In order to reduce the total number of experiments for achieving the highest amount of adsorbed Cu2+ (qmax) using pecan nutshells (Carya illinoensis) as biosorbent, a full 2(4) factorial design with two central points was carried out (mass of biosorbent- m, pH, initial metallic ion concentration- C0, time of contact- t). In order to continue the optimization of the system, a central composite surface analysis design with two factors and five central points was carried out. The maximum amount of Cu2+ taken up by the pecan nutshells was 20 mg g-1. These results were confirmed by determining a Cu2+ isotherm using the best conditions attained by the statistical design of experiments.

As propriedades eletroquímicas dos corantes catiônicos, azul de meldola e azul de toluidina, imobilizados na superfície do acetato de celulose modificado com dióxido de titânio foram investigadas por voltametria cíclica. Os materiais sintetizados foram empregados como eletrodos de pasta de carbono. As propriedades mediadoras redox dos eletrodos modificados quimicamente com azul de meldola e azul de toluidina foram otimizadas utilizando um planejamento fatorial consistindo de dois níveis e quatro fatores com dois pseudo-pontos centrais (n=20 experimentos). A análise fatorial foi realizada para investigar as melhores condições de reversibilidade do processo redox tais como uma diminuição na separação entre os picos de potenciais anódico e catódico e razão de corrente próxima da unidade. Os fatores que apresentaram efeitos significantes na otimização global do sistema e que permitiram alcançar as melhores condições de reversibilidade de transferência de elétrons foram os fatores principais velocidade de varredura e tipo de eletrodo (azul de meldola ou azul de toluidina) além dos fatores de interação concentração do KCl × tipo de eletrodo (B×D) e a interação pH × [KCl] × velocidade de varredura (A×B×C). As melhores condições de reversibilidade eletroquímica obtidas foram: o eletrodo CA-TiO2-MB, KCl 1,0 mol L-1 como eletrólito suporte e velocidade de varredura de 10,0 mV s-1. Adicionalmente, o eletrodo modificado CA-TiO2-MB foi testado como sensor amperométrico para a determinação de NADH com um limite de detecção de 0,1 µmol L-1.

The electrochemical properties of meldola blue and toluidine blue cationic dyes immobilized on cellulose acetate surface modified with titanium dioxide were investigated by cyclic voltammetry. The materials synthesized were employed as carbon paste electrodes. The redox mediator properties of the meldola blue and toluidine blue chemically modified electrodes were optimized using a factorial design, consisting of two levels and four factors with two pseudo-central points (n= 20 experiments). The factorial analysis was carried out by searching for better reversibility of the redox process, such as the lowest separation between anodic and cathodic potential peaks and a current ratio near unity. The factors that presented significant effects on the overall optimization of the system to achieve the best conditions of the reversibility of electron transfer were the main factors scan rate and type of electrode (meldola blue or toluidine blue), besides the interaction factors KCl concentration × type of electrode (B×D) and the pH × [KCl] concentration × scan rate (A×B×C) interaction. The best electrochemical reversibility conditions obtained were: using the CA-TiO2-MB electrode, 1.0 mol L-1 KCl as supporting electrolyte, at scan rate of 10.0 mV s-1. Afterwards, the CA-TiO2-MB modified electrode was tested as an amperometric sensor for the determination of NADH, with a detection limit of 0.1 µmol L-1.

Os procedimentos para a preparação do híbrido orgânico-inorgânico celulose-óxido de nióbio (Cel/Nb2O5) e o seu derivado, Cel/Nb2O5/fosfato, são descritos. O reagente precursor do óxido metálico foi o composto oxalato de nióbio, NH4[NbO(C2O4)2)(H 2O)2].nH2 O, muito conveniente por ser solúvel em água. O íon fostato foi adsorvido sobre o Cel/Nb2O5 pela imersão deste sólido em uma solução de acido fosfórico. As análises de textura efetuadas usando a microscopia eletrônica de varredura (MEV) conectada a um detector de energia dispersiva (EDS) revelaram que as partículas do óxido de nióbio, dentro da resolução utilizada, são uniformemente dispersas na superfície da matriz de celulose. O ácido fosfórico é adsorvido sobre a superfície do material através da formação da ligação Nb-O-P. Os espectros de fotoelétrons de raios-X e de ressonância magnética nuclear de 31P mostraram que o fosfato adsorvido na superfície é a espécie H2PO4-. As isotermas de troca iônica obtidas utilizando-se o material mostraram uma boa afinidade na retenção de Na+, K+ e Ca2+ quando em contacto com estes íons em solução aquosa.

The preparation procedures for a hybrid organic-inorganic cellulose-niobium oxide (Cel/Nb2O5) and its derivative, Cel/Nb2O5/phosphate, are described. The precursor reagent of the metal oxide was the very convenient water soluble niobium oxalate compound, NH4[NbO(C2O4)2)(H 2O)2].nH2 O. Phosphate ion was adsorbed on the Cel/Nb2O5 by immersing this solid in an aqueous solution of phosphoric acid. Textural analyses carried out by using scanning electron microscopy (SEM) connected to an energy dispersive detector (EDS) revealed that the niobium oxide particles are, within the magnification used, uniformly dispersed on the cellulose matrix surface. Phosphoric acid is adsorbed on the material surface through the Nb-O-P linkage. The X-ray photoelectron and 31P NMR spectra showed that the adsorbed phosphate on the surface is the (H2PO4)- species. The ion exchange isotherms obtained using the material Cel/Nb2O5/H2PO4- showed good affinity for retaining Na+, K+ and Ca2+ when in contact with these ions in an aqueous solution.

In this study, the preparation of the xerogel anilinepropylsilica is reported. The ability of the xerogel for extracting Al(III), Cr(III) and Fe(III) from ethanol was investigated at 25 ºC. The xerogel adsorption capacities were obtained from the adsorption isotherms by using the batch method. Flame atomic absorption spectrometry (FAAS) was used to estimate the concentration of metal ions in solution. The adsorption affinity follows the series Cr(III) > Fe(III) > Al(III) and the maximum adsorption capacities of the metal ions were 0.61, 0.52 and 0.43 mmol g-1, respectively.