PPG - Química - Ciência e Tecnologia da Sustentabilidade
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- ItemSíntese de ligantes cobaltoceno-imidazolina e cobaltoceno-oxazolina para aplicação em reações de carboboração e hidrocarbofuncionalização enantiosseletivas(Universidade Federal de São Paulo, 2024-05-02) Pereira, Brenda Regina Bondezan [UNIFESP]; Rodrigues, Alessandro [UNIFESP]; Vinhato, Elisângela [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/8530211624182009; http://lattes.cnpq.br/5134320818291591; http://lattes.cnpq.br/1830756392753238A catálise assimétrica se tornou um método relevante para o controle estereoquímico na obtenção de produtos. O presente trabalho consistiu em dois objetivos: 1) a síntese e caracterização de 2 ligantes inéditos do tipo imidazolina-cobaltoceno (N-Ts e N-Boc) e 1 ligante inédito do tipo cobaltoceno-oxazolina e 2) avaliação destes ligantes em reações estereosseletivas de 1,2-carboboração e hidrocarbofuncionalização de alcenos não ativados. A síntese dos ligantes N-Ts (I-A) e N-Boc (I-B) se deu em 5 etapas, partindo do ciclopentadieno de sódio na presença de dimetilcarbonato e clorotris(trifenilfosfina)cobalto(I), obtendo 399 com rendimento de 73%, reduzido para 400 na presença de DIBAL-H, com rendimento de 79%. Em seguida, este foi oxidado com IBX, fornecendo rendimento de 63%. 402 foi obtido rendimento de 86% por ciclização com (1S,2S)-1,2-difenil-1,2-etilenodiamina, seguida pela oxidação com iodo e carbonato de potássio e, posteriormente, tosilado na presença de cloreto de tosila e trietilamina, obtendo-se o ligante I-A com rendimento de 32%. Para o ligante I-B foi empregado dicarbonato de di-terc-butila ao 402, obtendo um rendimento de 48%. Para a síntese do ligante II-A, houve a clivagem de 399 na presença de terc-butóxido de potássio, obtendo o ácido carboxílico com rendimento de 61%. Na sequência, o ácido carboxílico 400 foi convertido para cloreto de ácido, que foi usado na síntese da amida na presença de trietilamina e (S)-2-amino-2-feniletanol. A etapa posterior consistiu na ciclização do anel oxazolínico na presença de trietilamina e cloreto de tosila, obtendo 81% de rendimento. I-A foi obtido com rendimento de 8 % e II-A 19 %. I-B foi obtido com rendimento de 26 %. Os ligantes foram caracterizados por RMN de 1H, RMN de 13C, EMAR, atividade óptica e IV. I-A e II-A foram testados em reações de 1,2-carboboração e hidrocarbofuncionalização de alcenos não ativados. No entanto, em nenhum dos testes realizados houve formação de produto.
- ItemTratamento de efluentes têxteis empregando adsorção e processos fotoeletrocatalíticos visando o reuso de no processo produtivo(Universidade Federal de São Paulo, 2023-08-02) Bezerra, Katia Crystina Hipólito [UNIFESP]; Rodrigues, Christiane de Arruda [UNIFESP]; Araújo, Geórgia Christina Labuto [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/4933252636705546; http://lattes.cnpq.br/9871865009697049; http://lattes.cnpq.br/2031203624325205A segurança hídrica é uma preocupação mundial, a indústria têxtil se destaca pelos elevados volumes de efluentes gerados, pela variedade, toxicidade e quantidade dos corantes utilizados nos tingimentos. Os tratamentos classicos para a remoção de corantes em efluentes são custosos, ineficientes e raramente permitem o reuso da água para novos processos de tingimento.O foco desse estudo é buscar alternativas de tratamentos capazes de remover os corantes em meio aquoso, permitindo o reuso da água. Resíduos de biomassa de levedura proveniente da indústria sucroalcoleira (YR) e decorados com nanopartículas de magnetita (MNP-YR) obtidas pelo método de coprecipitação, foram usados como adsorventes para o tratamento de efluentes contendo corantes reativos em mono, bi e tricomias. Os corantes utilizados foram o amarelo 15 (Y-15), vermelho 198 (R-198) e azul 19 (B-19) e os processos adsortivos foram avaliados em estudos de pH, cinética, isotermas de adsorção individual e competitiva e dosagem adsorvente. Nos efluentes compostos por misturas binárias e ternárias, usou-se a técnica de calibração multivariada, quadrados mínimos parciais (PLS) para determinação da concentração de corantes empregando espectrometria no ultravioleta visível. Nos efluentes ternários foi possível a remoção de 88, 90 e 100% de Y-15. R-198 e B-19, com YR e 58, 52 e 100% para MNP-YR. Os efluentes tratados foram usados em 2 novos ciclos de tingimento, mantendo a reprodutibilidade da cor no tecido. Os resultados denotam o potencial de uso dos adsorventes usados. Após, os efluentes finais gerados foram submetidos aos tratamento fotocatalitico(FTC) e fotoeletrocatalítico (FEC) visando a mineralização dos corantes presentes no meio líquido. Foram preparados eletrodos de TiO2 nanoestruturados, a água tratada foi utilizada em um novo processo de tingimento. O processo de FEC permitiu a mineralização de 50 e 60 % da carga orgânica nos efluentes oriundos do tingimento utilizando a água de reuso proveniente dos processos de adsorção por YR e MNP-YR. Os adsorventes contaminados foram tratados pelo processo combinado de foto-Fenton e fotocatalise permitindo a mineralização de 92 e 68%.
- ItemSimulação de líquidos iônicos na interface com modelos de eletrodos de grafeno(Universidade Federal de São Paulo, 2024-04-05) Pereira, Guilherme Ferreira Lemos [UNIFESP]; Siqueira, Leonardo José Amaral de [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/4334197942669791; http://lattes.cnpq.br/3276064511195282A evolução da sociedade está intimamente atrelada com sua habilidade de encontrar, extrair e usar energia com uma eficiência cada vez maior, sendo necessário o desenvolvimento da compreensão de dispositivos de armazenamento de energia mais eficiente. A escolha tanto do eletrodo como do eletrólito é de grande importância para esses dispositivos, como em supercapacitores. Neste sentido, este trabalho teve como objetivos estudar o carregamento de dispositivos de armazenamento de energia com o método de dinâmica molecular para diferentes líquidos iônicos na interface com eletrodos planos e porosos e modelos de potencial constante. Validamos uma nova implementação para o modelo de potencial constante para eletrodos de óxido de grafeno. Análises da estrutura dos íons na interface com os eletrodos de óxido de grafeno elucidaram que não apenas sua composição, mas seu formato rugoso, influencia na distribuição de cargas. A interação entre o eletrólito e o óxido de grafeno interfere também na densidade de energia armazenada nos dispositivos, de forma que apenas em ∆Ψ > 3.5 V o eletrodo de óxido de grafeno armazene mais energia que o grafeno. As interações com as oxidações do eletrodo mostram também o impactam na velocidade de organização dos íons próximos à superfície do eletrodo, afetando assim sua potência. Os resultados obtidos com modelo polarizável para misturas de líquidos iônicos demonstraram a importância da polarização dos íons na determinação de propriedades termodinâmicas e estruturais. O uso do modelo polarizável junto com o modelo de potencial constante apontou uma indução de uma diferença de potencial de ∆Ψ ≈ −0.50 V, mesmo com o eletrodo descarregado.
- ItemPreparação e caracterização de nanocompósitos de polímero conjugado e prata visando a otimização de propriedades ópticas, térmicas e biológicas(Universidade Federal de São Paulo, 2024-03-22) Parolin, Giovana Artuzo [UNIFESP]; Péres, Laura Oliveira [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/7511492642565571; http://lattes.cnpq.br/5165382247780718Visando caracterizar um novo material através de diferentes vertentes como óptica, térmica e biológica, a síntese e preparação de nanocompósitos de polímero conjugado e prata mostra-se uma alternativa promissora para aplicações em diferentes áreas da química. Nanopartículas são materiais de grande interesse visto que, devido à sua maior área de contato e consequentemente maior reatividade, possuem características diferentes de sua espécie na forma macro. Quando combinadas em um compósito, estes podem também modificar suas propriedades advindas de cada componente, dando origem a um produto com características que não são encontradas nos materiais de partida. Sendo assim, nesse trabalho, foram unidas as propriedades da nanopartícula de prata (AgNP) com o copolímero poli(3-hexiltiofeno-co-9,9- dioctil-2,7-fluoreno) (PTPF) em nanoescala, formando um nanocompósito com o objetivo de estudar as características deste material e suas otimizações para possíveis diferentes aplicações. Para tal, foram realizadas análises dos materiais separadamente (preparados em diferentes concentrações) e do nanocompósito (variando a fração volumétrica) e avaliadas suas propriedades físico-químicas, térmicas e biológicas. Os resultados mostraram que as nanopartículas metálica e polimérica foram sintetizadas com êxito bem como a formação dos nanocompósitos. Foi observado que a nanopartícula polimérica em solução se mantém estável no que diz respeito a agregação, quase que independente da concentração da amostra inicial e do tempo decorrido, bem como em contato com AgNP esférica. Este fato favorece ainda uma vantagem, onde confere ao metal um recobrimento que pode prevenir possíveis agregações. O nanocompósito se mostrou estável opticamente, e foi então imobilizado em filmes autossuportados de quitosana para possibilitar sua aplicação em estado sólido. Estes demonstraram que o suporte não alterou as propriedades dos componentes isolados, de forma que a absorção não apresentou alterações. A intensidade de emissão dos filmes decaiu no decorrer do tempo avaliado provavelmente por processos de degradação, interação ou outros relativos ao suporte. Dessa forma, foram realizados diversos ensaios de foto e termodegradação dos materiais isolados e dos nanocompósitos. O que se obteve foram filmes autossuportados de nanopartícula polimérica com AgNP, que forneceram ao produto final maior estabilidade em relação a possíveis deslocamentos dos máximos de absorção e emissão. Em relação ao ensaio térmico, os filmes demonstraram que, até a temperatura de 80 °C, esses filmes não sofrem nenhuma alteração após exposição ao calor por 3 h. Por fim, os bioensaios demonstraram atividade frente a diversos microrganismos como bactérias gram-positivas, gram-negativas e leveduras, com resultados, para alguns casos, ainda mais sensíveis que os seus componentes na forma isolada, possibilitando, além das diversas aplicações ópticas e eletrônicas, como sensores, a utilização desses materiais como filmes bioativos, em curativos adesivos, por exemplo.
- ItemEstudo de nanopartículas metálicas e bimetálicas para aplicações em medicina e agricultura(Universidade Federal de São Paulo, 2024-02-29) Lopes, Isabela Santos [UNIFESP]; Courrol, Lilia Coronato [UNIFESP]; Caseli, Luciano [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/892916291017293; http://lattes.cnpq.br/7225675813566195; http://lattes.cnpq.br/8652646215861192Este trabalho descreve a síntese, caracterização e aplicação de nanopartículas (NPs) de prata, cobre e ouro, sintetizadas por fotorredução com os aminoácidos ácido aminolevulínico (ALA) e sua forma metilada ácido aminolevulinato de metila (MALA) e o ácido gama aminobutírico (GABA). As nanopartículas foram caracterizadas por espectroscopia no UV-Vis, microscopia eletrônica de transmissão (MET), potencial Zeta, espectroscopia do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e microscopia de força atômica. O potencial de aplicação das nanopartículas sintetizadas na agricultura e medicina foi avaliado. Os resultados analisados mostram nanopartículas em tamanho nanométrico com alta estabilidade coloidal com potencial Zeta negativo acima de -25.0 mV, formato esférico no caso das nanopartículas de prata, cobre e ouro com ALA, MALA, GABA e ALAGABA. As nanopartículas de prata e cobre foram aplicadas em nanopriming com sementes de girassol. Resultados de fluorescência da clorofila, decaimento do tempo de vida, fator de crescimento da planta e percentual de germinação foram obtidos e mostraram o aumento da intensidade de fluorescência da clorofila e no fator de crescimento das mudas em comparação com sementes tratadas com água. A eficácia das nanopartículas de prata e cobre como agentes antimicrobianos foi testada as com as bactérias E. coli e S. aureus e os fungos fitopatogênicos A. grandis, C. truncatum, C. cassiicola e F. oxysporum. A citotoxicidade das NPs de ouro revestidas com ALA, MALA e GABA foram estudadas em células MCF-7 para a realização da terapia com raio x de baixa energia. Com este trabalho obtivemos uma melhor compreensão dos mecanismos envolvidos no processo de síntese das NPs, nas aplicações médicas e o papel fundamental da atuação das NPs de ouro com ALA, MALA e GABA. NPs de prata e cobre se mostraram promissoras como carreadores do ALA e GABA para a célula vegetal, com ação antimicrobiana satisfatória contra as bactérias e fungos estudados e em nanopriming de sementes.