This study evaluates the properties of chitosan (CS) membranes modified with different percentages (0.5%, 3%, and 5% w/w) of a graphene-based material. Graphene oxide (GO) and reduced graphene oxide (RGO) were obtained by the chemical exfoliation of graphite and thermal reduction. Then, they were characterized by electrical conductivity measurements, FESEM, XRD, AFM, and Raman spectroscopy. The composites’ morphology was evaluated by FESEM. The degree of swelling over a 48 h period and mass loss behavior in phosphate-buffered saline solution for up to 70 days were also studied. The hydrophilicity of the CS and CS/graphene nanocomposites was examined by water contact angle. The graphene materials showed small stacks (6-8 sheets) with low defect density and nanoscale thickness (1.3-5.9 nm). The dispersion of the graphene material in the CS matrix significantly decreased the degree of swelling (460%) but did not modify the hydrolytic degradation process and the hydrophilicity of membranes.

RESUMO: Muitas pesquisas têm sido publicadas relacionando elevadas acumulações de hidrato de gás e o ciclo global do carbono. Nesse contexto, a determinação da profundidade da interface sulfato/metano (SMI) é importante para entender a dinâmica do fluxo de metano em locais rasos. Este artigo científico identifica a profundidade da SMI em sedimentos com base em perfis de concentração de sulfato e metano em testemunhos recuperados na Província do Hidrato de Gás do Cone do Rio Grande, Bacia de Pelotas, no Sul do Brasil. A forma dos perfis de concentração de metano e sulfato nos sedimentos pode ser relacionada à taxa de fluxo de metano da seguinte forma: (i) fluxo de metano quase linear, de alta difusão ascendente, com alta difusão de sulfato da água do mar; (ii) fluxo de metano irregular e taxas variáveis;(iii) perfil de tipo torção, que é indicativo de um fluxo de metano variável em vez de somente alto fluxo ascendente. As áreas em que o alto fluxo de metano foi identificado estão associadas com chaminés de gás em sedimentos dentro de pockmarks, enquanto perfis com baixo fluxo de metano estão presentes em áreas adjacentes. Essas chaminés aparecem como brancos acústicos nos dados sísmicos e, portanto, podem ser mapeadas na subsuperfície. A variação da reflexão sísmica que segue o SMI coincide com a ocorrência de nódulos e concreções de carbonato autigênicos. Além disso, elevados fluxos de metano e a ocorrência de concreções e nódulos de carbonatos foram correlacionados pela posição estratigráfica dos intervalos de concreções e perfis de sulfato.

ABSTRACT: Much research has been published regarding the relation between major gas hydrate accumulations and the global carbon cycle. In this context, the determination of the sulfate/methane interface (SMI) depth is of primary importance in order to understand the dynamics of methane flux in the shallow section. This paper identifies the depth of the SMI in sediments based on sulfate and methane concentration profiles in cores recovered in the Rio Grande Cone Gas Hydrate Province, Pelotas Basin, southern Brazil. The shape of methane and sulfate concentration profiles in the sediments can be linked to the local methane flux rate as follows: (i) near linear, high upward-diffusing methane flux coupled with high sulfate diffusion from seawater; (ii) irregular, variable methane flux rates; and (iii) kink-type profile, which is indicative of variable rather than strictly high upward methane flux. The areas in which a high methane flux was identified are spatially associated with gas chimneys in sediments within pockmarks, whereas profiles with low methane flux are present in adjacent areas. These chimneys appear as acoustic blankings in seismic records and can therefore be mapped in subsurface. The wavy-like seismic reflection following the SMI coincides with the occurrence of authigenic carbonate nodules and concretions. In addition, high methane fluxes and the occurrence of concretions and nodules carbonates were correlated by stratigraphic position of the concretions bearing intervals and sulfate profiles.

A determinação de Al, Cd, Co, Cr, Cu, Mg, Mn e Pb em nanotubos de carbono (CNTs) foi realizada por espectrometria de absorção atômica com atomização eletrotérmica e amostragem direta de sólidos (DSS-ET AAS, corretor de fundo com fonte de deutério). Foram avaliados os parâmetros de aquecimento, uso de Pd como modificador químico, possibilidade de calibração com soluções aquosas e massa máxima de amostra. Para comparação dos resultados as amostras foram analisadas por espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS) e espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES) após decomposição por via úmida em sistema de alta pressão assistida por micro-ondas e também por combustão iniciada por micro-ondas. Não foram observadas diferenças significativas entre os resultados obtidos pelo método proposto e pelas outras técnicas. A exatidão também foi avaliada por comparação com resultados de análise por ativação neutrônica (NAA). A calibração foi possível com soluções de referência aquosas. Os sinais de fundo foram sempre inferiores a 0,02 (altura de pico) e o uso de modificador químico não foi necessário. O método proposto possibilitou a determinação de todos os analitos, com menores limites de detecção quando comparados com as outras técnicas.

Metal impurities (Al, Cd, Co, Cr, Cu, Mg, Mn and Pb) were determined in carbon nanotubes (CNTs) by direct solid sampling electrothermal atomic absorption spectrometry (DSS-ET AAS, deuterium lamp background corrector). Parameters as pyrolysis and atomization temperatures, use of Pd as chemical modifier, feasibility of calibration using aqueous standard solutions and maximum sample mass were investigated. Results obtained by the proposed method were compared with those obtained by neutron activation analysis (NAA) and also by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) and inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES) after high-pressure microwave assisted wet digestion and microwave-induced combustion methods. No significant differences were observed between the results obtained by DSS-ET AAS, ICP-MS and ICP OES after both digestion methods and also by NAA. Calibration was performed using aqueous standards. Background signals were always lower than 0.02 (peak height) and no chemical modifier was used. The proposed method allowed the determination of all elements in CNTs with lower limits of detection in comparison with other techniques.