o subproduto gerado. Edital MCT/CNPq ? 027/2007 (Universal 2007)

Estudar a adsorção de fenol em óxido de nióbio hidratado preparado pelo método daprecipitação convencional (PC) e da precipitação em solução homogenea (PSH).

Este projeto visa estuda a preparação de hibridos celulose/Nb2O5.nH2O e a escolha de agentes compatibilizantes para tratamento superficial do hibrido. Como agentes compatibilizantes serão usados o diisocianato (MDI) e o polietileno modificado com anidrido maleico (PE-MAH) que serão acoplados à superfície da fibra de celulose e do polímero polietileno, respectivamente

Estudar a preparação de compostos híbridos utilizando a crisotila como material suporte onde é depositdo óxido de nióbio hidratado, a partir do nióbio metálico utilizando como agente precipitante uma solução amoniacal. Será estudada também, sua caracterização.

Este projeto tem por objetivo estudar a preparação dos hibridos celulose/oxidos metálicosih dratados, verificando a melhor proporção celulose e Nb2O5.nH2O. Estes hibridos serão caracterizados segundo as técnicas: TG, DSC, DRX,FTIR e MEV/EDS

O objetivo desse trabalho é a síntese de materiais híbridos a partir da deposição de óxido de nióbio (V) hidratado na superfície da quitosana, via precipitação convencional, estudar a preparação de híbridos com relação massa quitosana/óxido em várias proporções e caracterizar os materiais híbridos por difratometria de raios X e análise termogravimétrica (TG).

Estudar as variáveis de preparação do óxido de nióbio (V) hidratado via microemulsão inversa (ME), através de um planejamento fatorial completo, a influência da concentração do agente precursor, a ordem de adição das microemulsões e da razão água/surfatante (W) no tamanho das partículas formadas.

Estudar a adsorção dos surfatantes 2,2'-azobis isobutiramidina (AIBA) e cloreto de 2 metacriloila oxietila trimetila (MADQUAT) em Montmorillonita nacional com estudo das isotermas segundo método de Langmuir

Estudo do processo de intercalação do surfatante CTAB, na matriz fosfato de nióbio preparado a partir do oxido de niobio.

Estudo do processo de intercalação do surfatante CTAB na matriz fosfato de niobio, utilizando como material de partida o niobio metalico.

Como objetivo deste trabalho, serão sintetizados o fosfato de niobio preparado via duas rotas distintas: uma por fusão alcalina do pentóxido de nióbio com carbonato de potássio e a outra com dissolução do nióbio metálico em meio a uma mistura de ácido fluoridrico/nitrico ( 10:1:v/v) e posterior adição de ácido fosfórico.Serão estudadas algumas variáveis de intercalação dos surfatantes brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB) e dodecilsulfonato de sódio (SDS)no fosfato de nióbio preparado, a saber: pré intercalação com sódio, pH da solução, massa de fosfato de nióbio hidratado.

Oxidos metálicos hidratados como o ZrO2. nH2O são materiais anfóteros com capacidade para trocar íons positivos ou negativos dependendo do pH do meio em que se encontram. O óxido metálico será preparado via precipitação em solução homogênea, caracterizado e estudado o comportamento de troca anionica do ZrO2.nH2O frente aos ions sulfato e fosfato.

Este trabalho visa estudar o efeito da agitação no processo de preparação do composto hibrido organico-inorgânico celulose/oxido de zirconio hidratado obtido pelo método da precipitação em solução homogênea

Caracterizar a palha de milho com o objetivo de investigar a possibilidade de materia-prima alternativa para geração de celulose, para utilização como suporte na preparação de material composito.

Este trabalho tem como finalidade a caracterização do pseudocaule da bananeira para produção de celulose.

Este projeto tem como objetivo principal desenvolver látices híbridos de estireno-butadieno (S/B) e estireno-acrilicos (S/A) reforçados com Montmorillonita de origem brasileira. A idéia central neste projeto é sintetizar os copolímeros mencionados acima na presença da argila tal qual e modificada, empregando-se para isto as técnicas de polimerização em emulsão e miniemulsão. Todos os materiais sintetizados serão caracterizados pelas técnicas: GPC, difração de raios-X, FTIR, RMN, espalhamento de luz, CG, DSC, TG, DMA, MET e MEV. O comportamento reológico dos látices híbridos também será estudado, utilizando-se para isto um reômetro rotacional de tensão controlada. Os materiais também serão caracterizados quanto as suas propriedades de barreira a líquidos e a gases.