Utilização da macroalga vermelha Gracilaria domingensis (Kutzing) Sonder ex Dickie no processo de biorremediação ambiental: alterações morfofisiológicas e potencial como biofiltro

TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Filosofia e Ciências Humanas, Oceanografia.A intensificação da descarga de resíduos nos ambientes marinhos por fontes antrópicas é responsável por grande parte da degradação destes ecossistemas, tornando-os áreas vulneráveis ao impacto da poluição. Um local suscetível aos impactos da entrada de efluentes é a Lagoa da Conceição. O aporte de nutrientes e matéria orgânica é um dos principais responsáveis pela eutrofização dos ambientes costeiros, contribuindo com o aumento da produtividade primária e causando desequilíbrio em toda a estrutura e dinâmica das comunidades e ecossistemas marinhos. Como medida de mitigação, pode-se utilizar as macroalgas como agentes biorremediadores, a fim de remover ou reduzir poluentes no ambiente. Assim, o presente estudo teve como objetivo analisar o potencial de biorremediação da macroalga vermelha Gracilaria domingensis em cultivos utilizando água de locais contaminados da Lagoa da Conceição e as possíveis alterações morfofisiológicas causadas na alga pelos nutrientes. Para isto, utilizou-se 1,5 g de massa fresca do talo de G. domingensis cultivadas durante 7 dias em águas de diferentes locais: ponto 1 (controle em água da barra da Lagoa da Conceição) e pontos 2 e 3 (águas de locais contaminados da Lagoa da Conceição). Após o cultivo foram feitas análises de taxa de crescimento, morfologia externa do talo, pigmentos fotossintetizantes, remoção de nutrientes e análises com testes histoquímicos por meio de microscopia de luz. A macroalga demonstrou eficiência de remoção de nitrato, amônio e fosfato. As taxas de crescimento não foram influenciadas de maneira significativa pela disponibilidade de nutrientes. Os pigmentos fotossintetizantes apresentaram diminuição em suas concentrações nos cultivos com disponibilidade de amônio, nitrito e fosfato e falta de nitrato. Além disso, observou-se diminuição na quantidade de grãos de amido e espessamento da parede celular nestes tratamentos. A absorção dos nutrientes causou alterações morfofisiológicas na macroalga em questão. Assim, pode-se sugerir que a macroalga vermelha G. domingensis pode ser considerada ótima biorremediadora, principalmente para nitrato e amônio, com maior eficiência de remoção em relação ao fosfato

Preparação de soluções poliméricas para a obtenção de nanofibras por electrospinning

A preferência pela utilização de nanomateriais deve-se a propriedades como o tamanho reduzido das partículas, forma diversificada e grande área de superfície específica. Numerosas soluções de polímeros podem ser preparadas para utilização em electrospinning, tais como: álcool polivinílico (PVA), ácido poli-láctico (PLLA), polivinilpirrolidona (PVP), colagénio, entre outros. Neste trabalho, as nanofibras de TiO2foram sintetizadas por electrospinning, através da preparação de soluções poliméricas contendo polivinilpirrolidona. As amostras foram analisadas por difracção de raios (DRX), por microscopia electrónica de varrimento (SEM) para análise microestrutural, e a avaliação fotocatalítica, por testes de fotodegradação de 125 mL de uma solução de 20 ppm do laranja de metilo. Os resultados parciais mostram que as nanofibras de TiO2 tratadas a uma temperatura de 650 °C mostraram maior eficiência na degradação do corante laranja de metilo. Mostraram maior fotoactividade nos ensaios, devido à presença da fase anatase, que é comprovadamente a fase mais fotoactiva do TiO2.The preference for using nanomaterials is due to properties such as small particle size, diversified shape and large specific surface area. Numerouspolymer solutions can be prepared for use in electrospinning, such as: polyvinyl alcohol (PVA), poly-L-lactic acid (PLLA), polyvinylpyrrolidone (PVP), collagen, among others. In this work TiO2nanofibers were synthesized by electrospinning, through the preparation of polymer solutions containing polyvinylpyrrolidone. The samples were analyzed by ray diffraction(DRX),by scanning electron microscopy(SEM)for microstructural analysis, and the photocatalytic evaluation, by photodegradation tests of 125 mL of a 20ppm solution of the methyl orange. The partial results show that TiO2nanofibers treated at a temperature of 650 °C showed more efficiency in the degradation of the methyl orange dye. They showed greater photoactivity in the tests, due to the presence of the anatasephase, which is proven to be the most photoactive phase of TiO2

Preparation of polymer solutions for the obtaining of nanofibers by electrospinning / Preparação de soluções poliméricas para a obtenção de nanofibras por electrospinning

The preference for using nanomaterials is due to properties such as small particle size, diversified shape and large specific surface area. Numerous polymer solutions can be prepared for use in electrospinning, such as: polyvinyl alcohol (PVA), poly-L-lactic acid (PLLA), polyvinylpyrrolidone (PVP), collagen, among others. In this work TiO2 nanofibers were synthesized by electrospinning, through the preparation of polymer solutions containing polyvinylpyrrolidone. The samples were analyzed by ray diffraction (DRX), by scanning electron microscopy (SEM) for microstructural analysis, and the photocatalytic evaluation, by photodegradation tests of 125 mL of a 20 ppm solution of the methyl orange. The partial results show that TiO2 nanofibers treated at a temperature of 650 °C showed more efficiency in the degradation of the methyl orange dye. They showed greater photoactivity in the tests, due to the presence of the anatase phase, which is proven to be the most photoactive phase of TiO2

Correlação entre as propriedades fotocrômicas e atividade fotocatalítica dos óxidos de titânio e tungstênio

O emprego de TiO2, na qualidade de semicondutor mais comumente utilizado em fotocatálise heterogênea adquire relevância, devido à sua eficiência na decomposição de poluentes da água, do ar, bactérias, células cancerígenas e na degradação de compostos orgânicos tóxicos. Este trabalho investigou a correlação entre as propriedades fotocrômicas e fotocatalíticas de fibras e dos filmes de TiO2, e de TiO2 dopados com H2WO4 e Na2WO4.2H2O. Para a síntese de fibras por electrospinning os reagentes utilizados foram: ácido acético glacial, propóxido de titânio, polivinilpirrolidona 10%, ácido túngstico e tungstato de sódio di hidratado. As fibras obtidas foram tratadas termicamente entre 650 ºC e 800 ºC, com patamar de 1 hora e taxa de aquecimento de 1,4 °C/min. Para obtenção dos filmes por spin-coater foram peparadas soluções contendo: 0,25 g de fibras tratadas entre 650 ºC e 800 ºC, etanol anidro, acetilacetona, Triton X-100 e polivinilbitiral. As amostras foram caracterizadas por difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de transmissão (MET), análise termogravimétrica (TGA) e termo-diferencial (ATD), espectroscopia de reflectância difusa (ERD), perfilometria, teoria Brunnauer Emmet e Teller (BET), ensaios de degradação de 125 mL de uma solução 20 ppm do corante alaranjado de metila e colorimetria através do sistema CIELa*b*. Os melhores resultados foram obtidos com as amostras deTiO2∕Na2WO4.2H2O. Estas amostras foram mais eficientes na mineralização do corante alaranjado de metila, pois 3 das 4 amostras sintetizadas degradaram aproximadamente 100% do corante e simultaneamente expressaram os maiores valores de reflectância, possivelmente devido a existência de uma sincronização entre as características químicas e físicas destes óxidos e a formação de defeitos pontuais (vacâncias) que ocupam posições atômicas de rede.The use of TiO2 as the most commonly used semiconductor in heterogeneous photocatalysis becomes relevant because of its efficiency in the decomposition of pollutants from water, air, bacteria, cancer cells and the degradation of toxic organic compounds. This work investigated the correlation between the photocatalytic and photocatalytic properties of TiO2 and TiO2 fibers and TiO2 doped with H2WO4 and Na2WO4.2H2O. For the synthesis of fibers by electrospinning the reagents used were: glacial acetic acid, titanium propoxide, 10% polyvinylpyrrolidone, tungstic acid and sodium tungstate dihydrate. The obtained fibers were heat treated between 650 °C and 800 °C, with a 1 hour threshold and a heating rate of 1.4 °C/min. To obtain the films by spin-coater were prepared solutions containing: 0.25 g of treated fibers between 650 ºC and 800 ºC, anhydrous ethanol, acetylacetone, Triton X-100 and polyvinylbutyral. The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and transmission (TEM), thermogravimetric (TGA) and thermo-differential analysis (DTA), diffuse reflectance spectroscopy (ERD), profilometry, Brunnauer Emmet and Teller (BET) theory, 125 ml degradation assays of a 20 ppm solution of methyl orange dye and colorimetry through the system CIELa*b*. The best results were obtained with TiO2/Na2WO4.2H2O samples. These samples were more efficient in the methyl orange dye mineralization, since 3 of the 4 synthesized samples degraded approximately 100% of the dye and simultaneously expressed the highest values of reflectance, possibly due to the existence of a synchronization between the chemical and physical characteristics of these oxides and the formation of point defects (vacancies) that occupy atomic network positions

Obtenção, caracterização e utilização de fibras nanoestruturadas de Tio2 dopadas com tungstênio como fotocatalisadores / Obtaining, characterization and utilization of nanostructured Tio2 doped fibers as photocatalysts

A aplicabilidade de nanomateriais em catálises, células solares, células combustíveis, membranas, baterias de hidrogênio, materiais estruturais que requerem elevada resistência mecânica, nanoeletrônicos, sensores, em dispositivos ópticos, magnetos eletrônicos, engenharia de tecidos e biossensores, estão cada vez mais frequentes, em virtude de propiciarem produtos finais mais eficazes, leves e de baixo custo. A preferência em se utilizar as fibras, ao invés de compostos cerâmicos com dimensões tradicionais, nas mais diversas aplicações, se deve ao fato de entre os nanomateriais, as fibras serem uma das nanoestruturas unidimensionais que mais têm chamado atenção, em razão de sua: flexibilidade, propriedades ópticas e capacidade de interação com outras áreas da ciência. Esta relação multidisciplinar promove o desenvolvimento de novas técnicas de produção, associando o entendimento de suas propriedades ao emprego destes novos materiais. Neste trabalho fibras nanoestruturadas de TiO2 e de TiO2/WO3 foram obtidas por electrospinning e tratadas termicamente entre 650 ºC e 800 ºC em um forno tipo mufla. A técnica de difração de raios X (DRX) foi empregada na determinação da estrutura cristalina e tamanho de cristalito. A morfologia das fibras nanoestruturadas TiO2 e de TiO2/WO3 foi observada por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e, a atividade fotocatalítica foi analisada através de ensaios de fotodegradação de 125 mL de uma solução 20 ppm do corante alaranjado de metila. Os resultados apontam que as fibras nanoestruturadas de TiO2 misturadas ao tungstênio (H2WO4) apresentaram-se mais eficientes na descoloração do corante alaranjado de metila, indicando uma maior atividade catalítica destas amostras em comparação com um catalisador padrão P25 e as amostras de TiO2. A presença de tungstênio aumentou a eficiência fotocatalítica dos materiais, inibiu da recombinação do par elétron/lacuna [(e)/(h+)], permitindo a transferência de cargas entre o TiO2 e o WO3. A elevação da temperatura de tratamento térmico possibilitou que as vacâncias de O2 adquirissem a mobilidade necessária para passar para um estado desordenado na rede, aumentando a capacidade de degradação das amostras

Manifestação fotocrômica através da geração de centros de cor em fibras de diferentes óxidos/ Photochromic manifestation through the generation of color centers in fibers of different oxides

Propriedades ópticas compreendem a resposta de um material quando submetido à radiação eletromagnética e, em particular a luz visível. Luz, calor (ou energia radiante), radar, ondas de rádio e raios-X são todas formas de radiação eletromagnética, identificadas por uma faixa específica de comprimentos de onda. A luz visível fica dentro de uma região estreita no espectro, com comprimentos de onda variando entre cerca de 0,4 ?m (4 x 10-7 m) e 0,7 ?m. O fotocromismo é um dos tipos de cromogenismo mais conhecidos, pois esse efeito é capaz de modificar, de maneira reversível, as propriedades ópticas de um material quando exposto a radiação eletromagnética, ou seja, UV visível ou infravermelho. Em alguns óxidos esse fenômeno pode ser percebido quando estes são expostos a luz visível. Um material é denominado cromógeno quando modifica as suas propriedades ópticas ao receber um estímulo. O campo elétrico, a radiação eletromagnética, a diferença de potencial, a temperatura, a alteração de pH e a pressão mecânica são algumas maneiras de ativar-se opticamente esses materiais. No caso de um material fotocrômico, ocorre uma alteração da cor percebida, quando este recebe algum estímulo, do tipo radiação eletromagnética. Vários materiais têm sido empregados no estudo do fotocromismo, principalmente os óxidos de metais de transição, como: o MoO3, o WO3, o TiO2, o V2O5, e o Nb2O5, entre outros. Neste trabalho, examinamos a percepção visual das diferentes cores, quando da mistura de percursores de tungstênio com o TiO2. Pois, o WO3 apresenta em todos os efeitos cromógenos as maiores variações na absorbância óptica, o que faz com que este óxido seja o mais utilizado em pesquisas quando deseja-se estudar o efeito fotocrômico. Inicialmente sintetizamos fibras de TiO2, TiO2/WO3 e de TiO2/Na2WO4.2H2O por electrospinning e, tratamos termicamente entre 650 ºC e 800 ºC. Depois caracterizamos as fibras obtidas por difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e testes colorimétricos. Os resultados apontam que as propriedades ópticas foram influenciadas pela temperatura de tratamento térmico e intensificaram a capacidade de absorção de luz

Analysis of photoactivity of observed tio2 fibers by decolorating methyl alaranyed dye

O alaranjado de metila é um corante aniônico pertencente ao grupo dos azocorantes, muito empregado em ensaios de fotocatálise heterogênea. Sua utilização adquiriu relevância, devido ao fato dos corantes sintéticos, mais especificamente os corantes azo serem os contaminantes responsáveis por aproximadamente 10-20% da poluição dos efluentes. Estes resíduos podem gerar subprodutos perigosos resultantes da oxidação, hidrólise ou outras reações químicas. A sua elevada estabilidade química, dificulta a ação de tratamentos convencionais na purificação de águas contaminadas. A utilização da fotocatálise heterogênea se insere dentro deste contexto, pois além de ser um tratamento eficiente para a diminuição da toxicidade de águas superficiais contaminadas também não polui o meio ambiente com a geração de subprodutos. Neste processo, radicais hidroxila são gerados através da excitação de semicondutores, constantemente expostos a luz solar ou artificial. Na fotocatálise heterogênea a excitação do semicondutor ocorre através da absorção de fótons, com energia maior ou igual a energia de band gap, ocasionando a promoção do elétron da banda de valência (BV) para a banda de condução (BC), gerando assim o par elétron/lacuna. Dentre os vários semicondutores empregados como fotocatalisadores, o mais comumente utilizado na degradação/mineralização de poluentes orgânicos é o TiO2. Fotocatalisadores são sólidos semicondutores que se caracterizam por converterem a energia contida em fótons (luz) em energia eletroquímica disponível em um sistema químico, tanto para oxidação, como para a redução de compostos ou espécies químicas (íons). Diversas moléculas se mostraram capazes de promover a fotocatálise, entre elas o ZnO e o TiO2. O dióxido de titânio é um semicondutor do tipo n que possui três formas alotrópicas, anatase, brookita e rutilo. É utilizado comercialmente como um material para conferir opacidade às tintas, cosméticos, plásticos e papéis. A presente proposta, tem como objetivo a síntese de nanoestruturas de TiO2 através da técnica de electrospinning, utilizando polivinilpirrolidona e tetraisisopropóxido de titânio como reagentes precursores. Após a síntese das fibras, o material obtido foi tratado termicamente em diferentes temperaturas para análise microestrutural através da microscopia eletrônica de varredura (MEV), das fases presentes através da difração de raios X (DRX), da energia de band gap por espectroscopia de reflectância difusa (ERD) e a atividade fotocatalítica. Acompanhou-se a degradação do corante alaranjado de metila em presença das fibras de dióxido de titânio sob iluminação UV-A. Observou-se que a formação e a presença majoritária da fase anatase é um fator fundamental para a maior atividade fotocatalítica das fibras nanoestruturadas de TiO2.Methyl orange is an anionic dye belonging to the azocolorants group, widely used in heterogeneous photocatalysis assays. Its use has acquired relevance due to the fact that synthetic dyes, more specifically azo dyes are the contaminants responsible for approximately 10-20% of effluent pollution. These residues can generate hazardous by-products resulting from oxidation, hydrolysis, or other chemical reactions. Their highchemical stability makes it difficult for conventional treatments to purify contaminated water. The use of heterogeneous photocatalysis fits into this context, because besides being an efficient treatment to reduce the toxicity of contaminated surface water, it does not pollute the environment with the generation of by-products. In this process, hydroxyl radicals are generated through the excitation of semiconductors, constantly exposed to sunlight or artificial light. In heterogeneous photocatalysis the excitation of the semiconductor occurs through the absorption of photons, with energy greater than or equal to the band gap energy, causing the promotion of the electron from the valence band (BV) to the conduction band (BC), thus generating the electron/lacuna pair. Among the various semiconductors used as photocatalysts, the most commonly used in the degradation/mineralization of organic pollutants is TiO2. Photocatalysts are semiconductor solids that are characterized by converting the energy contained inphotons (light) into electrochemical energy available in a chemical system, both for oxidation and reduction of compounds or chemical species (ions). Several molecules have been shown to promote photocatalysis, among them ZnO and TiO2. Titanium dioxide isan n-type semiconductor that has three allotropic forms, anatase, brookite, and rutile. It is used commercially as a material to impart opacity to paints, cosmetics, plastics and paper. The present proposal, aims to synthesize TiO2 nanostructures by electrospinning technique, using polyvinylpyrrolidone and titanium tetraisisoproxide as precursor reagents. After fiber synthesis, the obtained material was heat treated at different temperatures for microstructural analysis by scanning electron microscopy (SEM), of the phases present by X-ray diffraction (XRD), of the band gap energy by diffuse reflectance spectroscopy (DRE) and photocatalytic activity. The degradation of methyl orange dye in presence of the titanium dioxide fibers under UV-A illumination was followed. It was observed that the formation and majority presence of the anatase phase is a key factor for the enhanced photocatalytic activity of the nanostructured TiO2 fibers

Filme compreendendo fibras de tio2 dopado com h2wo4 ou tio2 dopado na2wo4.2h2o, processo de obtenção e uso do filme

Universidade Federal do Rio Grande do SulEngenhariaDepositad

Obtaining, characterization and utilization of nanostructured Tio2 doped fibers as photocatalysts

A aplicabilidade de nanomateriais em catálises, células solares, células combustíveis, membranas, baterias de hidrogênio, materiais estruturais que requerem elevada resistência mecânica, nanoeletrônicos, sensores, em dispositivos ópticos, magnetos eletrônicos, engenharia de tecidos e biossensores, estão cada vez mais frequentes, em virtude de propiciarem produtos finais mais eficazes, leves e de baixo custo. A preferência em se utilizar as fibras, ao invés de compostos cerâmicos com dimensões tradicionais, nas mais diversas aplicações, se deve ao fato de entre os nanomateriais, as fibras serem uma das nanoestruturas unidimensionais que mais têm chamado atenção, em razão de sua: flexibilidade, propriedades ópticas e capacidade de interação com outras áreas da ciência. Esta relação multidisciplinar promove o desenvolvimento de novas técnicas de produção, associando o entendimento de suas propriedades ao emprego destes novos materiais. Neste trabalho fibras nanoestruturadas de TiO2 e de TiO2/WO3 foram obtidas por electrospinning e tratadas termicamente entre 650 ºC e 800 ºC em um forno tipo mufla. A técnica de difração de raios X (DRX) foi empregada na determinação da estrutura cristalina e tamanho de cristalito. A morfologia das fibras nanoestruturadas TiO2 e de TiO2/WO3 foi observada por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e, a atividade fotocatalítica foi analisada através de ensaios de fotodegradação de 125 mL de uma solução 20 ppm do corante alaranjado de metila. Os resultados apontam que as fibras nanoestruturadas de TiO2 misturadas ao tungstênio (H2WO4) apresentaram-se mais eficientes na descoloração do corante alaranjado de metila, indicando uma maior atividade catalítica destas amostras em comparação com um catalisador padrão P25 e as amostras de TiO2. A presença de tungstênio aumentou a eficiência fotocatalítica dos materiais, inibiu da recombinação do par elétron/lacuna [(e)/(h+ )], permitindo a transferência de cargas entre o TiO2 e o WO3. A elevação da temperatura de tratamento térmico possibilitou que as vacâncias de O2 adquirissem a mobilidade necessária para passar para um estado desordenado na rede, aumentando a capacidade de degradação das amostras.The applicability of nanomaterials in catalysis, solar cells, fuel cells, membranes, hydrogen batteries, structural materials requiring high mechanical strength, nanoelectronics, sensors, in optical devices, electronic magnets, tissue engineering and biosensors, are becoming more and more frequent, because they provide more effective, lightweight and low-cost end products. The preference in using fibers, instead of ceramic compounds with traditional dimensions, in the most diverse applications, is due to the fact that among nanomaterials, fibers are one of the one-dimensional nanostructures that have called more attention, due to their: flexibility, optical properties and ability to interact with other areas of science. This multidisciplinary relationship promotes the development of new production techniques, associating the understanding of their properties to the use of these new materials. In this work nanostructured fibers of TiO2 and TiO2/WO3 were obtained by electrospinning and heat treated between 650 ºC and 800 ºC in a muffle furnace. The X-ray diffraction technique (XRD) was used to determine the crystalline structure and size of crystals. The morphology of the nanostructured TiO2 and TiO2/WO3 fibers was observed by scanning electron microscopy (SEM), and the photocatalytic activity was analyzed by photodegradation tests of 125 mL of a 20-ppm solution of the orange methyl dye. The results indicate that the nanostructured fibers of TiO2 mixed with tungsten (H2WO4) were more efficient in discoloring the methyl orange dye, indicating a higher catalytic activity of these samples compared to a standard P25 catalyst and the TiO2 samples. The presence of tungsten increased the photocatalytic efficiency of the materials, inhibited the recombination of the electron/lacmon pair [(e)/(h+)], allowing the transfer of charges between TiO2 and WO3. The elevation of the heat treatment temperature allowed the O2 vacancies to acquire the necessary mobility to pass to a disordered state in the network, increasing the degradation capacity of the samples

Filosofia no Ensino Médio: um olhar sobre as práticas reformistas na educação brasileira

The purpose of this article is to discuss Brazilian philosophical teaching from the reform of high school. In this context, the law 11.684/ 2008 and 9.394/96, the school practices of the discipline of Philosophy, in Caracaraí-RR, were analyzed, as well as its changes in the historical and educational scope. We also highlight parts of the process that the discipline has undergone throughout its trajectory, which is influenced by the governmental ideologies of each era, as well as the process of exclusion and reinsertion in the curricular bases of Brazilian schools. The method used was the bibliographic and the data collection instruments were the interviews. It is believed that this work can provide valuable subsidies for the study of Philosophy teaching in high school, as well as enabling the construction of new thoughts that allow it to be constantly rethought during the construction of a curriculum that increasingly approaches the reflexive sense of philosophizing.O presente artigo tem por finalidade discutir o ensino filosófico brasileiro a partir da reforma do ensino médio. Nesse contexto, analisou-se as leis 11.684/2008 e 9.394/96 e as práticas escolares da disciplina de Filosofia, em Caracaraí-RR, assim como suas mudanças no âmbito histórico e educacional. Destacamos ainda partes do processo que a disciplina sofreu ao longo de sua trajetória, sendo esta influenciada pelas ideologias governamentais de cada época, bem como o próprio processo de exclusão e reinserção nas bases curriculares das escolas brasileiras. O método utilizado foi o bibliográfico e os instrumentos de coleta de dados foram as entrevistas. Acredita-se que este trabalho possa fornecer valiosos subsídios para o estudo do ensino de Filosofia no ensino médio, bem como possibilitar a construção de novos pensamentos que permitam ser repensados constantemente durante à construção de um currículo que se aproxime cada vez mais do sentido reflexivo do ato de filosofar.