Aspectos metodológicos e didáticos das pesquisas sobre o ensino por investigação: uma análise em periódicos de Educação em Ciências e Matemática

Inquiry teaching is a didactic approach that starts from problems and seeks to develop thinking, speaking, arguing, reading and writing about the knowledge studied. In this context, this work aims to identify methodological and didactic aspects in research that deals with research-based teaching in the area of science and mathematics education, from 2016 to 2020. The bibliographic survey was carried out in 11 journals in this area. 43 articles were found, 36 of which were empirical research and 7 were theoretical. The results showed that inquiry-based teaching is an object of study at different levels and teaching modalities in the researched area and in teacher training. The most covered content was chemistry. This approach is articulated with different teaching strategies. It is concluded that there are gaps in relation to research that addresses inquiry-based teaching in teacher training and in the discussion of content and themes in the areas of mathematics and physics.O ensino por investigação é uma abordagem didática que parte de problemas e busca desenvolver o pensar, falar, argumentar, ler e escrever sobre o conhecimento estudado. Nesse contexto, este trabalho objetiva identificar aspectos metodológicos e didáticos nas pesquisas que tratam do ensino por investigação na área de educação em ciências e matemática, no período de 2016 a 2020. O levantamento bibliográfico realizou-se em 11 periódicos desta área. Encontraram-se 43 artigos, sendo 36 pesquisas empíricas e 07 teóricas. Os resultados mostraram que o ensino por investigação é objeto de estudo em diferentes níveis e modalidades de ensino na área pesquisada e na formação de professores. Os conteúdos mais abordados foram os de química. Esta abordagem articula-se com diferentes estratégias didáticas. Conclui-se que há lacunas com relação às pesquisas que abordam o ensino por investigação na formação de professores e na discussão de conteúdos e temáticas nas áreas de matemática e física

Produção de Vídeos como Proposta de Abordagem das Normas de Segurança e Atividades Experimentais na Formação Inicial em Química

As disciplinas experimentais no âmbito do curso de Licenciatura em Química são importantes para contribuir na formação dos graduandos quanto aos conhecimentos químicos, bem como nos aspectos de um laboratório químico, relativos às normas de segurança, técnicas de manipulação de instrumentos, preparo de soluções, descarte adequado de resíduos, entre outros. Tendo em vista que muitos discentes enfrentam dificuldades com relação a condutas adequadas de segurança no laboratório e habilidades procedimentais na realização de práticas experimentais foi proposto neste estudo, uma estratégia didática pautada na produção de vídeos pelos estudantes com temas relacionados aos aspectos gerais de um laboratório. Os estudantes foram divididos em grupos, sendo cada um responsável para produzir um vídeo que versasse sobre uma temática apresentada no livro “Manual de Química Experimental”. O vídeo deveria ter um tempo mínimo de cinco minutos e máximo de 10 minutos; deveria haver dinamismo nas informações, uso de imagens, dramatizações e/ou teatro. Foram estabelecidos critérios de análise das apresentações dos vídeos pelos estudantes. Também, eles responderam um questionário sobre suas percepções referentes ao uso de vídeos como possibilidade de aprendizagem. Foi possível verificar que a estratégia didática vivenciada pelos estudantes contribuiu de forma significativa na compreensão dos temas relacionados aos aspectos gerais de um laboratório químico. 

Zirconia-Supported Silver Nanoparticles for the Catalytic Combustion of Pollutants Originating from Mobile Sources

This work presents the physicochemical characterization and activity of zirconia-supported silver catalysts for the oxidation of pollutants present in diesel engine exhaust (propane, propene, naphthalene and soot). A series of silver-supported catalysts AgxZ (x = 1, 5 and 10 wt.%, Z = zirconia) were prepared, which were studied by various characterization techniques. The results show that silver is mainly found under the form of small metal nanoparticles (<10 nm) dispersed over the support. The metallic phase coexists with the AgOx oxidic phases. Silver is introduced onto the zirconia, generating Ag–ZrO2 catalysts with high activity for the oxidation of propene and naphthalene. These catalysts also show some activity for soot combustion. Silver species can contribute with zirconia in the catalytic redox cycle, through a synergistic effect, providing sites that facilitate the migration and availability of oxygen, which is favored by the presence of structural defects. This is a novel application of the AgOx–Ag/ZrO2 system in the combustion reaction of propene and naphthalene. The results are highly promising, given that the T50 values found for both model molecules are quite low.Fil: Montaña, Maia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; ArgentinaFil: Leguizamón Aparicio, María Silvia del Valle. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; ArgentinaFil: Ocsachoque, Marco Antonio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; ArgentinaFil: Navas, Marisa Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; ArgentinaFil: Barros, Ivoneide De Carvalho Lopes. Universidade Federal de Pernambuco; BrasilFil: Rodríguez Castellón, Enrique. Universidad de Málaga. Facultad de Ciencias; EspañaFil: Casella, Mónica Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; ArgentinaFil: Lick, Ileana Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; Argentin

Estudo e aplicação dos Sistemas ZSM-5 contendo nióbio

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, 2007.A incorporação do metal nióbio em peneiras moleculares microporosas promove novas propriedades a esses materiais. Nesse sentido, foram preparados catalisadores suportados com 2 - 25 % em massa de óxido de nióbio(V) sobre zeólita ZSM-5 de duas fontes: Zeolyst e FCC/Petrobrás. A natureza do metal tem um papel importante na alteração da distribuição e força dos sítios ácidos na superfície do suporte. As amostras foram submetidas a um estudo térmico a fim de otimizar parâmetros e evitar uma possível redução das propriedades ácidas do catalisador por desidroxilação. Os catalisadores modificados, Nb(x)HZSM-5, foram caracterizados através da combinação de métodos térmicos (TG, DTA, DSC) e espectroscópicos (FT-IR e FT-Raman e IR-DRIFT), bem como de RMN-MAS de 29 vi Si e 27Al e CP/MAS de 29Si, DRX, ICP-AES e medidas de área superficial específica (método BET), visando a obtenção de informações estruturais e de estabilidade dos sólidos. As propriedades catalíticas foram verificadas com auxílio das reações modelo de dessulfurização do tiofeno e esterificação do ácido oléico. Para monitorar o rendimento desses processos, foram utilizadas as técnicas de FRX e RMN 1H. Resultados de RMN e DRX indicaram que a estrutura da zeólita contendo Nb não sofreu desaluminização após tratamento térmico, explicada pela presença da unidade Si-O-Nb na estrutura das zeólitas por espectroscopia de FT-IR e Raman. Análises térmicas comfirmaram que a impregnação de NbO25 reduziu a desidroxilação da zeólita ZSM-5, promovendo uma estabilização térmica. A área BET e o volume de poro diminuem gradualmente nesses sólidos com o aumento da quantidade de Nb após calcinação. Outrossim, investigou-se a natureza dos sítios ativos pelo método de pré-adsorção de uma base, utilizando piridina como molécula prova. Bandas de absorção de piridina no infravermelho referentes a sítios ácidos de Brönsted e de ligação de hidrogênio foram observadas para os sistemas derivados de ZSM-5 da Zeolyst. Nos sistemas Nb(x)HZSM-5 derivados da FCC/Petrobrás foram observados, além dos dois sítios citados, uma pequena fração de sítios ácidos de Lewis. Isto justifica a maior acidez apresentada nas zeólitas impregnadas com 2 e 5 % de NbO25, quando comparadas às suas correspondentes amostras da Zeolyst, independente da calcinação. As análises de FRX indicaram que a adsorção de tiofeno sobre os catalisadores modificados foi bem superior (quase o dobro nas amostras derivadas da Petrobrás) ao do catalisador de partida, destacando maior interação do organossulfurado quando o catalisador contém 5 % de NbO25, e observando uma queda a partir de 15 %, sendo explicado pelo excesso da monocamada do óxido, conforme DRX e FT-Raman. A presença do cobre também exerce influência sobre a eficiência do processo de dessulfurização, otimizando-o. Finalmente, foi mostrado que entre as amostras modificadas, a melhor conversão na esterificação do ácido oléico ocorre com Nb(5)HZSM-5, corroborando com os resultados da dessulfurização, embora o catalisador sem Nb tenha apresentado maior atividade catlítica nas mesmas condições. __________________________________________________________________________________________ ABSTRACTIncorporation of niobium into microporous molecular sieves brings up new properties for these materials. Supported catalysts containing 2 - 25 wt.% of niobium oxide were prepared over ZSM-5 from two manufacturers: Zeolyst e FCC/Petrobrás. The metal nature has a fundamental role in the changes of distribution and strength of acid sites on the original support surface. The samples were subjected to thermal studies optimizing parameters to avoid a possible reduction of acid properties by dehydroxylation. The modified catalysts, Nb(x)HZSM-5, were characterized by the combination of thermal (TG, DTA, DSC) and spectroscopic (FT-IR, FT-Raman and IR-DRIFT) methods, besides 29 viiSi and 2729Al MAS and Si CP-MAS NMR, XRD, ICP-AES and measurements of specific surface area (BET method) in order to obtain structural and stability information about the solids. Catalytic properties were verified through model reactions of thiophene desulfurization and oleic acid esterification. XRF and 1H NMR were used to monitor yields. NMR and XRD results showed that the zeolite structure containing Nb did not undergo dealumination after thermal treatment, according to the presence of Si-O-Nb units on the zeolites structure by FT-IR and Raman studies. Thermal analyses confirm that the impregnation of NbO25 reduces ZSM-5 dehydroxylation, thus promoting a thermal stabilization. BET method for Zeolyst ZSM-5 indicated that area and pore volume decreased with the increase of Nb on the calcined samples. In addition, it was investigated the nature of active sites by pre adsorption of pyridine. Infrared pyridine absorption bands related to Brönsted and hydrogen bond acid site types were observed for Zeolyst ZSM-5 systems. For the systems Nb(x)HZSM-5 using HZSM-5 from FCC/Petrobrás it was observed, besides the two abovementioned acid sites, a small faction of Lewis acid sites. This justifies the higher acidity showed by 2 and 5 wt.% NbO25 impregnated on zeolite, when compared to the Zeolyst samples, independent of calcination procedure. XRF analyses indicated that the thiophene adsorption over modified catalysts was improved in relation to the parent catalyst, emphasizing higher interaction of organosulfur compound when the catalyst has 5 wt.% of NbO25. It was observed a decrease for 15 wt.% explained by excess of oxide monolayer, according to XRD and FT-Raman results. Copper presence also affects the efficiency of desufurization process, optimizing it. Finally, it was showed that among the modified samples, the better conversion of oleic acid esterification occurs to Nb(5)HZSM-5 in agreement to desulfurization results, although the parent catalyst has showed higher catalytic activity at same conditions

Catalysis Today

Acesso restrito: Texto completo. p. 106-112.Supported niobium pentoxide catalysts are active for a variety of acid and redox catalyzed reactions such as dehydration, hydrogenation and esterification. In this work, niobium pentoxide has been supported on silica–alumina using two methods: grafting in CH2Cl2 or ethanol solution with NbCl5 precursor, and impregnating in aqueous solution with ammonium niobium oxalate. XRD, TG/DTG/DTA, FTIR, DRIFTS, FT-Raman,and calorimetric titration with pyridine were used to characterize the materials. Calcination of the materials at 800 8C produced crystalline Nb2O5 (T-phase) for the samples prepared by grafting, while a mixture of T- and H-phases are formed by aqueous impregnation, indicating the higher stability of the former materials. Thermal analysis confirmed a stronger interaction of niobium oxide species on the silica–alumina surface for the grafting procedure. On the other hand, partial neutralization of hydroxyl groups occurred on the support surface by grafting process, and the neutralization reaction is practically complete at 25 wt.% of Nb2O5 by impregnation. The catalysts with about 10 wt.% of Nb2O5 prepared by aqueous impregnation reached the monolayer, while by grafting it predominates bulk Nb2O5, as demonstrated by FT-Raman. These catalysts also showed the highest acidity, when calcined at 300 8C. Based on these results, liquid phase esterification reactions of acetic acid were carried out with different alcohols (ethanol, n-butanol, and iso-pentanol). The yields were about the same, independent of the preparation method for 10 wt.% Nb2O5 catalysts. The conversions using molar ratio 2:1 (acid:alcohol) after 8 h showed good results (83, 87, and 91%, respectively) and 100% selectivity for all esters

Síntese do material mesoporoso MCM-41 usando esponja de água-doce como fonte de sílica

Fresh water sponge was used as a silica source for the synthesis of MCM-41 via the hydrothermal process. The silica was extracted from the sponge by washing with nitric acid and piranha solution. Synthesis of MCM-41 was performed at 100 °C for 5 days and the procedure was optimized, with modifications made to the leaching temperature of the silica and the synthesis of mesoporous material, which was characterized by XRD, FT-IR, SEM and adsorption of N2. The optimal result was achieved at a temperature of 135 °C for 3 days, showing ordered mesoporous material with a surface area of 1080 m² g-1