30 results on '"Fernandes-Machado, Nádia Regina Camargo"'
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2. Catalytic cracking of soybean oil using ZSM5 zeolite
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Emori, Erick Yuki, Hirashima, Fábio Heidi, Zandonai, Cássio Henrique, Ortiz-Bravo, Carlos Andres, Fernandes-Machado, Nádia Regina Camargo, and Olsen-Scaliante, Mara Heloisa N.
- Published
- 2017
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3. Catalytic cracking of crude soybean oil on Beta nanozeolites
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Grecco, Saulo de Tarso Figueiredo, Carvalho, Diego Rodrigues de, Zandonai, Cássio Henrique, Fernandes-Machado, Nádia Regina Camargo, Lião, Luciano Morais, Urquieta-González, Ernesto Antonio, and Rangel, Maria do Carmo
- Published
- 2016
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4. Production of petroleum-like synthetic fuel by hydrocracking of crude soybean oil over ZSM5 zeolite – Improvement of catalyst lifetime by ion exchange
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Zandonai, Cassio Henrique, Yassue-Cordeiro, Patricia Hissae, Castellã-Pergher, Sibele Berenice, Scaliante, Mara Heloisa Neves Olsen, and Fernandes-Machado, Nádia Regina Camargo
- Published
- 2016
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5. Influence of the CeO2 and Nb2O5 supports and the inert gas in ethanol steam reforming for H2 production
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Dancini-Pontes, Isabela, DeSouza, Marcos, Silva, Fernando Alves, Scaliante, Mara Heloisa Neves Olsen, Alonso, Christian Gonçalves, Bianchi, Giselly S., Medina Neto, Antônio, Pereira, Guilherme Mirada, and Fernandes-Machado, Nádia Regina Camargo
- Published
- 2015
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6. Transformation of ethanol into hydrocarbons on ZSM-5 zeolites modified with iron in different ways
- Author
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Calsavara, Valmir, Baesso, Mauro Luciano, and Fernandes-Machado, Nádia Regina Camargo
- Published
- 2008
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7. Hydrocarbons from ethanol using [Fe,Al]ZSM-5 zeolites obtained by direct synthesis
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Fernandes Machado, Nádia Regina Camargo, Calsavara, Valmir, Astrath, Nelson Guilherme Castelli, Neto, Antonio Medina, and Baesso, Mauro Luciano
- Published
- 2006
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8. Synthesis of Na–A and –X zeolites from oil shale ash
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Fernandes Machado, Nádia Regina Camargo and Malachini Miotto, Denise Maria
- Published
- 2005
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9. Vinasse treatment using a vegetable-tannin coagulant and photocatalysis - doi: 10.4025/actascitechnol.v35i1.11011
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Souza, Renata Padilha de, Girardi, Franciélle, Santana, Veronice Sluzarski, Fernandes-Machado, Nádia Regina Camargo, and Gimenes, Marcelino Luiz
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vegetable tannin ,lcsh:TA1-2040 ,TiO2 ,coagulation/flocculation ,vinasse ,lcsh:Engineering (General). Civil engineering (General) ,lcsh:Science (General) ,Engenharia Química ,photocatalysis ,lcsh:Q1-390 - Abstract
The large volume of sugar cane vinasse generated by alcohol distillation motivated current treatment to reduce vinasse volume by a concentration process and to eliminate pollutants in the wastewater. The vinasse concentration by the coagulation/flocculation process favored the use of the thickened sludge either for fertilizing purposes or for biogas production. The photocatalysis treatment of the clarified vinasse mineralized pollutants and reduced toxicity, with subsequent water reuse. The first series of coagulation/flocculation experiments were carried out in a jar-test apparatus at room temperature with samples of 200 mL and several coagulant concentrations. In the second series of experiments, photocatalysis tests were performed on the clarified vinasse obtained by coagulation/flocculation under conditions optimized in the first series of experiments. The photocatalysis tests were performed for five consecutive days with UV irradiation, using TiO2-P25 as photocatalyst. Significant reduction of toxicity, consistent with the reduction in chemical oxygen demand (COD), was found when the photocatalysis treatment subsequent to coagulation/flocculation process was employed. Further, 98% reduction of turbidity and 87% reduction of color were obtained by the coagulation/flocculation process. Coupled to the photocatalysis process, significant reductions in absorbance, toxicity and COD (80%) were also achieved.
- Published
- 2013
10. Production of hydrogen from bioethanol in Cu–Ni/NbxOy catalysts obtained by different preparation methods
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Alves da Silva, Fernando, primary, Dancini Pontes, Isabela, additional, Wurzler, Gleicielle Tozzi, additional, Alonso, Christian Gonçalves, additional, Medina Neto, Antônio, additional, Scaliante, Mara Heloisa Neves Olsen, additional, DeSouza, Marcos, additional, and Fernandes-Machado, Nádia Regina Camargo, additional
- Published
- 2016
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11. Hydrogen production and TOC reduction from gasification of lactose by supercritical water
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Ferreira-Pinto, Leandro, primary, Feirhrmann, Andresa Carla, additional, Corazza, Marcos Lúcio, additional, Fernandes-Machado, Nádia Regina Camargo, additional, dos Reis Coimbra, Jane Selia, additional, Saldaña, Marleny D.A., additional, and Cardozo-Filho, Lúcio, additional
- Published
- 2015
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12. Avaliação da atividade fotocatalítica de Nb2O5 - DOI: 10.4025/actascitechnol.v32i1.3923
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Santana, Veronice Slusarski, Mitushasi, Eduardo Ossamu, and Fernandes-Machado, Nádia Regina Camargo
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sacarose ,beads glass ,NbO ,fotocatálise ,sucrose ,esferas de vidro ,impregnação ,Tratamento e aproveitamento de rejeitos ,photocatalysis ,impregnation ,Nb2O5 - Abstract
As heterogeneous photocatalysis has proved to be one of the most promising methods for the treatment of effluents, the study of photocatalytic activity of new catalysts is of great interest. Thus, degradation tests of burnt sugar solution were conducted through using 2 g of Nb2O5 and TiO2, massic, and Nb2O5 impregnated in glass beads (5.0, 10 and 15% Nb2O5 glass-1) under UV radiation for 168 hours. TiO2 and Nb2O5 were submitted to the agglomeration process (particle size: 0.210 and 0.297 mm) and calcined at 500ºC for 5h. Nb2O5 was solubilized in oxalic acid (0.5 mol L-1) at 70ºC for 8h, mixed with the glass beads, dried at 110ºC for 12h and calcined at 500ºC for 5h. The efficiency of the photocatalytic process was evaluated by UV-VIS spectrophotometry and DNS method. The results showed that catalysts of Nb2O5 are promising for application in photocatalysis, mainly 15% Nb2O5 glass-1, which presented similar results to TiO2. Como a fotocatálise heterogênea é um dos métodos de tratamento de efluentes mais promissores, o estudo da atividade fotocatalítica de novos catalisadores é de primordial interesse. Assim, testes de degradação de solução de sacarose parcialmente caramelizada foram realizados empregando 2 g de Nb2O5 e TiO2 mássicos e Nb2O5 impregnado em microesferas de vidro (5,0, 10 e 15%Nb2O5 vidro-1) sob radiação UV durante 168h. TiO2 e Nb2O5 foram submetidos a processo de aglomeração (tamanho de partícula: 0,210 e 0,297 mm) e calcinados a 500ºC por 5h. Nb2O5 foi solubilizado em ácido oxálico (0,5 mol L-1) a 70ºC por 8h, misturado com as microesferas de vidro, seco a 110ºC por 12h e calcinado a 500ºC por 5h. A eficiência do processo fotocatalítico foi avaliada por espectrofotometria UV-VIS e método DNS. Os resultados mostraram que catalisadores de Nb2O5 são promissores para aplicação em fotocatálise, principalmente o 15% Nb2O5 vidro-1, o qual apresentou resultados semelhantes ao do TiO2.
- Published
- 2009
13. Thermodynamic analysis of autothermal reforming of methane via entropy maximization: Hydrogen production
- Author
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de Souza, Thiago Leandro, primary, Rossi, Carla de Cássia Rodrigues da Silva, additional, Alonso, Christian Gonçalves, additional, Guirardello, Reginaldo, additional, Cabral, Vladimir Ferreira, additional, Fernandes-Machado, Nádia Regina Camargo, additional, Specchia, Stefania, additional, Zabaloy, Marcelo Santiago, additional, and Cardozo-Filho, Lúcio, additional
- Published
- 2014
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14. Photodegradation of sugarcane vinasse: evaluation of the effect of vinasse pre-treatment and the crystalline phase of TiO2.
- Author
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De Souza, Renata Padilha, Ferrari-Lima, Ana Maria, Pezoti, Osvaldo, Sluzarski Santana, Veronice, Luiz Gimenes, Marcelino, and Fernandes-Machado, Nádia Regina Camargo
- Abstract
Copyright of Acta Scientiarum: Technology is the property of Universidade Estadual de Maringa and its content may not be copied or emailed to multiple sites or posted to a listserv without the copyright holder's express written permission. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract. (Copyright applies to all Abstracts.)
- Published
- 2016
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15. Support influence on Ni–Cu catalysts behavior under ethanol oxidative reforming reaction
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Furtado, Andréia Cristina, primary, Alonso, Christian Gonçalves, additional, Cantão, Mauricio Pereira, additional, and Fernandes-Machado, Nádia Regina Camargo, additional
- Published
- 2011
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16. Avaliação da atividade fotocatalítica de Nb2O5
- Author
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Fernandes-Machado, Nádia Regina Camargo, primary, Santana, Veronice Slusarski, additional, and Mitushasi, Eduardo Ossamu, additional
- Published
- 2010
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17. Bimetallic catalysts performance during ethanol steam reforming: Influence of support materials
- Author
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Furtado, Andréia Cristina, primary, Alonso, Christian Gonçalves, additional, Cantão, Mauricio Pereira, additional, and Fernandes-Machado, Nádia Regina Camargo, additional
- Published
- 2009
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18. Utilização de zeólitas sintetizadas a partir de xisto retortado na remoção de arsênio em águas contaminadas
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Fernandes-Machado, Nádia Regina Camargo, primary and Miotto-Bigatão, Denise Maria Malachini, additional
- Published
- 2007
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19. Vinasse treatment using a vegetable-tannin coagulant and photocatalysis.
- Author
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de Souza, Renata Padilha, Girardi, Franciélle, Santana, Veronice Sluzarski, Fernandes-Machado, Nádia Regina Camargo, and Gimenes, Marcelino Luiz
- Abstract
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- Published
- 2013
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20. Avaliação da atividade fotocatalítica de Nb2O5.
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Santana, Veronice Slusarski, Mitushasi, Eduardo Ossamu, and Fernandes-Machado, Nádia Regina Camargo
- Abstract
Copyright of Acta Scientiarum: Technology is the property of Universidade Estadual de Maringa and its content may not be copied or emailed to multiple sites or posted to a listserv without the copyright holder's express written permission. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract. (Copyright applies to all Abstracts.)
- Published
- 2010
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21. Imobilização de dióxido de titâno em telas para utilização em processo fotocatalíticos
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Oliveira, Daiane Marques de, Souza, Marcos de, Fernandes-Machado, Nádia Regina Camargo, Scaliante, Mara Heloisa Neves Olsen, and Calsavara, Valmir
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660.2995 ,Engenharias ,Toxicidade ,Fotocatálise ,Engenharia Química ,Corantes - Abstract
Orientador: Prof. Dr. Marcos de Souza Coorientadora: Prof.ª Dr.ª Nádia Regina Camargo Fernandes Dissertação (mestrado em Engenharia Química) - Universidade Estadual de Maringá, 2018 RESUMO: Os Processos Oxidativos Avançados (POAs) tornaram-se uma alternativa promissora para o tratamento de efluentes, em particular a fotocatálise. A utilização de dióxido de titânio (TiO2) como fotocatalisador principal, já é muito conhecida de todos os pesquisadores da área, principalmente em suspensão, porém devido à dificuldade de retirar esse pó do efluente tratado, vem se consagrando a ideia de utilizar catalisador imobilizado. Com o catalisador imobilizado, pode-se reutilizá-lo com uma maior facilidade, sem a necessidade de tratamentos adicionais para remover o catalisador da solução final, porém encontrar um modo de imobilização que seja aderente ao suporte e que permita utilizá-lo por diversas vezes sem perda de catalisador para o meio é uma grande dificuldade desse tipo de pesquisa, sendo ainda fotocataliticamente ativo. O objetivo foi encontrar uma metodologia de imobilização de TiO2 em telas que serão utilizadas em reações fotocatalíticas. A síntese foi realizada pelo método sol-gel, onde avaliou-se o melhor método de imobilização, suporte, natureza do catalisador e ainda o tempo de tempo de secagem final, com a finalidade de produzir um revestimento uniforme, liso e sem rachaduras que possibilite a sua reutilização em diversas reações de fotocatálise. A imobilização foi confirmada por espectroscopia eletrônica dispersiva (EDS), fluorescência de raios X (FRX) e Espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e refletância total atenuada (ATR) e ainda conseguiu-se encontrar a energia de band-gap da tela imobilizada. O melhor resultado dentre os catalisadores analisados foi TiO2 P25 imobilizado em tela de serigrafia, pelo método de imersão e com tempo de secagem final de 36h. Esta tela foi utilizada em reações de fotocatálise com o corante azul de metileno e alaranjado de metila, avaliaram-se as condições iniciais ideais de concentração e pH para a reação, onde obteve-se resultados de descoloração quase sempre superiores a 90% e por fim confirmou-se a diminuição a toxicidade dessas soluções usando a Lactuca sativa e Artemia salina, como bioindicadores ABSTRACT: The advanced oxidative processes are a promising alternative to be used in effluent treatment. Photocatalysis would be a particular example. The use of titanium dioxide (TiO2) as the main photocatalyst, especially when used as a suspension, is already well known to all researchers in the area. However due to the difficulty in removing it from the treated effluent, an idea to use it as an immobilized catalyst has emerged. Using such catalyst, lets us reuse it with greater ease, without the need of additional treatments for its removal from the final product. The biggest problem for this type of catalyst is finding an immobilization methodology that allows for an adherent support, with a resulting product which can be used several times with no catalyst loss to the medium and remains photocatalytically active. Our goal was to find a methodology for the immobilization of TiO2 in screens which will be used in photocatalytic reactions. The synthesis was made using the sol-gel method, in which evaluated the best: method for immobilization, support, catalyst's nature and time under thermal treatment; with the purpose of producing a slim and uniform coating, without cracks which could allow its reuse in further photocatalytic reactions. The immobilization was confirmed by energy dispersive x-ray detector (EDX), X-Rays Fluorescence (XRF) and Fourier Transform InfraRed (FTIR) and Attenuated total reflectance (ATR); band gap energy was also found on the immobilized screen. The best result among the analyzed ones was TiO2 P25 immobilized with a serigraphy screen , by the method of immersion and final thermal treatment of 36h. This screen was used in photocatalytic reactions with methylene blue and methyl orange dyes, in which evaluated the ideal initial conditions of dye concentration and pH values were evaluated for reactions which resulted in a discoloration almost always greater than 90%. The decrease in toxicity of the dye solutions was confirmed using Lactuca sativa and Artemia salina as bioindicators 86 f : il. (algumas color.).
- Published
- 2018
22. Fotocatálise heterogênea aplicada à remoção de sulfametoxazol e N4-acetilsulfametoxazol
- Author
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Melo, Joelma Ribeiro de, Gimenes, Marcelino Luiz, Fernandes-Machado, Nádia Regina Camargo, Marques, Rubiane Ganascim, Lima, Ana Maria Ferrari, Moraes, Juliana Carla Garcia, and Souza, Marcos de
- Subjects
Imobilização ,660.2995 ,Engenharias ,Engenharia Química ,Fotocatálise heterogênea ,Sulfametoxazol - Abstract
Orientador: Prof. Dr. Marcelino Luiz Gimenes Coorientadora: Prof.ª Dr.ª Nádia Regina Camargo Fernandes Machado Tese (doutorado em Engenharia Química) - Universidade Estadual de Maringá, 2018 RESUMO: A contaminação de ambientes aquáticos por poluentes de qualquer natureza desperta atenção devido à extrema importância da água. Os antibióticos têm recebido atenção especial devido à capacidade de desenvolvimento de genes de resistência em bactérias patogênicas no meio ambiente e ao caráter de persistência e bioacumulação. Este trabalho teve como objetivo aplicar a fotocatálise heterogênea no tratamento de efluente sintético contendo o antibiótico sulfametoxazol (SMX) e o metabólito n4-acetisulfametoxazol (AcSMX) na presença do catalisador formado por dois óxidos multifuncionais: o óxido de zinco e o dióxido de titânio. ZnO foi sintetizado a partir de dois precursores diferentes, o nitrato (ZnO-A) ou acetato de zinco (ZnO-B) e, o butóxido de titânio para a obtenção do TiO2. O catalisador foi obtido a partir da síntese do ZnO particulado seguido da mistura à solução do precursor de TiO2. A imobilização via dip-coating foi realizada em lâminas de vidro previamente tratadas por lixamento. Os catalisadores foram primeiramente caracterizados para identificar as propriedades estruturais por difração de raios X (DRX) e espectroscopia Raman. Análise química por espectroscopia no infravermelho (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e transmissão (MET) para análise morfológica. A composição química foi avaliada por espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e fotoeletrônica por raios X (XPS). Análise óptica por espectroscopia fotoacústica (PAS) para determinação da energia de band gap. A determinação das propriedades semicondutoras e eletrônicas foi pela caraterização fotoeletroquímica em potencial a circuito aberto (PCA), voltametria (linear e ciclíca) e cronoamperometria. A atividade fotocatalítica foi avaliada em relação à remoção do SMX e AcSMX em água, na concentração de 6,00 mg.L-1, utilizando radiação artificial UV-Vis (15 W), durante 4 h e como catalisadores: TiO2, TiO2/ZnO-A e TiO2/ZnO-B; imobilizados em lâminas de vidro. O efeito do pH (4,0, 7,0 e 9,0) na remoção dos contaminantes e na estabilidade química do ZnO também foi avaliado. O catalisador com melhor desempenho foi utilizado em reações de 4 h e 12 h, avaliando a ecotoxicidade do efluente final com sementes de alface (Lactuca sativa) e microcrustáceo (Artemia salina). A presença de ZnO na fase wurtzita e o TiO2 na fase anatase foram identificadas na heteroestrutura formada, sendo observada em todas a caraterizações realizadas, indicando a interação entre os óxidos formados. O tipo do ZnO adicionado ao TiO2, afetou as propriedades eletrônicas do material heteroestruturado TiO2/ZnO, apesar de ter sido adicionada a mesma quantidade de ZnO (mesma proporção). Em pH 4,0, a remoção do SMX foi mais efetiva, alcançando valores de 59,04% (TiO2), 61,04% (TiO2/ZnO-A) e 40,24% (TiO2/ZnO-B), mas ZnO não foi estável químicamente, apresentando indícios de lixiviação em solução ao final da reação (4 h) para os catalisadores TiO2/ZnO. Entre os óxidos estudados na degradação dos compostos, em pH 7,00, TiO2/ZnO-A foi o catalisador mais eficiente, alcançando 56,17% (SMX) e 31,36% (AcSMX) em 4 h de reação e 88,76% (SMX) e 51,66% (AcSMX) em 12 h de reação. Este resultado foi atribuído ao sinergismo da heterojunção dos óxidos sobre as propriedades eletrônicas do material, pois apresentou o maior tempo de vida e a menor taxa recombinação do par fotogerado. AcSMX mostrou ser resistente à remoção, gerando subprodutos com potencial tóxico, como o SMX, identificado em análise cromatográfica, sendo necessário um tempo muito elevado para que fosse possível sua completa eliminação, indicando a inviabilidade do processo fotocatalítico nas condições avaliadas ABSTRACT: Contamination of aquatic environments by pollutants of any kind arouses attention due to the extreme importance of water. Antibiotics have received special attention because of the ability to develop resistance genes in pathogenic bacteria in the environment and to the character of persistence and bioaccumulation. This work aimed to apply heterogeneous photocatalysis in the treatment of synthetic effluent containing the antibiotic sulfamethoxazole and the metabolite n4-acetylsulfametoxazole in the presence of the catalyst formed by two multifunctional oxides: zinc oxide and titanium dioxide. ZnO was synthesized from two different precursors, the zinc nitrate (ZnO-A) or zinc acetate (ZnOB) and the titanium butoxide to obtain the TiO2. The catalyst was obtained from the isolated ZnO powder synthesis followed by adding to the solution of the TiO2 precursor. The immobilization by dip-coating was performed on glass slides previously treated by sanding. The catalysts were first characterized to identify structural by X-ray diffraction (XRD) and Raman spectroscopy. The chemical analysis was done by infrared spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM) and microscopy electron transmission (MET) for morphological analysis. The chemical composition was evaluated by dispersive energy (EDS) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), for superficial chemical composition. Optical analysis by photoacoustic spectroscopy (PAS) was done to determine band gap energy. The determination of the semiconductor and electronic properties was by photoelectrochemical characterization in open circuit potential (OCP), voltammetry (linear and cyclic) and chronoamperometry. The photocatalytic activity was evaluated by the removal of SMX and AcSMX in water, at a concentration of 6.00 mg.L-1, using UV artificial radiation (15 W) for 4 h and as catalysts: TiO2, TiO2/ZnO-A e TiO2/ZnO-B immobilized on glass slides. The effect of pH (4.0, 7.0 and 9.0) on removal of contaminants and chemical stability of ZnO was evaluated too. The best performance catalyst was used in 4 h and 12 h reactions, evaluating the ecotoxicity of the final efluente with lettuce seeds (Lactuca sativa) and microcrustacean (Artemia salina). The presence of ZnO in the wurtzite phase and the TiO2 in the anatase phase were identified in the formed heterostructure, being observed in all characterizations performed, indicating the interaction between the oxides formed. The type of ZnO added to TiO2 affected the electronic properties of the TiO2/ZnO heterostructured material, although the same amount of ZnO (same ratio) was added. At pH 4.0, the SMX removal was more effective, reaching values of 59.04% (TiO2), 61.04% (TiO2/ZnO-A) and 40.24% (TiO2/ZnO-B), but ZnO was not chemically stable, showing signs of leaching at the end of the reaction (4 h) for TiO2/ZnO catalysts. Among the studied oxides, at pH 7.0, TiO2/ZnO-A was the most efficient catalyst, reaching 56.17% (SMX) and 31.36% (AcSMX) in 4 h of reaction and 88.76% (SMX) and 51.66% (AcSMX) in 12 h of reaction. This result was attributed to the synergism of the heterojunction of the oxides on the electronic properties of the material, since it presented the longest life time and the lowest recombination rate of the photogenerated pair. The AcSMX showed to be resistant to photocatalytic removal, generating degradation products with toxic potential, such as SMX, identified in chromatographic analysis, requiring a very high time for its complete elimination under the conditions evaluated, indicating the inviability of the photocatalytic process under the conditions evaluated xvi, 163 f. : il. (algumas color.).
- Published
- 2018
23. Cinética e mecanismo da reação de reforma de etanol com vapor d’água sobre catalisador bimetálico Cu-Ni/NbxOy
- Author
-
Silva, Fernandes Alves da, Fernandes-Machado, Nádia Regina Camargo, Universidade Estadual de Maringá. Centro de Tecnologia. Departamento de Engenharia Química. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Nádia Regina Camargo Fernandes-Machado, Marcos de Souza, Mara Heloisa Neves Olsen Scaliante, Helton José Alves, and Marcio Schwaab
- Subjects
Brasil ,Reação catalítica (Engenharia química) ,660.2995 ,Etanol ,Reação de reforma ,Catalisadores ,Produção ,Hidrogênio ,Etanol - Reação de reforma ,Suportados ,Hidrogênio - Produção ,Mecanismo ,Catalisadores - Cobre/Niquel - Suportados ,Cinética (Engenharia química) ,Engenharias ,Cobre/níquel ,Engenharia Química - Abstract
Orientador: Prof.ª Dr.ª Nádia Regina Camargo Fernandes-Machado Coorientador: Prof. Dr. Marcos de Souza Tese (doutorado em Engenharia Química)--Universidade Estadual de Maringá, Centro de Tecnologia, Dep. de Engenharia Química, 2017 Resumo: O uso de células a combustível tem sido apontado como uma das tecnologias mais adequadas para a geração de energia devido tanto à sua elevada eficiência quanto à redução na emissão de gases nocivos ao meio ambiente, como NOx e CO, principalmente quando estes dispositivos operam com hidrogênio. Este combustível da célula pode ser obtido de diversas fontes, como a partir da reforma de etanol com vapor d’água, permitindo gerar energia sem o uso de fontes não-renováveis. Além disso, o uso deste bioálcool como fonte de hidrogênio apresenta um ciclo fechado de carbono, portanto, não contribuindo com o aumento de emissões de CO2, um dos responsáveis pelo efeito estufa. A escolha do catalisador, bem como das condições reacionais, é diretamente responsável pelo rendimento nos processos de conversão deste álcool a H2. Neste trabalho, a cinética da reação de reforma de etanol sobre o catalisador Cu-Ni/NbxOy foi investigada na faixa de 400 °C a 500 °C. Este catalisador demonstra elevada seletivida e rendimento na produção de H2 e CO2, além de baixa formação de CH4, ausência de CO e produtos de desidratação. O catalisador foi sintetizado pelo método de coprecipitação e apresentou diferentes estruturas do óxido de nióbio, além da formação de óxido misto entre pentóxido de nióbio e óxido de cobre, detectados através das análises de DRX e RTP-H2, o que favoreceu o efeito de interação metal-suporte. Os perfis de ATG/CDE demonstraram elevada estabilidade térmica, enquanto testes de quimissorção seletiva e micrografias de MEV indicaram elevada dispersão da fase ativa. Os testes catalíticos em função do tempo de contato demonstraram que as etapas que compõem o processo são a desidrogenação a acetaldeído, decomposição a metano e monóxido de carbono e reação de deslocamento gás-água para formação de CO2, que permitiram propor um mecanismo para a reação global de reforma de etanol. Os dados cinéticos obtidos em regime diferencial, isentos de efeitos difusionais, permitiram propor expressões de taxa de reação, considerando diferentes etapas como determinantes, que representaram os dados experimentais satisfatoriamente. Os modelos de desidrogenação e decomposição apresentaram melhor correlação, enquanto o modelo de decomposição do intermediário CH não foi adequado. A equação de Lei de Potências também apresentou baixos desvios entre valores de taxa de reação preditos e observados, mas somente para a faixa de composição na qual foi obtida. Os subprodutos e produtos finais foram adicionados na alimentação do sistema e os valores experimentais de taxa de reação para etanol comparados aos valores fornecidos pelos modelos, o que permitiu validar as expressões. A energia de ativação global estimada foi de 373 kJ/mol. Os modelos cinéticos foram adequados para representar o processo de reforma de etanol com vapor d'água para a produção de hidrogênio no sistema reacional utilizado Abstract: The use of fuel cells has been pointed out as one of the best technologies for energy generation since they present high efficiency and low emission of harmful gases to the environment, like NOx and CO, principally when these devices work with hydrogen. This fuel can be acquired from many sources, as ethanol steam reforming, which generates energy withouth using no-renewable sources. In addition, the use of this bioalcohol as a source of hydrogen has a closed carbon cycle, not contributing to CO2 emissions increase, one of those responsible for the greenhouse effect. The choice of the catalyst, as well as reaction conditions, directly affects the process of ethanol-to-hydrogen conversion. Therefore, kinetics of the ethanol steam reforming reaction on the Cu-Ni/NbxOy catalyst was investigated since 400 ºC to 500 °C range. This catalyst shows a good selective and yield for production of H2 and CO2, besides low formation of CH4, no CO and dehydration products. The catalyst was synthesized by coprecipitation method which presented different niobium pentoxide structures and mixed oxide between niobium pentoxide and copper oxide, detected through the XRD and TPR-H2 analyses. It was observed that the metal-support interaction was favored. TGA/DSC profiles demonstrated high thermal stability, while selective chemisorption and SEM images indicated high dispersion of the active phase. The catalytic tests as a function of the contact time demonstrated that the steps that comprise the global process are dehydrogenation to acetaldehyde, decomposition to methane and carbon monoxide and water-gas shift reaction for production of CO2, which allowed proposing a mechanism for the ethanol reforming reaction. The kinetic data obtained in differential conditions, withouth diffusional effects, led to different rate expressions considering several determining steps, and the experimental data were satisfactorily fitted. The dehydrogenation and decomposition models presented the best correlation, while the CH intermediary decomposition model was not so good. The Power Law equation also presented low deviations between predicted and observed data, but it is restricted to the range of composition in which it was fitted. By-products and products were added to the feed flow system and the experimental reaction rates were compared to the models, which allowed the validation of the expressions. It was estimated the global activation energy, 373 kJ/mol. The kinetic models were suitable to represent the ethanol steam reforming for hydrogen production in the reaction system used
- Published
- 2017
24. Influência da razão SiO2/Al2O3 e da acidez em zeólitas tipo ZSM-5 no craqueamento de óleo de soja bruto
- Author
-
Bravo, Carlos Andres Ortiz, Fernandes-Machado, Nádia Regina Camargo, Scaliante, Mara Heloisa Neves Olsen, Pergher, Sibele Berenice Castellã, Nádia Regina Camargo Fernandes-Machado, Sibele Berenice Castella Pergher, and Mara Heloisa Neves Olsen Scaliante
- Subjects
Catalisador ,Brasil ,Engenharia química ,Fundamentos e aplicação ,Zeólitas ,Zeólitas - Fundamentos e aplicação ,665.35 ,Engenharias ,Acidez ,Zeólitas - Acidez ,Zeólitas - Catalizador - Abstract
Orientador: Prof.ª Dr.ª Nádia Regina Camargo Fernandes-Machado Coorientador: Prof.ª Dr.ª Mara Heloisa Neves Olsen Scaliante Dissertação (mestrado em Engenharia Química) - Universidade Estadual de Maringá, 2017 Zeólita tipo Na-ZSM5 foi sintetizada em três razões SiO2/Al2O3 (30, 60 e 90) e submetidas a três tipos de tratamentos pós-síntese: 1) Lavagem salina (Na-ZSM5L); 2) Troca iônica para a obtenção da sua forma ácida (H-ZSM5) e 3) Impregnação úmida com pentóxido de nióbio (Nb2O5/Na-ZSM5). As variações na razão SiO2/Al2O3 provocaram variações nas propriedades texturais. Além disso, diferenças na razão molar SiO2/Al2O3 foram observadas entre o gel de síntese e a zeólita obtida. Encontrou-se uma tendência geral de diminuição na acidez total do catalisador com o aumento na razão SiO2/Al2O3. Contudo, a relação entre os tipos de acidez (baixa, média ou alta) variou em função do tipo de tratamento pós-síntese realizado, quer dizer, se estava na sua forma sódica, ácida, ou impregnada com nióbio. Por exemplo, para as zeólitas sódicas e impregnadas com nióbio foram identificadas dois tipos de acidez, baixa e média, aumentando para os dois casos os sítios ácidos médios em relação com os sítios ácidos baixos com o aumento na razão SiO2/Al2O3. No caso das zeólitas na forma ácida, foi identificado um pico de dessorção de amônia à temperatura elevada, típico da zeólita H-ZSM5. Esse resultado foi muito interessante, já que demonstra a possibilidade de manipular o tipo de acidez em função do tipo de tratamento pós-síntese realizado em zeólitas tipo Na-ZSM5. O produto líquido de reação esteve principalmente composto por hidrocarbonetos na faixa da gasolina e por aromáticos. O efeito da razão SiO2/Al2O3 sob a distribuição dos produtos de reação variou em função do tipo de zeólita utilizada. De fato, para as zeólitas sódicas e as impregnadas com nióbio, o aumento na razão SiO2/Al2O3 provocou uma diminuição nos rendimentos de hidrocarbonetos na faixa da gasolina. Ao contrário, para as zeólitas tipo H-ZSM5, os maiores valores de rendimentos em gasolina foram observados para a zeólita H-ZSM5(90). O efeito do uso do H2 como gás de arraste foi especialmente observado na diminuição da produção de hidrocarbonetos aromáticos e no aumento na produção de água. Esse último resultado poderia guardar relação com a quantidade de coque formado. Adicionalmente, o aumento na razão SiO2/Al2O3 diminuiu a quantidade de coque formado em todos as zeólitas utilizadas. Igualmente, os tratamentos de troca iônica e impregnação de nióbio causaram uma diminuição na quantidade do coque formado Na-ZSM5-type zeolites with three different SiO2/Al2O3 molar ratio (30, 60 and 90) were synthesized and submitted to three types of post synthesis treatments: 1) saline wash (Na-ZSM5L); 2) Ionic exchange in order to obtain its acid form (H-ZSM5) and 3) Wet impregnation with niobium pentoxide (Nb2O5/Na-ZSM5). Variations of SiO2/Al2O3 molar ratio caused variations in texture properties. Moreover, differences in the SiO2/Al2O3 molar ratio were observed between the synthesis gel and the zeolite obtained. There was a general trend of decrease in the total acidity of the catalyst with the SiO2/Al2O3 ratio increase. However, the relationship between the types of acidity (low, medium or high) varied depending on the zeolite type, that is, whether it was in its sodium, acidic form or impregnated with niobium. For example, for the sodium and niobium impregnated zeolites, were identified low and medium acidity, increasing for the two cases the average acid sites in relation to the low acid sites with the increase in the SiO2/Al2O3 ratio. In relation to H-ZSM5 zeolites, ammonia desorption peak at high temperature, typical of H-ZSM5 zeolite, was identified. This result was very interesting, because it shows the possibility to manipulate the type of acidity according to the type of post synthesis treatment. Organic liquid product was mainly composed by hydrocarbons in the gasoline range and by aromatics. The effect of the SiO2/Al2O3 ratio on the reaction product distribution varied according to the type of zeolite used. In fact, for the sodium-type zeolites and those impregnated with niobium, the increase in the SiO2/Al2O3 ratio caused a decrease in the gasoline yield. In contrast, for H-ZSM5 type zeolites, the highest values of gasoline yield were observed for zeolite H-ZSM5 (90). The H2 effect was especially observed in the decrease in the production of aromatic hydrocarbons and in the increase in water production. This latter result could be related to the amount of coke formed. The increase in SiO2/Al2O3 ratio decreased the amount of coke formed in all the zeolites used. In addition, ion exchange and niobium impregnation treatments caused a decrease for coke formed 91 f. : figs., tabs.
- Published
- 2017
25. Síntese, caracterização e atividade de fotocatalisadores suportados de óxido de zinco em zeólitas
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Batistela, Vagner Roberto, Hioka, Noboru, Fernandes-Machado, Nádia Regina Camargo, Moraes, Juliana Carla Garcia, Moisés, Murilo Pereira, Lima, Ana Maria Ferrari, Universidade Estadual de Maringá, Centro de Ciências Exatas, Departamento de Química, and Programa de Pós-Graduação em Química
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Catalisadores ,Zeólitas ,541.395 ,Fotocatálise - Abstract
Orientador: Prof. Dr. Noboru Hioka Coorientadora: Prof.ª Dr.ª Nádia Regina Camargo Fernandes-Machado Tese (doutorado em Química) - Universidade Estadual de Maringá, 2016 Diversas abordagens têm sido propostas para facilitar o maior uso da fotocatálise para o tratamento de poluentes recalcitrantes. Uma delas, consiste em buscar fotocatalisadores com propriedades semelhantes ao do mais estudado (TiO2) e uma outra, de que a fase foto-ativa possa ser economizada, e se possível, reutilizada. Nesse sentido, essas duas abordagens são envolvidas no presente estudo: catalisadores de ZnO suportados em zeólitas. Sintetizou-se catalisadores de ZnO impregnados em três zeólitas de uso comercial NaA, NaY e USY por métodos de impregnação úmida e deposição. Os catalisadores foram caracterizados por espectroscopia de absorção atômica, difratometria de raios-X, espectroscopia no infravermelho, espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de transmissão, análise textural mediante fissiossorção de N2 e CO2 e ponto de carga zero. A atividade fotocatalítica foi investigada usando o ácido salicílico (1,00x10-4 mol/L) como substrato modelo para a reação de fotodegradação em dois sistemas foto-reatores diferentes: o primeiro, consistindo de um foto-reator convencional com lâmpada de mercúrio de alta pressão de 250 W sem o bulbo e o segundo, um mini-reator consistindo de um dispositivo LED-UV de 5W com monitoramento contínuo e simultâneo da fotorreação no interior de cubetas de quartzo via espectrofotometria UV-Vis. Os catalisadores sintetizados por impregnação úmida tiveram a cristalização do ZnO regulada pelo tamanho dos microporos. No catalisador 10NaA, o ZnO cristalizou na parte externa em cristalitos pequenos e no 10NaY e 10USY no interior dos microporos. Como consequência, a atividade desses três catalisadores foi baixa. Os catalisadores obtidos por deposição apresentaram cristalitos de ZnO maiores e com maior porcentagem de cristalinidade o que contribuiu para maior atividade destes do que aqueles preparados por impregnação úmida. Dos três catalisadores obtidos por deposição, o mais ativo para a degradação do ácido salicílico foi o 10USY, provavelmente por ser o que apresenta a maior área externa (83,5 m2/g) o que favorece o ataque das espécies oxidativas ao substrato. Estudos de pH foram realizados indicando que este parâmetro exerce influência significativa na fotodegradação do AS com ZnO puro mas pouco afeta na ação dos catalisadores suportados. Dessa forma, em pH 8,0, a dosagem ótima do catalisador foi de 3,00 g/L. Comparativamente os estudos entre os foto-reatores convencional e com dispositivo LED-UV, as constantes de velocidade para a degradação do ácido salicílico foram menores nas condições ótimas com o sistema LED-UV ([ZnO] = 0,20 g/L; k = 5,72 x10-3 min-1) em relação ao foto-reator convencional ([ZnO] = 3,00 g/L; k = 18,21 x10-3 min-1), em pH 8,0. Mesmo assim, o sistema LED-UV com monitoramento contínuo foi considerado um sistema satisfatório e muito interessante para o estudo de reações fotocatalíticas Several approaches have been proposed to facilitate greater use of photocatalysis to treat recalcitrant pollutants. One of them consists in seeking photocatalysts with similar properties to the most studied (TiO2) and another of the photo-active phase can be saved and reused if possible. In this sense, these two approaches are involved in this study: ZnO catalysts supported on zeolites. It was synthesized ZnO catalysts impregnated in three industrial use zeolites NaA, NaY and USY by wet impregnation and deposition methods. The catalysts were characterized by atomic absorption spectroscopy, X-ray diffraction, infrared spectroscopy, Raman spectroscopy, transmission electron microscopy, textural analysis by physisorption N2 and CO2 and zero point charge. The photocatalytic activity was investigated using the salicylic acid (1,00x10-4 mol/L) as a model substrate for the photodegradation reaction in two two different systems: the first consisting of a conventional photo-reactor with high-pressure mercury lamp 250 W without bulb and the second, a mini-reactor consisting of an LED-UV device 5W with continuous and simultaneous monitoring of the photoreaction within quartz cuvettes via UV-Vis spectrophotometry. The catalysts synthesized by the wet impregnation ZnO crystallization were governed by the size of the micropores. In the catalyst 10NaA, ZnO crystallized in the outer into small crystallites and 10NaY and 10USY within the micropores. As a result, the activity of these three catalysts was low. The catalysts obtained by deposition showed crystallites larger of ZnO and with a higher percentage of crystallinity which contributed to increased activity of these than those prepared by wet impregnation. Of the three catalysts obtained by deposition, the most active for the degradation of salicylic acid was the 10USY likely to be the one with the largest outdoor area (83.5 m2 / g) which favors the attack of oxidative species to the substrate. pH studies performed indicated that this parameter has a significant influence on AS photodegradation with pure ZnO but little effect on the action of the supported catalysts. Thus, at pH 8.0, the optimal dosage of the catalyst was 3.00 g/L. Comparatively studies between conventional photo-reactors and LED -UV device , the rate constants for degradation of salicylic acid were lower in optimal conditions with the LED -UV system ([ZnO] = 0.20 g/L; k = 5,72 x10-3 min- 1) compared to conventional photo-reactor ([ZnO] = 3.00 g/L; k = 18,21 x10-3 min-1 ) at pH 8.0. Still, the LED-UV system with continuous monitoring was considered a satisfactory system and very interesting for the study of photocatalytic reactions
- Published
- 2016
26. Influence of support and method preparation on catalysts activity for ethanol steam reforming
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Silva, Fernando Alves da, Nádia Regina Camargo Fernandes-Machado, Marcos de Souza - UEM, Roberta Carolina Pelissari Rizzo Domingues - UTFPR, Christian Gonçalves Alonso - UFG, Valmir Calsavara - UEM, Fernandes-Machado, Nádia Regina Camargo, and Universidade Estadual de Maringá. Centro de Tecnologia. Departamento de Engenharia Química. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
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Niquel ,Reação catalítica (Engenharia química) ,Brasil ,Interação metal - Suporte ,660.2995 ,Etanol ,Reação de reforma ,Hidrogênio ,Reação catalítica ,Etanol - Reação de reforma ,Cobre ,Hidrogênio - Produção ,Interação metal ,Cataliisadores ,Catalisadores - Cobre/Niquel - Suportados ,Engenharias ,Engenharia Química - Abstract
Orientador: Prof.ª Dr.ª Nádia Regina Camargo Fernandes-Machado Coorientador: Prof. Dr. Marcos de Souza Dissertação (mestrado em Engenharia Química)--Universidade Estadual de Maringá, Centro de Tecnologia, Dep. de Engenharia Química, 2014 Resumo: A produção de hidrogênio para utilização em células a combustível a partir de fontes que o contenham em sua matriz molecular (hidrocarbonetos e álcoois) tem intensificado a busca por catalisadores ativos e seletivos. A utilização de cobre e níquel, em diferentes suportes, tem-se mostrado promissora. Zeólitas, nióbio e sílica foram avaliados na reforma a vapor de etanol para produção de hidrogênio energético. As rotas reacionais foram fortemente dependentes do tipo de suporte utilizado; catalisadores preparados por troca iônica (zeólitas e ácido nióbico) não possuem rendimento para esta reação, ocorrendo oxidação parcial do álcool. Pelo método de impregnação, os suportes de nióbio e sílica garantiram elevada conversão e seletividade a H2, com baixa distribuição de subprodutos, além de ausência de produtos de desidratação, também para o caso de coprecipitação. A formação de compostos entre fase ativa e suporte, observados tanto por DRX como RTP-H2, sugere que o nióbio não atua somente como suporte nesta reação. Nestes casos, o aumento da concentração de água na alimentação favoreceu a conversão de etanol e subprodutos formados (por desidrogenação e decomposição) para hidrogênio, o que também foi observado com o aumento da massa de catalisador. A 450 °C, o sistema atinge seletividade próxima à estequiométrica e conversão completa de etanol Abstract: Hydrogen production from sources that contain in their molecular matrix (hydrocarbons and alcohols) to use in fuel cells has intensified the search for active and selective catalysts for the conversion to H2. Copper and nickel based in different supports has shown promise for it. Zeolites, niobium and silica were evaluated in the ethanol steam reforming to produce hydrogen energy. The reaction routes were strongly dependent on the type of support; catalysts prepared by ion exchange (zeolites and niobic acid) have low yield for this reaction, resulting in partial oxidation of alcohol. For the impregnation method, niobium and silica support had ensured high conversion and selectivity to H2, with low by-product distribution and absence of dehydration products, also for coprecipitation. The formation of compounds between active phase and support, observed by XRD and RTP-H2 suggests that niobium not only acts as support in this reaction. In these cases, the higher water feed concentration favors the conversion of ethanol and by-products (from dehydrogenation and decomposition) to hydrogen, which was also observed with increasing catalyst mass. At 450 °C, the selectivity system achieves near stoichiometric and complete conversion of ethanol
- Published
- 2014
27. Utilização de catalisadores zeolíticos no processo de craqueamento de óleo de soja bruto : avaliação do tratamento de troca iônica
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Zandonai, Cassio Henrique, Fernandes-Machado, Nádia Regina Camargo, Universidade Estadual de Maringá. Centro de Tecnologia. Departamento de Engenharia Química. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Nádia Regina Camargo Fernandes-Machado, Maria do Carmo Rangel Santos Varela - UFBA, and Mara Heloisa Neves Olsen Scaliante - UEM
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Catalisador ,Brasil ,660.2995 ,Óleo vegetal ,Biocombustível ,Craqueamento ,Troca iônica - Amônia ,Zeolitas ,Troca iônica ,Amônia ,Zeólitas ,Craqueamento - Óleo vegetal ,Engenharias ,Engenharia Química - Abstract
Orientador: Prof.ª Dr.ª Nádia Regina Camargo Fernandes-Machado Coorientador: Prof.ª Dr.ª Sibele Berenice Castellã Pergher Dissertação (mestrado em Engenharia Química)--Universidade Estadual de Maringá, Centro de Tecnologia, Dep. de Engenharia Química, 2014 Resumo: Como alternativa à utilização de petróleo e seus derivados, é possível obter produtos petroquímicos, assim como os combustíveis, a partir de fontes renováveis. O processo de craqueamento catalítico de óleos vegetais produz moléculas de hidrocarbonetos semelhantes às de petróleo. Nesse trabalho foi avaliado o hidrocraqueamento de óleo de soja bruto, não tratado, que é mais barato, avaliando-se o uso de óleos de baixa qualidade. Foram testados os catalisadores ácidos: ZSM-5, NaY, USY, o catalisador comercial empregado no craqueamento de petróleo FCC, e os trocados com amônio, HY e HZSM-5. Suas estruturas foram avaliadas por difração de raios-X (DRX) e ressonância magnética nuclear (RMN) de 27Al e 29Si, a textura via fisissorção de nitrogênio, e a medida da força dos sítios ácidos, por dessorção à temperatura programada de amônia (DTP). Os testes catalíticos ocorreram com fluxo de hidrogênio em reator tubular à 723K. Avaliou-se o comportamento da distribuição de produtos ao longo do tempo de reação. Os produtos foram analisados por cromatografia a gás com espectro de massa e o coque por oxidação à temperatura programada (OTP). Os catalisadores mostraram grande capacidade de desoxigenação, produzindo diversos insumos petroquímicos, principalmente hidrocarbonetos gasosos e aromáticos. O tempo de reação promoveu a formação de coque, o que modificou a distribuição dos produtos, em geral diminuindo a desoxigenação. A troca iônica com amônio foi capaz de aumentar a acidez das zeólitas, promovendo um aumento da atividade catalítica e a formação de aromáticos. HZSM-5 manteve sua seletividade a hidrocarbonetos elevada durante o processo. A modificação do perfil de produtos ao longo do tempo de reação indica a possibilidade de se obter diferentes tipos de moléculas através da variação dos tempos de residência em outros tipos de reatores Abstract: As an alternative to oil and its derivatives, it is possible to obtain petrochemical products, such as fuels, from renewable sources. The catalytic cracking process of vegetable oils produces molecules of hydrocarbons similar to petroleum. In this study was evaluated the hydrocracking of crude soybean oil, not treated, which is cheaper and allows the use of low quality oils. The acid catalysts were tested: ZSM- 5, NaY, USY, the catalyst used in the cracking of oil FCC and the exchanged with ammonium HZSM-5 and HY. Their structures were evaluated by diffraction (XRD) X- ray and nuclear magnetic resonance (NMR) 27Al and 29Si, porosity via physisorption of nitrogen, and the measure of the strength of the acid sites by the programmed desorption of ammonia temperature (TPD).The catalytic tests occurred with hydrogen flow in a tubular reactor at 723K. Was evaluated the behavior of the distribution of products throughout the reaction time. The products were analyzed by gas chromatography with mass spectrum and coke by temperature programmed oxidation (TPO). All the catalysts showed great deoxygenation capacity, producing various petrochemical products, mainly gaseous and aromatic hydrocarbons. The reaction time promoted the formation of coke, which modified the distribution of goods, in general, rising the oxigen content. The ion exchange with ammonium was able to increase the acidity of zeolites, promoting an increase in the catalytic activity and the formation of aromatics. The HZSM-5 maintained its high selectivity to hydrocarbons during the process. The change in product profile along the reaction time, indicates the possibility to get different types of molecules through different residence times in other types of reactors
- Published
- 2014
28. Humid oxidation in conditions supercritical: wastewater treatment and production of h2 from industrial waste and wastewater
- Author
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Pinto, Leandro Ferreira, Lúcio Cardozo-Filho, Nádia Regina Camargo Fernandes-Machado - UEM, Cláudio Dariva - ITP, Elton Franceschi - ITP, Christian Gonçalves Alonso - UFG, Cardozo-Filho, Lúcio, Fernandes-Machado, Nádia Regina Camargo, Corazza, Marcos Lúcio, Dariva, Cláudio, Franceschi, Elton, Alonso, Christian Gonçalves, Tavares, Célia Cristina da Silva, 1962, Universidade Estadual de Maringá, Centro de Tecnologia, Departamento de Engenharia Química, and Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
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Renewable energy ,Energia renovável - Efluente soro de leite ,660.29 ,Paraná (Estado) ,Degradação de efluentes ,Soro de leite ,Hidrogênio ,Lactose ,Leached ,Lixiviado ,Degradation ,Paraná (State) ,Água supercrítica ,Whey ,Engenharias ,Maringá ,Engenharia Química ,Lixiviado - Tratamento de efluente - Maringá (PR) ,Supercritical water ,Brasil ,Água supercrítica - Degradação de efluentes ,Tratamento de efluente ,Energia renovável ,Hidrogênio - Produção ,Lactose - Simulação ,Brazil ,Gaseificação ,Gasification ,Hydrogen - Abstract
Orientador: Prof. Dr. Lúcio Cardozo-Filho Coorientadora: Prof.ª Dr.ª Nádia Regina Camargo Fernandes-Machado. Coorientador: Prof. Dr. Marcos Lúcio Corazza. Tese (doutorado em Engenharia Química) - Universidade Estadual de Maringá, 2014. Este trabalho reporta novos dados experimentais da produção de H2 e redução de COT (carbono orgânico total) através da gaseificação da lactose (efluente sintético) e soro de leite (efluente real) em água supercrítica com ou sem a presença de catalisadores (NaOH, KOH e Na2CO3) ou oxidantes (H2OH e t-BHP) em um reator de fluxo continuo, construído em Inconel 625. Para o efluente sintético (lactose) foram realizadas reações em uma faixa de temperatura de 550 °C a 700 °C, pressão de 225 bar, concentrações de lactose na faixa de 5 g.L-1 a 25 g.L-1, fluxos de alimentação de 5 g.min-1 e 7 g.min-1 e tempo de reação de 30 minutos. A melhor condição de produção de H2 (700 °C e 5 g.L-1) apresentou rendimento de ˜ 4,5 (mol de H2/mol de lactose) e redução de COT de ˜ 95%. Contudo, a pior condição (550 °C e 25 g.L-1) apresentou rendimentos de ˜ 0,5 (mol de H2/mol de lactose) e redução de COT de ˜ 50%. Nessa condição operacional a utilização de catalisadores ou oxidantes elevou esses rendimentos de ˜ 0,5 até ˜ 5,0 (mol de H2/mol de lactose), como também aumentou a redução do COT para ˜ 97%. De maneira geral, o aumento da temperatura elevou as quantidades de H2 e diminui as quantidades de CO. Ou seja, a razão H2/CO se eleva com o aumento da temperatura e diminuição da concentração de lactose. Para as reações envolvendo soro de leite a gaseificação apresentou frações molares dos gases formados superiores aos dados obtidos para as reações com lactose. Os gases produzidos são majoritariamente o H2 e o CO2 e mínimas quantidades de CO e CH4. No entanto, o comportamento da produção desses gases é coerente para ambos os efluentes (real ou sintético). A vazão mássica dos gases produzidos representa 60-65% da vazão mássica de entrada do soro de leite. Sendo o restante constituído por coque formado no reator e pelo efluente tratado. A eficiência do tratamento do soro de leite, em relação a diminuição do carbono orgânico total (COT), passou de 5259 mg.L-1 para 421 mg.L-1, alcançando 85% de redução. Além das reações de gaseificação da lactose e soro de leite foram realizadas reações de oxidação de lixiviados (lixiviado), tendo como objetivo a degradação do mesmo. A aplicação da oxidação supercrítica em amostras de lixiviados apresentou satisfatória eficácia na redução dos parâmetros físico-químicos de DQO, COT, turbidez, cor e absorbância. A manipulação da vazão de alimentação (6 g.min-1 e 12 g.min-1), temperatura (550 °C, 600 °C, 650 °C e 700 °C) e pressão (150 bar e 225 bar) permitiram o obtenção de elevados níveis de degradação do efluente, alcançando valores próximos aos 100%. Como esperado, os níveis de redução dos parâmetros físico-químicos foram crescentemente alterados com a elevação da temperatura. Ou seja, quanto maior a temperatura, maior o nível de degradação. Entre as vazões estudadas não foram observadas significativas melhoras de performance, pois, as duas vazões apresentaram resultados semelhantes. Diferentemente da vazão, a pressão apresentou diferença nos resultados de redução da DQO, com uma diferença de aproximadamente 11% entre uma pressão e outra. Além da degradação do efluente, foi observada a formação de gases, principalmente o CO2. No entanto, a quantidade de gás produzido é insignificante quando comparado à produção de gás formada nas reações de gaseificação da lactose/soro de leite. De maneira geral, a gaseificação em água supercrítica de efluentes de laticínios e águas residuais (lixiviados) é uma alternativa eficiente para o aproveitamento energético, no sentido da produção de gases, principalmente o H2, e para o tratamento de efluentes. Desta forma, os resultados obtidos neste trabalho agregam informações de elevada importância para implantação de unidades de tratamento de efluentes e produção de hidrogênio a partir do emprego da gaseificação/oxidação em água supercrítica. A aplicação dessa tecnologia implica na solução de problemas das esferas energética e ambiental. Na esfera energética, essa a tecnologia apresenta impacto direto, produzindo energia a partir de biomassas. Na esfera ambiental, a tecnologia se propõe à destruição eficiente de resíduos industriais e águas residuais (lixiviados) que impactam sobre o custo social, ambiental e da saúde pública This work reports, new experimental data production of H2 and reduction of TOC (total organic carbon) from the gasification of lactose (synthetic wastewater) and whey (actual effluent) in supercritical water with or without the presence of catalysts (NaOH, KOH and Na2CO3) or oxidizing (H2OH and t-BHP) in a continuous flow reactor, built in Inconel 625. For the synthetic effluent (lactose) Reactions were carried out in a temperature range of 550 °C-700 °C, pressure 225 bar, lactose concentrations in the range of 5 g.L-1 - 25 g.L-1, feed streams of 5 g.min-1 and 7 g.min-1 and reaction time of 30 minutes. The optimum condition for the production of H2 (700 °C and 0.5%) had a yield of ˜ 4.5 (mol H2/mol lactose) and TOC reduction of ˜ 95%. However, the worst condition (550 °C and 25 g.L-1) had incomes of ˜ 0.5 (mol H2/mol lactose) and TOC reduction of ˜ 50%. In this operating condition the use of these catalysts or oxidizing increased yields of ˜ 0.5 to ˜ 5.0 (mol H2/mol lactose) as well as the reduction of TOC increased to ˜ 97%. In general, increasing the temperature increased quantities of H2 and CO decrease the amount. That is, the H2/CO ratio increases with increasing temperature and decrease in lactose concentration. For reactions involving whey gasification showed higher molar fractions of the data obtained for the reactions with lactose formed gases. The gases produced are mostly H2 and CO2 and trace amounts of CO and CH4. However, the behavior of the production of these gases is consistent for both effluents (real or synthetic). The mass flow rate of the produced gas is 60-65% of the mass flow rate of entry of whey. The remainder consisting of coke formed in the reactor and the treated effluent. The efficiency of treatment of whey, for lowering total organic carbon (TOC) decreased from 5259 mg.L-1 to 421 mg.L-1, reaching 85% reduction. In addition to the gasification reactions of lactose and whey oxidation of leachate (leachate) were performed, aiming to soil degradation. The application of supercritical oxidation of leachate samples showed satisfactory efficacy in reducing the physical and chemical parameters of COD, TOC, turbidity, color and absorbance. The manipulation of the feed flow (6 g.min-1 and 12 g.min-1), temperature (550 °C, 600 °C, 650 °C and 700 °C) and pressure (150 bar and 225 bar) allowed the achievement of high levels of degradation of the effluent reaching values close to 100%. As expected, the levels of reduction of physical-chemical parameters were increasingly altered with increasing temperature. That is, the higher the temperature, the higher the level of degradation. Among the flows studied no significant performance improvements were observed, as the two flow rates showed similar results. Unlike the flow, the pressure difference in the results presented for the reduction of COD, with a difference of approximately 11% between one and another pressure. In addition to the degradation of the effluent, the formation of gases, mainly CO2 was observed. However, the amount of gas produced is negligible when compared to the production of gas formed in the gasification reactions of lactose/milk whey. In general, in supercritical water gasification dairy effluent and waste water (leachate) is an efficient alternative to energy production, for the production of gases, particularly H2 and for effluent treatment. Thus, the results obtained in this study add information of relevance and importance to deploying units wastewater treatment and hydrogen production from the use of gasification/oxidation in supercritical water. The application of this technology involves the solution of problems in energy and environmental scope. Energy in scope, this technology has a direct impact, producing energy from biomass. Environmental scope, technology is proposed for the efficient destruction of industrial waste and wastewater (leachate) that impact on the environmental and social cost of public health
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- 2014
29. Avaliação de parâmetros na reforma do etanol : oxidativa e a vapor d’água
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Dancini-Pontes, Isabela, Fernandes-Machado, Nádia Regina Camargo, Souza, Marcos de, Rizzo-Domingues, Roberta Carolina Pelissari, Alonso, Christian Gonçalves, Calsavara, Valmir, Universidade Estadual de Maringá, Centro de Tecnologia, Departamento de Engenharia Química, and Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
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Dissorção de amônia ,Hidrogênio - Produção ,Etanol - Processos de produção ,Absorção atômica ,662.6692 ,Difração de raios ,Energia - Fontes renováveis - Abstract
Orientadora: Prof.ª Dr.ª Nádia Regina Camargo Fernandes-Machado Coorientador: Prof. Dr. Marcos de Souza Dissertação (mestrado em Engenharia Química) - Universidade Estadual de Maringá, 2014 Diante do aumento da demanda energética atual, o mundo carece de novas tecnologias que forneçam energia sustentável, renovável e não poluente. A produção de hidrogênio para células a combustível a partir do etanol tem demonstrado atender a essas necessidades. Com esse intuito, o presente trabalho tratou da produção de hidrogênio a partir de reações de reforma com vapor d’água e oxidativas para células a combustível, obtendo assim energia renovável e pura. Para esse fim foram sintetizados dois catalisadores por impregnação: Cu/Ni/CeO2 e Cu/Ni/Na2O/Nb2O5. Esses catalisadores foram caracterizados por várias técnicas: absorção atômica, difração de raios - X (DRX), redução à temperatura programada (RTP), dessorção de amônia à temperatura programada (DTP - NH3), análise textural, termogravimetria (TG), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As análises de DRX e RTP demonstraram que houve interação das fases ativas no catalisador suportado em cério e do suporte com o cobre no catalisador suportado em Nb2O5. A caracterização de acidez (DTP - NH3) demonstrou acidez nos dois catalisadores, acidez essa que foi maior em ambos os suportes antes da impregnação dos catalisadores. A análise textural apresentou o CeO2 como um material mesoporoso e altamente poroso em comparação ao Nb2O5, que demonstrou menor área e características de microporos. Tais propriedades texturais influenciaram as análises de MEV, pois o catalisador Cu/Ni/CeO2 apresentou maior dispersão, ou seja, menor formação de clusters, além de ter mascarado o aparecimento do precursor metálico. Os testes catalíticos realizados com o catalisador Cu/Ni/CeO2 em ausência de atmosfera oxidativa teve como principais produtos H2, CO2 e acetona, isso devido à grande influência do suporte. Na presença do oxigênio os produtos CO, CO2, CH4 e acetaldeído foram encontrados em maior quantidade. O catalisador Cu/Ni/Na2O/Nb2O5 não apresentou acetona como produto, mas favoreceu a formação de CO, CO2, CH4, H2 e acetaldeído em maiores quantidades. Porém a 400 °C o produto de maior seletividade foi o eteno, o que levou a supor um mecanismo para esse catalisador, no qual esse produto está envolvido. Esse catalisador suportado em Nb2O5 apresentou certa instabilidade, pois notou-se grande formação de coque sobre o mesmo. Alguns testes foram realizados sem a ativação prévia dos catalisadores. Esses testes não apresentaram alta conversão, mas a seletividade dos produtos neles encontrada foi boa em relação aos outros testes realizados com ativação prévia dos catalisadores In face of current trends in nowadays energy demands, the world is in need of new technologies able to provide sustainable, renewable and nonpolluting energy. Hydrogen production for fuel cells from ethanol has shown to satisfy these requirements. In this way, the present work dealt with hydrogen production from steam reforming and oxidative steam reforming reactions for fuel cells as a form of renewable and pure energy. For that purpose, two catalysts were synthesized by wet impregnation: Cu/Ni/CeO2 and Cu/Ni/Na2O/Nb2O5. These catalysts were characterized by several techniques, namely: atomic absorption, X-ray diffraction (XRD), temperature programed reduction (TPR), temperature-programed ammonia desorption (TPD-NH3), textural analysis, thermogravimetry (TG), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM). XDR and TPR analyses showed interactions between the active phases in the Ce supported catalyst and between the support and Cu in the catalyst supported in Nb2O5. The acidity characterization (TPD-NH3) revealed acidity in both catalysts. This acidity was greater in both supports before impregnation of the catalysts. Textural analysis revealed CeO2 as a mesoporous material and highly porous in comparison with Nb2O5, which showed smaller area and micropore characteristics. These textural properties influenced the SEM analyses, since the catalyst Cu/Ni/CeO2 has presented higher dispersion, i.e., less cluster formation, and also masked the appearance of metallic particles. The catalytic tests performed with Cu/Ni/CeO2 in absence of oxidative atmosphere had H2, CO2 and acetone as the main products, due to the great support influence. In the presence of oxygen, the products CO, CO2, CH4 and acetaldehyde were found in greater proportions. The catalyst Cu/Ni/Na2O/Nb2O5 did not present acetone among its products, but favored the formation of CO, CO2, CH4, H2 and acetaldehyde in greater proportions. Nevertheless, at 400 oC, the product of higher selectivity was ethane, what led to a possible mechanism for this catalyst in which this product is involved. The catalyst supported in Nb2O5 presented some instability, since great formation of coke was observed over the catalyst. Some tests were performed without previous activation of the catalysts. These tests did not presented high conversion, but products selectivity was good relative to the other tests performed with previous activation of the catalysts
- Published
- 2014
30. Incorporação de Ag/Zeólitas em filmes de quitosana para o tratamento de queimaduras
- Author
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Yassue-Cordeiro, Patricia Hissae, Nádia Regina Camargo Fernandes-Machado, Classius Ferreira da Silva - UEM, Cristiana Maria Pedroso Yoshida - UEM, Marcelino Luiz Gimenes - UEM, Fernandes-Machado, Nádia Regina Camargo, Silva, Classius Ferreira da, Yoshida, Cristiana Maria Pedroso, Gimenes, Marcelino Luiz, Universidade Estadual de Maringá, Centro de Tecnologia, Departamento de Engenharia Química, and Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
- Subjects
549.68 ,Chitosan ,Brasil ,Silver ,Zeolite ,Zeólitas ,Engenharias ,Brazil ,Mineral ,Curativos poliméricos ,Engenharia Química ,Quitosana ,Dressing - Abstract
Orientadora: Prof.ª Dr.ª Nádia Regina Camargo Fernandes-Machado Coorientador: Prof. Dr. Classius Ferreira da Silva Dissertação (mestrado em Engenharia Química) - Universidade Estadual de Maringá, 2014 As propriedades antimicrobianas de filmes poliméricos de quitosana podem ser induzidas e/ou potencializadas com a incorporação de zeólitas trocadas ou impregnadas com prata ou com sulfadiazina de prata. Os filmes foram preparados pela dispersão da suspensão de quitosana contendo as zeólitas com prata (Ag-zeólitas) em um suporte plano e secagem lenta. As variáveis estudadas na preparação dos filmes foram: prata associada ou não associada (nitrato de prata e sulfadiazina de prata); método de incorporação de prata não associada (troca iônica e impregnação úmida) e tipo de zeólita utilizada como suporte (Y e A). Para a determinação da razão Si/Al das zeólitas de partida foram realizadas análises de RMN de 29Si e para a determinação da composição de prata foram feitas análises de fluorescência de raios X por reflexão total (TXRF) e de espectroscopia por energia dispersiva (EDX). Tanto para as Ag-zeólitas como para os filmes poliméricos foram realizadas análises texturais, microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), difração de raios X (DRX), análises termogravimétricas (ATG) e calorimetria diferencial de varredura (DSC). Para avaliar a aplicabilidade dos filmes poliméricos de quitosana com Ag-zeólitas foram realizadas análises de propriedades mecânicas, de barreira ao vapor de água e micro-organismos, análise de cor, liberação de prata e propriedades antimicrobianas em meio sólido para as Ag-zeólitas e em meio líquido para os filmes com Ag-zeólita. O filme de quitosana com 5AgA-TI-B (zeólita A trocada com 5% de prata) apresentou as melhores propriedades para aplicação como curativos para queimaduras. Este apresentou a maior atividade antimicrobiana devido ao maior teor de prata, não estando este apenas em sua superfície zeolítica na forma de clusters, mas também dentro dos canais e cavidades da zeólita A indicando uma liberação controlada de íons prata para o meio de cultura, consequentemente, inibindo maiores taxas de micro-organismos patogênicos. Este filme apresentou boas propriedades de permeação ao vapor de água, comparáveis aos curativos encontrados comercialmente, não houve permeação de micro-organismos através da membrana indicando capacidade de impedir infecções de bactérias e fungos na ferida de queimadura e apresentou as melhores propriedades mecânicas exibindo menores valores de módulo de Young e tensão de ruptura quando comparado com os filmes de quitosana pura e maior porcentagem de elongação quando comparado com os outros filmes poliméricos sintetizados neste trabalho, apresentando assim melhor maleabilidade e flexibilidade para a aplicação como curativos para queimaduras Chitosan polymeric films are used as wounding dressing for burns and wounds. Antimicrobial properties of these films can be induced or potentiated with incorporation of changed zeolite or impregnated with silver or silver sulfadiazine. Films were prepared by dispersion of chitosan solution containing zeolite with silver (Ag- Zeolite) in a plan surface and slowly drying. Studied variables on filme preparation were: associated silver or not associated (silver nitrate and silver sulfadiazine); silver not associated (ion exchange and moist impregnation) and the kind of zeolite (Y and A). Zeolite ratio Si/Al was determined by RMN analysis of 29Si and the elementary composition was determined by analysis of x-ray fluorescence by total reflection (SR-TXRF) and energy dispersive spectroscopy (EDX). Both Zeolite-Ag and polymeric films were performed textural analyzes, scanning electron microscopy (MEV), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (DRX), thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC). Chitosan polimeric films with Ag-Zeolite applicability were evaluated by performing mechanical properties analysis, vapor barrier to water and microorganisms, color analysis, silver releasing and antimicrobial properties in solid medium for Ag-Zeolite and liquid medium for Ag-Zeolite films. Chitosan film with 5AgA-TI-B (zeolite type A exchanged with 5% silver) showed the best properties for use in wounding burn dressings, with high antimicrobial activity due the high silver composition and location both in the zeolitic surface in clusters forms and inside the channels and cavities fo the zeolite A, showing a controlled release of silver ions, therefore, presenting higher antimicrobial ratios. This film exhibit good water vapor permeation property, as like others wounding dressings found in the market and permeation through the membrane of microorganisms does not occur, showing capability of prevent infections of bacteria and fungi in the burn wound and presented the best mechanical properties showing lower values of Young's modulus and tensile strength when compared with films of pure chitosan and higher percent elongation when compared with other polymer films synthesized in this work, showing a better suppleness and flexibility for use as dressings for burns
- Published
- 2014
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