Preparação e avaliação de hidrogéis nanocompósitos à base de alginato na remoção de Cu (II) e Zn (II) de soluções aquosas

Esta dissertação teve como objetivo, a preparação de hidrogéis à base de alginato contendo argila e material magnético em sua estrutura. Foram analisadas as modificações nas características físico-químicas dos hidrogéis preparados com diferentes reticulantes (CaCl2 e FeCl3) e diferentes concentrações de material magnético (1 e 3 % m/m) e argila (1, 5 e 10 %). Após isso, os hidrogéis foram avaliados quanto à capacidade de remoção de íons Cu2+ e Zn2+ de soluções aquosas. As amostras foram caracterizadas quanto à composição química por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), quanto à morfologia por microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura (SEM) e quanto às propriedades magnéticas por magnetometria de amostra vibrante (VSM). Através da técnica de difratometria de raios-X (XRD), foi possível verificar a natureza do material magnético e a dispersão da argila nos hidrogéis. A estabilidade térmica das amostras foi analisada por análise termogravimétrica (TGA). Os resultados mostraram que tanto a argila como o material magnético ficaram bem dispersos nas amostras. De forma geral, foram preparados hidrogéis com morfologia esférica, sendo que os hidrogéis de alginato de cálcio tenderam a apresentar maior resistência térmica do que os hidrogéis de alginato de ferro. Todas as amostras magnéticas apresentaram comportamento superparamagnético, porém as amostras de alginato de ferro mostraram-se quebradiças após o intumescimento em água. O tempo médio de equilíbrio de intumescimento foi de 240 minutos. Os resultados de cinética de adsorção mostraram que os hidrogéis de alginato de cálcio preparados nas condições avaliadas nesta Dissertação foram eficientes na remoção dos íons Cu2+ e Zn2+, sendo que o cobre apresentou maior afinidade pelo hidrogel do que o zinco

Interações do lantânio com células livres e imobilizadas em alginato em regimes de batelada e contínuo

Este trabalho teve como objetivo descrever o potencial de biossorção de lantânio pelas microalgas Ankistrodesmus sp. e Golenkinia sp. livres e pellets de alginato de cálcio, com e sem as microalgas imobilizadas, a partir de soluções aquosas. Para isso foram realizados estudos em regime batelada e em coluna de leito fixo. Modelos cinéticos de pseudo-primeira ordem e de segunda ordem e isotermas de equilíbrio de Langmuir e de Freundlich foram utilizados para a descrição quantitativa e a previsão do comportamento de adsorção do metal pelas biomassas livres e imobilizadas no sistema descontínuo. Os dados foram mais bem ajustados pelo modelo cinético de segunda ordem, com coeficientes de determinação (r2) maiores que 0,98. Foram obtidos tempos de equilibrio muito curtos, na faixa de 1-30 minutos. A isoterma de Langmuir foi a que melhor se ajustou aos dados experimentais, com valores de r2 maiores que 0,94. Foram observados valores de qmáx, isto é, a quantidade máxima de metal captado pelo biossorvente, entre 0,96 e 10,43 mmol/g. As células livres mostraram-se mais eficientes do que os pellets caracterizados com e sem os micro-organismos. Os pellets mostraram melhor potencial quando contendo microalgas imobilizadas, em comparação com eles puros. No estudo dinâmico, 12 L de solução contendo uma concentração de La (III) de 150 mmol/L ascenderam pela coluna contendo Ankistrodesmus sp. e Golenkinia sp. imobilizadas e pellets de alginato de cálcio puros durante 8 horas. No último minuto, os três biossorventes ainda apresentaram cerca de 80% de eficiência de remoção. Desta forma, o ponto de satuação não foi atingido. A rápida e alta capacidade de adsorção das microalgas revelou que sua aplicação em escala superior é possível em ambos os processos estudados, uma vez que a imobilização desses biomateriais não mudou a sua capacidade de sorção e nem o rápido contato entre o adsorvente e o soluto no processo de biossorção de lantânio

Síntese e avaliação de hidrogéis à base de alginato e nanopartículas magnéticas preparadas in situ para remoção de Mn(II) e Ni(II) de efluente industrial

Esta Dissertação teve como objetivo,a síntese de hidrogéis à base de alginato e nanopartículas magnéticas (maghemita) preparadas in situ. Os hidrogéis foram preparados em diferentes concentrações de alginato de sódio (2 e 3% m/v), FeSO4 (0,3 e 0,5 mol L-1) e CaCl2 (0,1 e 0,3 mol L-1). As propriedades físico-químicas dos hidrogéis foram analisadas e, posteriormente, foram avaliados quanto à capacidade de remoção de íons Ni2+ e Mn2+ de soluções aquosas. Para caracterização das amostras foram utilizadas diversas técnicas de análises, tais como, análise granulométrica, microscopia óptica (OM), microscopia eletrônica de varredura (SEM), microscopia eletrônica de transmissão (TEM), magnetometria de amostra vibrante (VSM), espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), difratometria de raios-X (XRD), espectroscopia Mössbauer, e análise termogravimétrica (TGA). Foram preparados hidrogéis com morfologia predominantemente esférica e dimensões micrométricas (500 a 850 m), com átomos de Fe e Ca dispersos uniformemente em sua estrutura. Os hidrogéis apresentaram boa resistência térmica e comportamento superparamagnético. As amostras foram intumescidas em água deionizada durante um intervalo de tempo a fim de avaliar o grau de intumescimento (Q) para determinar a amostra com a melhor resposta para posterior aplicação em solução aquosa contendo íons metálicos (Ni2+ e Mn2+). Os resultados revelaram que a amostra cuja concentração de 3% m/v de alginato de sódio, 0,3 mol L-1 de FeSO4 e 0,3 mol L-1 de CaCl2 obteve maior Q (50%). Em consequência deste resultado, optou-se por utilizar estaamostra, na remoção de metais pesados presentes em soluções aquosas e em efluentes industriais. Vários parâmetros,tais como: tempo de contato,pH, concentração inicial do íon e massa de hidrogel foram estudados.Os resultados, para efluente sintético, revelaram que o tempo de equilíbrio foi de 60 minutos; a capacidade de remoção dos metais melhora com o aumento de pH (3 a 9), sendo máxima em pH 7;quanto menor a concentração inicial da solução iônica (50 a 500 mg L-1), maior a capacidade de remoção, 52% de Ni2+ e 49% de Mn2+ (concentração inicial de 50 mg L-1). No efluente industrial, a remoção foi de 61% de Ni2+ e 57% de Mn2+(300 mg de hidrogel). Os resultados encontrados revelaram que os hidrogéis magnéticos produzidos à base de alginato têm potencial uso no tratamento de efluentes industriais contaminados com metais pesados

Determinación de parámetros de un modelo axial y en estado transitorio de la biosorción de azul de metileno mediante biomasa de saccharomyces cerevisiae inmovilizada en alginato de calcio en columna empacada.

Tesis (Maestría en Ciencias con Orientación en Procesos Sustentables) UANL, 2011.

Efeito da associação do herbicida clomazone a nanoesferas de alginato/quitosana na sorção em solos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Nanopartículas de alginato como sistema de liberação para o herbicida clomazone

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Obtenção e caracterização do sistema compósito alginato de sódio-dióxido de titânio em formas de pó e de membrana

The alginates are copolymers of 1→4-linked β-D-mannuronic acid (M) and α-Lguluronic acid (G) residues that are arranjed in a block structure along a linear chain. Titanium dioxide, TiO2, is a ceramic material and can exist in three distinct crystallography forms: anatase, brookite and rutile. composites of organic and inorganic materials have better properties than the components alone. Thus, this study aims to synthesize, characterize and analyze the composite NaAlg-TiO2 in the form of powder and film. The synthesis of composite powders was performed using the sol-gel process and obtain the composite film was performed using the slow evaporation process, then the composites were analyzed by infrared spectroscopy, fluorescence x ray, thermal analysis, attenuated total reflection (ATR), x ray diffraction and impedance spectroscopy. The X ray diffraction patterns of composite powders show that with increasing calcination temperature, there were no complete transition of rutile-anatase crystalline phase, since at all temperatures studied (300, 500, 700, 900 and 1100ºC) were observed peaks of anatase phase. Thermal analysis shows that at 400°C caused the decomposition of sodium alginate in sodium carbonate and above 600°C, we observe an exothermic peak related to the decomposition of sodium carbonate and in the presence of titanium dioxide becomes sodium titanate. The XRD results confirm the formation of sodium carbonate at 700ºC and the formation sodium titanate in the temperature range 900-1100ºC. The sodium titanate influenced the electrical properties of the material, because with increasing temperature there was a decrease in conductivity, probably due to the creation of Ti vacancies, since the sodium can induce the reduction of surface Ti4+ ions into Ti3+ species. The infrared spectra of the composites in the form of powder and film showed a small shift in the bands compared to the spectrum of pure alginate, indicating that these shifts, even small ones, have evidence of miscibility between the polymer and ceramic material

Cultura de condrócitos em arcabouço tridimensional: hidrogel de alginato

OBJETIVOS: O presente estudo teve como objetivo cultivar condrócitos retirados da articulação do joelho de coelhos encapsulados em hidrogel de alginato (HA) e caracterizar a produção de matriz extracelular (ECM). MÉTODOS: A cartilagem articular foi removida do joelho de coelhos, com três a seis meses, fragmentada em pedaços de 1mm e submetida à digestão enzimática. Uma concentração de 1x106 céls/mL foram ressuspensas em uma solução de alginato de sódio a 1,5% (w/v), em seguida fez-se o processo de gelatinização em CaCl2 (102 mM), permitindo a formação do HA e cultivo em meio DMEM-F12 durante quatro semanas. A distribuição das células e a ECM foram acessadas através das secções histológicas coradas com e azul de toluidina hematoxilina e eosina (HE). RESULTADOS: Houve um aumento no número e na viabilidade dos condrócitos durante as quatro semanas de cultura. Através das análises histológicas dos HAs corados com azul de toluidina e HE foi possível observar a distribuição definida dos condrócitos no hidrogel, assemelhando-se a grupos isógenos e formação de matriz territorial. CONCLUSÃO: Este estudo demonstrou a eficiência do HA como arcabouço para ser usado na cultura de condrócitos, constituindo uma alternativa no reparo de lesões na cartilagem articular.

Alginato bacteriano: aspectos tecnológicos, características e produção

Alginate is a biopolymer used for a variety of industrial applications, for example, in the textiles, cosmetics, foods, agricultural and biotechnological industries. This biopolymer is traditionally extracted from some brown seaweeds (Phaeophyceae) and can be produced by bacteria isolated from soil, as Azotobacter vinelandii, like capsular polysaccharide using glucose, sucrose, among others as carbon sources. The main difference between the alginate of seaweed and the bacterial ones, is the biggest degree of acetylation of this last one, with great influence in the gel force. These chemical characteristics and production of bacterial alginate are presented in this work.

A metodologia de superfície de resposta como ferramenta para a avaliação da produção de alginato e poli-hidroxibutirato pela Azotobacter vinelandii

The response surface methodology as a tool for assessing the production of alginate and polyhydroxybutirate by Azotobacter vinelandii. Alginate is a polysaccharide extracted from cell walls of brown algae and used in the food, pharmaceuticals and biotech industries. Production is concentrated on the cultivation of brown seaweed, but several bacteria of the genus Pseudomonas and Azotobacter produce alginate. The chemical structure of alginates produced by algae is similar to those synthesized by A. vinelandii. The bacteria also produce intracellular polymers such as polyhydroxybutyrate (PHB), known as bioplastic. This work studied the simultaneous alginate and PHB production by A. vinelandii using sucrose and different parameters of fermentation in an orbital shaker. The optimal values for the production of these compounds were determined by the MSR. The first experiment was a 2(6-2) factorial design. The second was based on significant variables of the first, resulting in a full 3(3-0) factorial design. From the first to the second, an increase was observed in the PHB productivity from 12 to 45 mg g(-1) cell h(-1) and alginate from 100 to 1,600 mg g(-1) of cell h(-1). The productivity of both compounds was in the maximum incubation temperature of 62 degrees C, in the shortest time of incubation (18h) and the sucrose concentration, 11 g L(-1). In both experiments the PHB extracted presented purity of 94%.

Produção otimizada de alginato e plástico biodegradável (poli-hidroxibutirato) por Azotobacter vinelandii

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Produção de etanol e levana por células de Zymomonas mobilis imobilizadas em alginato

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Potencial biossotivo e biodegradativo da Saccharomyces cerevisiae imobilizada em alginato de cálcio e em células livres na remoção de corantes têxteis de efluente

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Substratos alternativos para a produção de poli-hidroxibutirato e alginato por Azotobacter vinelandii

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)