SABINE NEUSATZ GUILHEN

SABINE NEUSATZ GUILHEN

(Fonte: Lattes)

Resumo

Possui graduação em Química com atribuições Tecnológicas e Biotecnológicas pelo Instituto de Química da Universidade de São Paulo (2005), mestrado (2009) e doutorado (2018) em Tecnologia Nuclear (Materiais) pelo Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), Universidade de São Paulo. Tem experiência em Química Analítica com ênfase em Análise de Traços, atuando principalmente no desenvolvimento de métodos analíticos empregando técnicas espectrofotométricas (AAS, ICP OES e ICP-MS) para caracterização de amostras ambientais, arqueológicas, biológicas, forenses e nucleares. Atualmente, ocupa o cargo de Tecnologista em "Caracterização Química" no Centro de Química e Meio Ambiente (CQMA) do IPEN (CNEN/SP), onde desempenha atividades de pesquisa e desenvolvimento tecnológico em atendimento às demandas institucionais ligadas ao Ciclo do Combustível Nuclear e aos Programas de Pesquisa de caráter multidisciplinar, em apoio a projetos de Inovação Tecnológica e ao Programa de Pós-Graduação do IPEN/USP. Além disso, atua na geração de produtos tecnológicos e no desenvolvimento de materiais adsorventes de baixo custo e alto valor agregado visando o aproveitamento de materiais e resíduos naturais e/ou renováveis no tratamento de efluentes e rejeitos. (Texto extraído do Currículo Lattes em 4 maio 2023)

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X-ray fluorescence spectrometry
2023 - SCAPIN, M.A.; TESSARI-ZAMPIERIA, M.C.; GUILHENA, S.N.; COTRIM, M.E.B.
This study aims to develop reliable analytical methodology that is, cost-effective, and requires minimal sample quantity to quantify uranium content in nuclear waste and others. The Energy Dispersive X-ray Fluorescence Spectrometry (EDXRF) technique was used, and a rigorous comparison was made between the fundamental parameters (FP) method and the empirical (EMP) method. Statistical evaluation of results demonstrated that the FP method showed a satisfactory level of confidence for precision and limit of quantification.
Uranium biosorption by hydroxyapatite and bone meal
2022 - WATANABE, TAMIRES; GUILHEN, SABINE N.; MARUMO, JULIO T.; SOUZA, RODRIGO P. de; ARAUJO, LEANDRO G. de
Biosorption has been examined for the treatment of aqueous solutions containing uranium, a radiotoxic pollutant. Nevertheless, the evaluation of the role of process variables by experimental design on the use of hydroxyapatite and bone meal as biosorbents for uranium has not yet been previously addressed. In this study, the effects of adsorbent dosage (M), initial uranium concentrations ([U]0), and solution pH were investigated, using a two-level factorial design and response surface analysis. The experiments were performed in batch, with [U]0 of 100 and 500 mg L−1, pH 3 and 5, and adsorbent/uranium solution ratios of 5 and 15 g L−1. Contact time was fixed at 24 h. Removal rates were higher than 88%, with a maximum of 99% in optimized conditions. [U]0 and M were found to be the most influential variables in U removal in terms of adsorption capacity (q). The experiments revealed that bone meal holds higher adsorption capacity (49.87 mg g−1) and achieved the highest uranium removal (~ 100%) when compared to hydroxyapatite (q = 49.20 mg g−1, removal = 98.5%). The highest value of q for both biomaterials was obtained for [U]0 = 500 mg L−1, pH 3, and M = 5 g L−1. Concerning the removal percentage, bone meal achieved the best performance for [U]0 = 500 mg L−1, pH 3, and M = 15 g L−1. Further experiments were made with real radioactive waste, resulting in a high uranium adsorption capacity for both materials, with 22.11 mg g−1 for hydroxyapatite and 22.08 mg g−1 for bone meal, achieving uranium removal efficiencies higher than 99%.
The importance of pyrolytic temperature on biochar configuration as uranium adsorbent material
2019 - GUILHEN, SABINE N.
Pyrolytic temperature evaluation of macauba biochar for uranium adsorption from aqueous solutions
2019 - GUILHEN, S.N.; MASEK, O.; ORTIZ, N.; IZIDORO, J.C.; FUNGARO, D.A.
This study aims to evaluate the effect of the pyrolytic temperature on the biochar derived from the macauba endocarp for the removal of uranium (VI) from aqueous solutions. The endocarp was subjected to six different pyrolytic temperatures, ranging from 250 °C to 750 °C. The biochars obtained at each temperature were evaluated for their adsorption capacities (“q”). The highest adsorption capacities were obtained for the biochar produced at 250 °C (BC250), followed by the one obtained at 350 °C (BC350), with removal efficiencies of 86% and 80%, respectively. The best condition was achieved when the endocarp was subjected to temperatures between 300 and 350 °C, at which it was possible to obtain a satisfactory balance among adsorption capacity, gravimetric yield and fixed carbon content. This characteristic, combined with the high removal efficiency, points to an ideal working temperature of 350 °C. Elemental analysis showed a decrease of the H/C and O/C ratios when higher pyrolytic temperatures were applied, indicating an inverse relationship between the carbonization and the surface polar functional groups, which were likely responsible for an increased adsorptive capacity in biochars produced at lower temperatures. Both FTIR and XPS analysis indicated that oxygen-containing groups such as hydroxyls and carboxylic acids were involved with the binding of uranyl ions.
Síntese e caracterização de biocarvão obtido a partir do resíduo de coco de macaúba para remoção de urânio de soluções aquosas
2018 - GUILHEN, SABINE N.
A geração de rejeitos radioativos é consequência da diversificada atuação do Brasil na área nuclear. A necessidade de um gerenciamento eficaz vem impulsionando pesquisas em novas tecnologias para o tratamento desses rejeitos de forma a garantir a segurança e a saúde dos seres humanos, além da preservação do meio ambiente. No Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, rejeitos aquosos contendo urânio são gerados em diversas etapas do ciclo do combustível nuclear, requerendo um tratamento específico de modo a atingir níveis de inocuidade que permitam a sua liberação como rejeitos isentos. No presente estudo, a adsorção foi considerada para o tratamento desses rejeitos por ser uma técnica simples, de fácil operação e de baixo custo. Nos últimos anos, o interesse por fontes renováveis foi alavancado por questões ambientais e os resíduos agroindustriais tornaram-se uma fonte importante para a produção de novos materiais. No Brasil, o agronegócio tem uma expressiva participação na economia do país e a diversidade e a disponibilidade dos resíduos gerados em larga escala vêm se revelando como uma alternativa em potencial para a produção de adsorventes de baixo custo, como é o caso do biocarvão, que pode ser obtido através da decomposição térmica dos resíduos de biomassa. Dessa forma, esses resíduos de biomassa podem ser aproveitados para a obtenção de um material de valor agregado. Devido à sua estrutura porosa e superfície carregada, rica em grupos funcionais, os biocarvões são considerados excelentes adsorventes para metais tóxicos e, por isso, vêm conquistando o interesse de muitos cientistas nos últimos anos. A macaúba (Acrocomia aculeata) é uma palmeira nativa do cerrado e uma das mais promissoras fontes naturais e renováveis de óleo para as indústrias cosméticas, de alimentos e para a produção de biocombustíveis. O processamento do óleo da amêndoa do coco de macaúba gera um resíduo, que corresponde à casca da noz, denominado de "endocarpo". O presente estudo teve por objetivo demonstrar o potencial do endocarpo de macaúba como matéria-prima para a produção de biocarvão e a empregabilidade deste como material adsorvente na remoção de urânio (VI) de soluções aquosas. O biocarvão foi preparado por pirólise lenta a partir do endocarpo de macaúba em seis temperaturas diferentes (250 a 750 °C). O desempenho do processo de adsorção foi maximizado através da seleção das condições mais adequadas, ajustando-se os parâmetros que podem influenciar na adsorção: pH, dose, concentração inicial e tempo de contato. As maiores capacidades de adsorção foram obtidas para o biocarvão não-ativado produzido a 250 °C (BC250), seguido pelo biocarvão obtido a 350 °C (BC350), com eficiências de remoção de 86 % e 80 %, respectivamente. Esses resultados demonstraram o importante papel desempenhado pelos grupos funcionais de superfície na adsorção do U, hipótese que foi reforçada por meio da caracterização dos biocarvões obtidos em diferentes temperaturas. A análise elementar confirmou a redução das frações molares H/C e O/C conforme temperaturas mais elevadas foram empregadas na pirólise do endocarpo e a análise por espectroscopia no infravermelho demonstrou a crescente degradação dos grupos funcionais de superfície com o aumento da temperatura de pirólise, reduzindo a disponibilidade de sítios ligantes. Por isso, os biocarvões obtidos em temperaturas mais baixas (250 e 350 °C) apresentaram maior capacidade de troca catiônica. Além disso, a presença de grupos funcionais oxigenados tais como hidroxilas, carbonilas e carboxilas contribui para o fenômeno de quimissorção. Entretanto, o BC350 foi selecionado preferencialmente ao BC250 por apresentar um maior teor de carbono fixo, sendo, com isso, um material mais estável e, portanto, mais adequado para imobilizar U radioativo a longo-prazo. A ativação física do BC350 empregando CO2 possibilitou o aperfeiçoamento do adsorvente, obtendo-se um biocarvão com uma maior capacidade de adsorção para o U, alcançando 99,17 % de remoção. A análise por adsorção de nitrogênio mostrou que a ativação proporcionou um desenvolvimento significativo da estrutura porosa do biocarvão ativado (BC350- A), aumentando substancialmente a sua área superficial específica de 0,83 m2 g-1 para 643,12 m2 g-1. A adsorção do U(VI) pelo biocarvão de macaúba foi melhor descrita pelo modelo isotérmico de Redlich-Peterson. O melhor ajuste dos dados experimentais foi atribuído ao modelo cinético de pseudo primeira-ordem. A técnica de microfluorescência de raios X possibilitou comprovar a presença de urânio no biocarvão após a adsorção. Por fim, a aplicabilidade do BC350-A foi avaliada, em um estudo de caso, para o efluente de UF4 gerado em uma das etapas do ciclo do combustível nuclear, cuja concentração era de aproximadamente 5,1 mg L-1 de U. Após a adsorção, a concentração de U(VI) remanescente em solução foi de 107 μg L-1, ficando abaixo do limite máximo estabelecido pela Norma CNEN-NN-8.01 (217 μg L-1) evidenciando, assim, a empregabilidade do BC350-A no tratamento de rejeitos aquosos contendo U.