Título: | MICROFABRICAÇÃO DE REATORES POLIMÉRICOS E LIGNOCELULÓSICOS PARA FOTOCATÁLISE E REAÇÃO DE CUAAC EM FLUXO CONTÍNUO | ||||||||||||
Autor: |
DRUVAL SANTOS DE SA |
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Colaborador(es): |
OMAR GINOBLE PANDOLI - Orientador |
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Catalogação: | 07/JAN/2021 | Língua(s): | PORTUGUÊS - BRASIL |
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Tipo: | TEXTO | Subtipo: | TESE | ||||||||||
Notas: |
[pt] Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio. [en] All data contained in the documents are the sole responsibility of the authors. The data used in the descriptions of the documents are in conformity with the systems of the administration of PUC-Rio. |
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Referência(s): |
[pt] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/ETDs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=51184&idi=1 [en] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/ETDs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=51184&idi=2 |
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DOI: | https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.51184 | ||||||||||||
Resumo: | |||||||||||||
No presente trabalho foi investigada a microfabricação de reatores fotocatalíticos de polidimetilsiloxano (PDMS) para o estudo comparativo de aumento de escala entre micro- e mesorreatores, e lignocelulósicos de bambu para reação de cicloadição alcino-azida catalisada por cobre(I) (CuAAC) em fluxo contínuo. Nesse cenário, foi desenvolvida uma configuração experimental de scale-up e numbering-up de sistemas meso- e microfluídicos fotocatalíticos, respectivamente, para comparar a eficiência de fotodegradação de TiO2/P25 em rodamina B (RB) e azul de metileno (em inglês, Methylene Blue, MB) sob irradiação UV. Os resultados obtidos sugerem que o aumento do volume (scale-up) reduz os valores de D(por cento), enquanto que numbering-up mantém a eficiência fotocatalítica com redução significativa do tempo de reação. M6-60 (micro)L apresentou melhor desempenho entre os dispositivos, com degradação total do MB (1,2 x 10-5 mol L-1) em apenas 1h, e foto-oxidação total de fenol (1,2 x 10-4 mol L-1) em 4h. Além disto, M6-60 (micro)L apresentou menor consumo de energia elétrica por ordem (0,012 kWh m-3) e maior rendimento quântico (2,6 x 10-2) em comparação com os outros dispositivos. O desenvolvimento de suportes sólidos lignocelulósicos apresentou importantes características para os processos de funcionalização de TEMPO-TAL com íons Cu(II) e Zn(II) e CuNPs. Os suportes foram devidamente caracterizados por MEV/EDS e FT-IR. Os resultados para a reação de CuAAC mostraram rendimentos de 79-82 por cento com reciclabilidade de até 7 vezes e lixiviação média de cobre de 1,30 ppm, e foram importantes para o desenvolvimento do microrreator de bambu. A microfabricação do microrreator lignocelulósicos de bambu (L(micro)R) foi realizada a partir de etapas de cortes, sem utilização de técnicas caras e sala limpa. L(micro)R mostrou fácil prototipagem e rápida oxidação com N-oxil-2,2,6,6-tetrametilpiperidina (TEMPO) e funcionalização com íons cobre (Cu-L(micro)R) e nanopartículas de cobre (CuNPs-L(micro)R). O desempenho de CuAAC em fluxo contínuo do Cu-L(micro)R foi demonstrado através da realização de estudos de reciclabilidade e rendimentos em diferentes taxas de fluxo (0,1 a 0,8 mL min-1). Cu-L(micro)R apresentou rendimentos de 60 por cento a 96 por cento para 5 tipos de reações CuAAC, indicando promissora aplicação na área de catálise em dispositivos microfluídicos. Todas as reações foram realizadas em regime de fluxo com MeOH:H2O (2:1) e lixiviação de cobre inferior a 6,0 ppm, produzindo uma série de 5 derivados de 1,2,3-triazol 1,4-dissubstituídos com boa eficiência em um ambiente com poucos recursos. CuNPs-L(micro)R apresentou limitação para realização de CuAAC por não alcançar as condições ideais de aquecimento, exigidas para ocorrência da reação.
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