Navegando por Autor "Silveira, Gustavo"

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    ItemAcesso aberto (Open Access)
    Desenvolvimento de biocélulas a combustível microbianas: uso didático, novo biocatalisador e novo modelo de arquitetura
    (Universidade Federal de Alfenas, 2018-02-27) Silveira, Gustavo; Silva, José Maurício Schneedorf Ferreira Da; Lucho, Alzira Maria Serpa; Hornink, Gabriel Gerber; Aquino Neto, Sidney De; Baeta, Bruno Eduardo Lobo
    A proposta central desse trabalho foi a construção e caracterização de biocélulas a combustível microbianas (MFC) empregando materiais de baixo custo, novo biocatalisador e novo modelo de arquitetura de uma câmara. Foram desenvolvidos três sistemas distintos, alterando-se o biocatalisador anódico (Saccharomyces cerevisiae ou microbiota de kefir), a arquitetura (uma ou duas câmaras) e o tipo de aceptor de elétrons no cátodo (ferricianeto de potássio ou o composto de coordenação azul da prússia). Todas as MFCs usaram azul de metileno como mediador e foram testadas/caracterizadas por meio de curvas de potência e polarização. Na primeira parte do trabalho foi feita uma abordagem do uso didático de MFCs com o uso da levedura Saccharomyces cerevisiae e arquitetura de duas câmaras, e propostos experimentos para avaliar o efeito da presença/ausência de mediador, diferentes substratos, inibidores, viabilidade celular e oxigênio sobre a resposta da MFC. Na segunda parte foi empregada a mesma arquitetura para a avaliação do consórcio microbiano kefir como biocatalisador anódico. A fermentação foi monitorada em intervalos de 24h até o tempo de 72h com as técnicas de voltametria linear (para construção das curvas de potência e polarização), voltametria cíclica, interrupção de corrente, espectrofotometria, contagem total de micro-organismos, e medidas dos parâmetros físico-químicos de pH, acidez total titulável, viscosidade e consumo de carboidratos. A última parte do trabalho foi voltada para a arquitetura e o cátodo, na qual foi desenvolvida uma MFC de uma câmara utilizando conexões hidráulicas e um filme de azul da prússia eletrodepositado sobre malha de carbono como aceptor de elétrons. Imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de energia dispersiva confirmaram a formação do filme eletroativo. Foi demonstrada a possibilidade de obtenção de energia elétrica a partir de resíduo de cervejaria empregando-se esse terceiro dispositivo. A potência gerada foi usada como parâmetro comum de comparação do desempenho de cada um dos sistemas, obtendo-se os valores máximos de, 41 mWm-2 (duas câmaras, S. cerevisiae), 54 mW m-2 (duas câmaras, cultura de kefir), 136 mW m-2 (uma câmara, S. cerevisiae) e 68 mW m-2 (uma câmara, resíduo de cervejaria).
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    ItemAcesso aberto (Open Access)
    Síntese, caracterização e propriedades eletroquímicas do óxido misto sílica/óxido de cério
    (Universidade Federal de Alfenas, 2010-08-27) Silveira, Gustavo; Lucho, Alzira Maria Serpa; Gushikem, Yoshitaka; Cordeiro, Márcia Regina
    Esse trabalho apresenta a síntese e caracterização do óxido misto sílica/óxido de cério obtido através do processo sol-gel, sua aplicação na eletro-oxidação de nitrito e no estudo das propriedades eletroquímicas do azul de metileno imobilizado na superfície desse material. O procedimento de preparação proposto permitiu a obtenção de um sólido amorfo, poroso e com área superficial específica igual a 459 m2.g-1, contendo 5% de cério (em mol, nominal). Para a caracterização do material obtido foram utilizadas as técnicas de espectroscopia na região de infravermelho, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de energia dispersiva, área superficial específica, difração de raios-X, ressonância magnética nuclear de 29Si, espectroscopia fotoeletrônica de raios-X, espectroscopia de impedância eletroquímica e voltametria cíclica. Os resultados obtidos indicaram que o cério encontra-se disperso por toda a matriz de sílica, devido a formação de ligações químicas Si – O – Ce, e a presença de cério nos estados de oxidação +3 e +4. Estudos de voltametria cíclica usando eletrodos de pasta de carbono contendo o óxido misto mostraram que ocorre o favorecimento da reação de oxidação de íons nitrito em um potencial de 0,76 V vs ECS. O efeito catalítico do eletrodo preparado pode ser atribuído ao par Ce+3/Ce+4, o que sugere o potencial uso desse material como sensor para esse analito. Por meio de uma reação de troca iônica, o corante azul de metileno foi imobilizado na superfície do material SiCe e também utilizado no preparo de eletrodos de pasta de carbono. As propriedades eletroquímicas do eletrodo contendo azul de metileno – separação de potenciais de pico anódico/catódico e razão de correntes – foram avaliadas por voltametria cíclica e otimizadas empregando-se um planejamento fatorial completo 2 elevado a terceira potencia
    This dissertation presents the synthesis and characterization of silica-cerium oxide mixed oxide obtained by the sol-gel process, its application in the electrooxidation of nitrite and the optimization of the electrochemical properties of methylene blue immobilized on the material surface. The proposed procedure allowed to obtain an amorphous solid, porous and with specific surface area equal to 459 m2.g-1, containing 5% cerium (in mol, nominal). To characterize the obtained material was used infrared spectroscopy, scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy, specific surface area, x-ray diffraction, 29Si nuclear magnetic resonance spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, electrochemical impedance spectroscopy and cyclic voltammetry. These results indicated that cerium is dispersed throughout the silica matrix due the formation of chemical Si - O - Ce bonds and the presence of cerium in the oxidation states +3 and +4. Cyclic voltammetric studies using carbon paste electrodes containing the mixed oxide favoured the oxidation reaction of sodium nitrite in 0.76 V vs SCE. The catalytic effect can be attributed to the Ce+3/Ce+4 couple, which suggests the potential use of this material as a sensor for that analyte. Through an ion exchange reaction, methylene blue was immobilized on the surface of the material SiCe and also used in the preparation of a carbon paste electrodes. The electrochemical properties of the electrode containing methylene blue - potential separation of anodic/cathodic peak and a current ratio - were evaluated by cyclic voltammetry and optimized employing a full factorial design 2 elevado a terceira potencia