As estruturas cristalinas e algumas propriedades elásticas das fases a e g do tungstato de zircônio, ZrW2O8, foram calculadas de acordo com a Teoria do Funcional da Densidade Eletrônica usando o funcional B3LYP (DFT/B3LYP). Para a fase a-ZrW2O8, a estrutura foi otimizada em diferentes pressões e suas constantes elásticas foram estimadas. As interações interatômicas, ordenadas em termos das compressibilidades das ligações, diminuem de acordo com a seqüência W-O > Zr· · ·W > Zr-O. O tetraedro em torno dos átomos do tungstênio é muito mais rígido do que os octaedros de ZrO6. Estes últimos são, de fato, mais compressíveis que a cela unitária da fase a-ZrW2O8. As constantes elásticas calculadas no limite atérmico estão em excelente acordo com os recentes resultados experimentais obtidos próximo de 0 K. O mecanismo de compressão em torno dos átomos W1 e W2 é completamente diferente. Enquanto o primeiro é descrito essencialmente em termos de uma rotação correlacionada dos poliedros, o último envolve a rotação correlacionada dos poliedros de primeira coordenação e a translação das unidades WO4 para baixo, ao longo dos eixos < 111>. Na medida em que estes modos de deformação são semelhantes aos modos de baixa energia responsáveis pela expansão térmica negativa do tungstato de zircônio, este resultado pode auxiliar na elaboração do mecanismo microscópico responsável por este fenômeno. Para a fase g-ZrW2O8 foram otimizadas as estruturas a pressão ambiente e para V/V0 = 0,97 (limiar da transição de fase g ® amorfa) com o objetivo de estudar a evolução da estrutura desta fase com a pressão e obter indícios sobre o mecanismo de amorfização induzida por altas pressões. Com a redução de 3% no volume da cela unitária ocorre uma variação maior que 1,5% nas distâncias interatômicas entre o oxigênio terminal de um determinado poliedro com o átomo de tungstênio do poliedro vizinho. Portanto, é esperado que a redução de 15% no volume molar com a transição g ® amorfa promova a formação de novas ligações W-O, responsáveis pela retenção metaestável da fase amorfa após alívio da pressão. / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul. / The crystalline structure and some elastic properties of the a and g phases of zirconium tungstate, ZrW2O8, were calculated according to Density Functional Theory using the B3LYP functional (DFT/B3LYP). The structure of a-ZrW2O8, was optimized at different pressures and its elastic constants were estimates. The interatomic iterations, ranked in terms of bond compressibilities, decrease according to the sequence W-O > Zr· · ·W > Zr-O. The tetrahedra around tungsten atoms are found to be much stiffer than the ZrO6 octahedra. These latter are, in fact, more compressible than the a-ZrW2O8 unit cell. The elastic constants calculated in the athermal limit are in excellent agreement with recent experimental results obtained near 0 K. The compression mechanism around W1 and W2 atoms is quite different. While the former can be described essentially in terms of a correlated polyhedral rotation, the latter involves correlated rotation of the first coordination polyhedra and translation of WO4 units downward along the < 111> axis. As far as these modes of deformation should bear some resemblance to the low-energy modes responsible for the negative thermal expansion in zirconium tungstate, this result can shed some light on the microscopic mechanism behind this phenomenon. The structure of g-ZrW2O8 was optimized at ambient pressure and for V/V0 = 0.97 (threshold of the g ® amorphous phase transition) aiming to study the evolution of the structure of this phase with the pressure and the pressure induced amorphization mechanism. A reduction of 3 % in the volume of the unit cell leads to a variation greater than 1,5 % in the interatomic distances between the terminal atoms and the tungsten of the nearest tetrahedron. Therefore, it is expected that the reduction of 15 % in the molar volume with the g ® amorphous transition promotes the formation of new W-O bonds, which would be responsible for the metaestable retention of the amorphous phase upon pressure release.

L'objectif de ce travail est d'améliorer les performances photocatalytiques de deux oxydes mixtes de bismuth, Bi2WO6 et BiOBr, présentant une activité sous lumière visible. Leurs activités photocatalytiques sont en effet majoritairement limitées par un taux de recombinaison des charges photoinduites élevé. Deux stratégies différentes ont été respectivement appliquées pour chaque matériau. La première consiste à former une hétérostructure entre Bi2WO6 et un métal noble, le platine, pour assurer une séparation efficace des charges. La seconde consiste à réduire la taille des particules de BiOBr afin d'augmenter la surface spécifique et de diminuer le parcours moyen des charges jusqu'à la surface du photocatalyseur. Les synthèses ont été réalisées par chimie douce. La répartition et la quantité de platine déposé sur Bi2WO6 a ainsi pu être modulée et des particules de BiOBr sous forme de microfleurs ou de plaquettes de différentes tailles ont été obtenues. La dégradation de la rhodamine B en solution sous irradiation bleue a permis d'évaluer les propriétés photocatalytiques des matériaux. La dégradation de molécules non photosensibles a également été réalisée afin de confirmer l'activité photocatalytique observée. Dans le but d'évaluer la potentialité de Bi2WO6 et BiOBr pour la purification de l'air intérieur, des tests de dégradation photocatalytique de polluants modèles gazeux ont été effectués. L'ensemble de ces tests ont mis en évidence les relations entre les paramètres physico-chimiques des matériaux et leurs performances photocatalytiques et ont souligné les potentialités et les limitations de Bi2WO6 et BiOBr pour la dépollution de l'air et de l'eau. / The aim of this work is to improve photocatalytic performance of two mixed bismuth oxides, Bi2WO6 and BiOBr, which have an activity within visible range of the electromagnetic spectrum. Two different strategies have been developed for each material. First one consists in designing a heterostructure between Bi2WO6 and a noble metal, platinum, which ensures an efficient charge separation at the interface. Second one aims at lowering BiOBr particle’s size in order to boost specific surface and shrink mean free path of charges to the surface of the photocatalyst. Syntheses of the materials were carried out using soft chemistry method. Platinum particle distribution and quantity on Bi2WO6 were thus successfully tuned and BiOBr microspheres or plates with different size were obtained. Photocatalytic properties of our materials were characterized by rhodamine B degradation in solution under blue light (λ = 445 nm). Degradation test of non-photosensitive compounds were also performed to show their photocatalytic activity. In order to evaluate Bi2WO6 and BiOBr potential in purifying indoor air photocatalytic degradation tests of model gaseous pollutant were performed. All these photocatalytic tests highlight the relationship between physicochemical and photocatalytic properties of the materials. They also enable us to determine the potentials and limitations of Bi2WO6 and BiOBr as photocatalysts for water and air depollution.

L'influence de paramètres de configuration et physico-chimiques sur la cinétique de réactions solide-solide sans dégagement gazeux est présentée. La méthode d'étude employée est l'analyse thermomagnétique qui permet de suivre l'évolution des phases d'un système solide. A partie des résultats concernant l'influence de la nature et de la pression des gaz lors de la synthèse du tungstate de fer Fe2WO6 des mécanismes faisant intervenir la sublimation et la condensation d'un des réactants ont été élaborés. L'étude des paramètres morphologiques a été effectuée sur le système NiO-WO3 et elle a mis en évidence l'influence des amas de trioxyde de tungstène sur les propriétés physiques et chimiques du mélange.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this study, two tungsten-based oxides, iron tungstate (FeWO4) and zinc tungstate (ZnWO4), were synthesized by the routes microwave-assisted hydrothermal and solvo-hidrothermal, respectively. The iron tungstate oxide was used as a catalyst in heterogeneous photo-Fenton reaction for removal of Amaranth dye, whereas the zinc tungstate was used as a support for the immobilization of inulinase by adsorption process. Both materials produced were characterized by techniques such as X-ray diffraction (XRD), nitrogen adsorption-desorption analysis by Brunauer-Emmett-Teller method (BET), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and particle size distribution analysis by laser diffraction. For heterogeneous photo-Fenton reaction, an experimental design was used to study the effect of variables such as pH, hydrogen peroxide concentration and dye concentration on the degradation efficiency of Amaranth dye. The inulinase immobilization on the ZnWO4 oxide was investigated in two temperatures. According to the characterization results, both synthesized material has a porous structure and high crystallinity. The FeWO4 oxide showed a satisfactory ability to degrade amaranth dye, and under the optimum reaction conditions, 97% decolorization and 58% mineralization were obtained. Furthermore, the efficiency and stability of this catalyst were maintained high after five cycles of reuse. The ZnWO4 oxide showed a satisfactory inulinase adsorption, where the best result was found to be 605 U.g-1 at 30 oC. / Neste trabalho, dois óxidos a base de tungstênio, tungstato de ferro (FeWO4) e tungstato de zinco (ZnWO4), foram sintetizados pelos métodos hidrotérmico assistido por micro-ondas e solvo-hidrotérmico, respectivamente. O tungstato de ferro foi utilizado como catalisador na reação heterogênea de foto-Fenton para remoção do corante orgânico Amaranto, enquanto que o tungstato de zinco foi utilizado como suporte para imobilização da inulinase pelo processo de adsorção. Ambos os materiais produzidos foram caracterizados pelas técnicas tais como difração de raios-X (DRX), análise de adsorção-dessorção de nitrogênio pelo método de Brunauer-Emmett-Teller (BET), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e análise de distribuição do tamanho de partículas por difração laser. Para a reação foto-Fenton heterogênea, um planejamento experimental f oai empregado a fim de estudar os feitos das variáveis pH, concentração de peróxido e de corante sobre a eficiência de degradação do corante amaranto. A imobilização de inulinase sobre o óxido ZnWO4 foi investigada em duas temperaturas. De acordo com os resultados da caracterização, ambos os materiais sintetizados apresentaram uma estrutura porosa e com alta cristalinidade. O óxido FeWO4 demonstrou uma satisfatória habilidade para degradar o amaranto, sendo que nas condições ótimas de reação, 97 % de descoloração e 58% de mineralização foram obtidos. Além disso, a eficiência e estabilidade desse catalisador foram mantidas elevadas após cinco ciclos de reuso. O óxido ZnWO4 apresentou uma satisfatória adsorção de inulinase, onde o melhor resultado encontrado foi de 605 U.g-1 na temperatura de 30 oC.

O presente estudo teve por objetivo avaliar a influência da administração do tungstato de sódio (2 mg/ml) num período de 6 semanas sobre alguns parâmetros de parótida, submandibular e saliva de ratas diabéticas induzidas por estreptozotocina. Os grupos estudados foram divididos em controle (C), controle tratado com tungstato de sódio (CT), diabético (D) e diabético tratado (DT). Os parâmetros estudados foram o metabolismo energético, a composição protéica das glândulas e de saliva total estimulada por pilocarpina e isoproterenol, bem como a via de secreção de proteínas. No metabolismo energético foi determinada a concentração de glicogênio e a atividade enzimática da hexoquinase, fosfofrutoquinase-1, piruvato quinase, glicose-6-fosfato desidrogenase, lactato desidrogenase. Foram determinadas a concentração de proteína total, a atividade enzimática da amilase e peroxidase e o teor de ácido siálico em glândulas salivares e saliva. A via de secreção de proteínas foi estudada pela avaliação da expressão de proteína quinase C por western blot. Os resultados obtidos confirmam o potencial hipoglicemiante do tungstato de sódio, bem como sua ação no controle da polifagia, da polidipsia e do peso corporal e glandular. A concentração de glicogênio sofreu um incremento nos grupos diabéticos e o tratamento com tungstato de sódio potencializou esse aumento nas glândulas salivares. A glândula parótida sofreu um aumento de alguns parâmetros da via glicolítica e de sua composição protéica nas semanas iniciais do estudo, com normalização nas semanas finais. O tungstato se mostrou efetivo no controle da atividade de peroxidase em glândulas salivares, com efeitos pouco significativos sobre os demais parâmetros estudados. Os animais diabéticos apresentaram um aumento da proteína total em saliva, porém nenhuma diferença foi observada na atividade da amilase e peroxidase. O tungstato de sódio potencializou o aumento da concentração de proteínas causado pelo diabete além de reduzir a atividade da amilase na saliva dos animais controle e diabético tratados. A glândula submandibular de ratos diabéticos sofreu uma estimulação na expressão de PKC ativa e inativa após uma semana experimental, além de uma alteração do perfil das isoformas da enzima, o tungstato de sódio potencializou esse aumento. Conclusão: O papel do tungstato de sódio no restabelecimento do metabolismo energético não foi observado em parótida e submandibular, mostrando que esse composto não modifica o metabolismo de tecidos periféricos como as glândulas salivares. A ação do tungstato de sódio sobre a atividade da peroxidase em glândulas salivares indica que esse composto pode atuar como auxiliar no sistema antioxidante no organismo. O tungstato de sódio potencializa uma das vias de secreção de saliva pelo estímulo da PKC. / The aim of study was evaluate the effect of sodium tungstate administration (2mg/ml) on some parameters of parotid, submandibular and pilocarpine/isoproterenol stimulated saliva of streptozotocin induced-diabetes, during six weeks. The groups were divided in untreated control (C), treated control (CT), untreated diabetic (D) and treated diabetic (DT). The parameters studied were energetic metabolism, proteic composition of glands and saliva, besides the protein secretion pathway. In the energetic metabolism were determinated hexokinase, phosphofructokinase-1, pyruvate kinase, glycose-6-phosphate dehydrogenase and lactate dehydrogenase activities. Were evaluated the total protein concentration, amylase and peroxidase activities and free and total sialic acid content on saliva and salivary glands. The protein secretion pathway was studied by evaluation of expression of protein kinase C by western blot. The results obtained confirm the tungstate potential as hypoglycemic, as well as its action in the polifagia, polidipsia and body and glandular weight control. The glycogen concentration suffered an increment in the diabetic group and the tungstate treatment potentialized the increase in the salivary glands. Parotid glands suffered an increased in some parameters of glycolitic pathway and its protein composition in the initial weeks of study, with normalization in the end of experiment. The tungstate was effective in the control of peroxidase activity in salivary glands, but few effects on the other parameters. Diabetic animals presented an increased of total protein concentration in saliva, but no difference was observed in the amylase and peroxidase activities. Sodium tungstate caused an increased in the total protein concentration and a reduction on amylase activity of saliva in the CT and DT groups. Submandibular gland of diabetic rats suffered stimulation in the active and inactive PKC expression after one week and alteration in the isoforms profile of enzyme. Sodium tungstate potencialized this increased. Conclusion: In this study, was not observed effect of sodium tungstate on energetic metabolism of parotid and submandibular, showing that this compound does not alter the metabolism in the peripheral tissue as salivary glands. The tungstate acts on peroxidase activity, this show the possible action of this compound in the antioxidant system. Sodium tungstate stimulates the protein secretion pathway in the salivary glands.

Este trabalho explora a utilização do algoritmo genético de minimização global por Evolução Diferencial (ED) como método de determinação de parâmetros de potenciais interatômicos (PIs) usados no cálculo de propriedades físicas de materiais. Dois compostos foram utilizados como estudo de caso: a berlinita (AlPO4) e a fase cúbica do tungstato de zircônio ( -ZrW2O8 ). Em ambos os casos, o potencial interatômico considerado foi uma combinação de potenciais de Buckingham, covalente exponencial e harmônico de três corpos, além do modelo casca-caroço de Dick-Overhauser para os átomos de oxigênio. Os parâmetros livres do potencial foram ajustados de modo a fornecer estimativas para os parâmetros de rede, posições atômicas e constantes elásticas de ambas as estruturas que mais se aproximassem dos valores experimentais. O algoritmo de evolução diferencial foi capaz de encontrar potenciais que melhor reproduzem as propriedades atérmicas em ambos os casos, quando comparados com PIs previamente publicados. Os potenciais encontrados para a fase cúbica do tungstato de zircônio foram aplicados à cálculos de dinâmica de rede para avaliar a influência da temperatura no seu parâmetro de rede. O algoritmo de ED encontrou um conjunto de parâmetros para potenciais com modelos analíticos relativamente simples, porém capaz de descrever com razoável precisão a expansão térmica negativa do -ZrW2O8 em baixas temperaturas. A evolução diferencial mostrouse um método capaz de explorar exaustivamente o espaço de parâmetros, o que indica que as limitações encontradas na descrição da estrutura possam ser superadas com a adição de termos ao PI ou com o uso de outra forma analítica. / This work explores the use of the genetic algorithm differential evolution (DE) for global minimization as a method for determining the interatomic potential (IP) parameters used in the calculation of physical properties of materials. Two compounds were used as a case study: Berlinite (AlPO4) and the cubic phase of zirconium tungstate ( -ZrW2O8 ). In both cases, the IP was built as a combination of Buckingham, covalent exponential, and three body harmonic potentials, together with the Dick-Overhauser core-shell model for the oxygen atoms. The free parameters of the potential were adjusted to estimate the lattice parameters, atomic positions and elastic constants of both structures that were closest to experimental values. The DE algorithm was able to find potentials that are better in describing the athermal properties for both compounds when compared to previously published IPs. The potentials found for the cubic phase of zirconium tungstate were applied in lattice dynamics calculations in order to assess the temperature influence in the lattice parameter. The DE found a relatively simple IP, but capable of describing the negative thermal expansion of -ZrW2O8 at low temperatures with reasonable precision. The DE has shown to be a method capable to exhaustively explore the parameter space of the PI, which indicates that the limitations found in describing the zirconium tungstate structure modifications as a function of temperature can be surpassed with additional terms in the potential or with another, more complex, analytical form.

Neste trabalho são relatados os estudos sobre as propriedades fotoluminescentes dos tungstatos de terras raras Eu2(WO4)3 e Gd2(WO4)3:TR3+ (TR3+ = Eu, Sm e Tb) obtidos via três métodos diferentes de preparação: i) método cerâmico, que é o mais antigo e envolve altas temperaturas (>1000 ºC) e períodos prolongados de aquecimento, consistindo na mistura física dos reagentes na forma de pó, trituração e calcinação; ii) método Pechini, que utiliza complexação de cátions em meio de ácido cítrico e etileno glicol, formando uma cadeia polimérica que promove a formação dos tungstatos de TR em temperaturas mais baixas (~750 ºC) e iii) método de combustão, que envolve uma reação exotérmica entre os nitratos metálicos e um combustível orgânico, atingindo bruscamente altas temperaturas (>1000 ºC). A caracterização dos tungstatos de TR foi feita a partir das seguintes técnicas: a) difratometria de raios-X - os difratogramas apresentaram picos característicos dos tungstatos descritos na literatura, que são isoestruturais na série lantanídica formando estrutura de scheelita ; b) espectroscopia IV - os espectros continham bandas de absorção nas regiões espectrais atribuídas à unidade [WO4], confirmando o grupo pontual Td; c) análise térmica - as curvas TG/DTG evidenciaram que a temperatura de obtenção dos tungstatos de TR encontra-se ao redor de 750 ºC; d) microscopia eletrônica de varredura e de transmissão - as micrografias ilustraram a morfologia e o tamanho das partículas dos sistemas obtidos e e) espectroscopia de reflectância difusa - o espectro de reflectância confirmou a posição da banda de transferência de carga O&#8594;W em torno de 265 nm. As propriedades fotoluminescentes dos compostos foram estudadas com base nas transições intraconfiguracionais, f5 (Sm3+), f6 (Eu3+) e f8 (Tb3+). Os espectros de excitação apresentaram bandas largas na região do UV, atribuídas à banda de transferência de carga LMCT O&#8594;W e O&#8594;TR33+ . Para o composto de Eu2(WO4)3, quando a excitação é monitorada na transição intraconfiguracional, 7F0&#8594;5L6 do íon Eu3+ (394 nm), seus espectros de emissão apresentam bandas finas oriundas do nível emissor 5D0 e também dos estados 5DJ (J = 1, 2 e 3) em ambas temperaturas 298 e 77 K. Por outro lado, quando os espectros de emissão são monitorados nas bandas LMCT O&#8594;W (260 nm) e O&#8594;Eu3+ (310 nm) não apresentam bandas oriundas dos níveis emissores 5D3, 5D2 e 5D1 (5DJ&#8594;7FJ´). Esse fenômeno evidencia o cruzamento ressonante entre os estados LMCT e os níveis 5DJ (J = 1, 2 e 3). O alto valor dos parâmetros de intensidade &#937;2 dos compostos de Eu3+ reflete o comportamento hipersensível da transição 5D0&#8594;7F2, indicando que o íon TR3+ encontra-se em um ambiente químico altamente polarizável. Os valores de eficiências quânticas para os compostos Gd2(WO4)3:Eu3+ são maiores que para os compostos Eu2(WO4)3 devido à maior contribuição radiativa nos sistemas dopados. Deve-se considerar que o composto Eu2(WO4)3 contém maior concentração de íons Eu3+, gerando uma maior proximidade e resultando na transferência de energia não-radiativa entre esses íons. Observa-se que o maior valor de eficiência quântica obtida foi para o sistema Gd2(WO4)3:Eu3+ (1%), obtido pelo método Pechini. As micrografias mostraram que a morfologia e o tamanho das partículas dos compostos dependem do método utilizado. As coordenadas CIE (Commission Internationale d\'Eclairage) foram determinadas. / The studies about the photoluminescent properties of the rare earth tungstates Eu2(WO4)3 and Gd2(WO4)3:RE3+ (RE3+ = Eu, Sm and Tb) obtained via three different methods of preparation were reported: i) ceramic method, which is the older one and uses high temperatures (>1000 ºC) and long periods of heating, with the physical mixture of the reagents in the powder form, grinding and calcination, ii) Pechini method, which consists on the complexation of cations in citric acid and ethylene glycol medium, forming a polymeric network that promotes the formation of RE tungstates at lower temperatures (~750 ºC) and iii) combustion method, which is based on a exothermic reaction between metal nitrates and an organic fuel, reaching rapidly high temperatures (>1000 ºC). The characterization of the RE tungstates was made using the following techniques: a) X-Ray diffraction - the XRD patterns showed characteristic peaks of the tungstates described in the literature, which are isostructural in the lanthanidic series, forming the scheelite structure; b) IV spectroscopy - absorption bands assigned to the unit [WO4] were observed in the spectra, confirming the Td point group; c) thermal analysis - the TG/DTG curves evidenced that the obtaining temperature of the RE tungstates lies around 750 ºC; d) scanning and transmission electronic microscopes - the micrographs illustrated the morphology and the particle size of the obtained systems and e) diffuse reflectance spectroscopy - the reflectance spectrum confirmed the position of the O&#8594;W charge transfer band around 265 nm. The photoluminescent properties of the compounds were studied based on the intraconfigurational transitions f5 (Sm3+), f6 (Eu3+) and f8 (Tb3+). The excitation spectra showed broad bands in the UV region, assigned to the LMCT O&#8594;W and O&#8594;TR3+ LMCT. In the case of the Eu2(WO4)3 compound, when the excitation is monitored in the 7F0&#8594;5L6 intraconfigurational transition of the Eu3+ ion (394 nm), the emission spectra show narrow bands coming from the 5D0 emitting level and also from the 5DJ states (J = 1, 2 and 3) at both temperatures 298 and 77 K. On the other hand, when the emission spectra are monitored in the O&#8594;W (260 nm) and O&#8594;Eu3+ (310 nm) LMCT bands, they do not show bands coming from the 5D3, 5D2 and 5D1 (5DJ&#8594;7FJ´) emitting levels. This phenomenon evidences the resonance crossover between the LMCT states and the 5DJ levels (J = 1, 2 and 3). The high value of the &#937;2 intensity parameters of the Eu3+ compounds reflects the hypersensitive behavior of the 5D0&#8594;7F2 transition, indicating that the TR3+ ion lies in a highly polarizable chemistry environment. The quantum efficiencies values for the Gd2(WO4)3:Eu3+ compounds are higher than for the Eu2(WO4)3 compound due to the major radiative contribution in the doped systems. We must consider that the Eu2(WO4)3 compound contains higher concentration of Eu3+ ions, generating proximity and resulting in the non-radiative energy transfer among these ions. We observed that the highest quantum efficiency value was for the Gd2(WO4)3:Eu3+ (1%) system, which was obtained by the Pechini method. The micrographs and the XRD patterns showed that the morphology and the crystallites size of the compounds depend on the used method. The CIE (Commission Internationale d\'Eclairage) coordinates were determined.

Neste trabalho são relatados os estudos sobre as propriedades fotoluminescentes dos tungstatos de terras raras Eu2(WO4)3 e Gd2(WO4)3:TR3+ (TR3+ = Eu, Sm e Tb) obtidos via três métodos diferentes de preparação: i) método cerâmico, que é o mais antigo e envolve altas temperaturas (>1000 ºC) e períodos prolongados de aquecimento, consistindo na mistura física dos reagentes na forma de pó, trituração e calcinação; ii) método Pechini, que utiliza complexação de cátions em meio de ácido cítrico e etileno glicol, formando uma cadeia polimérica que promove a formação dos tungstatos de TR em temperaturas mais baixas (~750 ºC) e iii) método de combustão, que envolve uma reação exotérmica entre os nitratos metálicos e um combustível orgânico, atingindo bruscamente altas temperaturas (>1000 ºC). A caracterização dos tungstatos de TR foi feita a partir das seguintes técnicas: a) difratometria de raios-X - os difratogramas apresentaram picos característicos dos tungstatos descritos na literatura, que são isoestruturais na série lantanídica formando estrutura de scheelita ; b) espectroscopia IV - os espectros continham bandas de absorção nas regiões espectrais atribuídas à unidade [WO4], confirmando o grupo pontual Td; c) análise térmica - as curvas TG/DTG evidenciaram que a temperatura de obtenção dos tungstatos de TR encontra-se ao redor de 750 ºC; d) microscopia eletrônica de varredura e de transmissão - as micrografias ilustraram a morfologia e o tamanho das partículas dos sistemas obtidos e e) espectroscopia de reflectância difusa - o espectro de reflectância confirmou a posição da banda de transferência de carga O&#8594;W em torno de 265 nm. As propriedades fotoluminescentes dos compostos foram estudadas com base nas transições intraconfiguracionais, f5 (Sm3+), f6 (Eu3+) e f8 (Tb3+). Os espectros de excitação apresentaram bandas largas na região do UV, atribuídas à banda de transferência de carga LMCT O&#8594;W e O&#8594;TR33+ . Para o composto de Eu2(WO4)3, quando a excitação é monitorada na transição intraconfiguracional, 7F0&#8594;5L6 do íon Eu3+ (394 nm), seus espectros de emissão apresentam bandas finas oriundas do nível emissor 5D0 e também dos estados 5DJ (J = 1, 2 e 3) em ambas temperaturas 298 e 77 K. Por outro lado, quando os espectros de emissão são monitorados nas bandas LMCT O&#8594;W (260 nm) e O&#8594;Eu3+ (310 nm) não apresentam bandas oriundas dos níveis emissores 5D3, 5D2 e 5D1 (5DJ&#8594;7FJ´). Esse fenômeno evidencia o cruzamento ressonante entre os estados LMCT e os níveis 5DJ (J = 1, 2 e 3). O alto valor dos parâmetros de intensidade &#937;2 dos compostos de Eu3+ reflete o comportamento hipersensível da transição 5D0&#8594;7F2, indicando que o íon TR3+ encontra-se em um ambiente químico altamente polarizável. Os valores de eficiências quânticas para os compostos Gd2(WO4)3:Eu3+ são maiores que para os compostos Eu2(WO4)3 devido à maior contribuição radiativa nos sistemas dopados. Deve-se considerar que o composto Eu2(WO4)3 contém maior concentração de íons Eu3+, gerando uma maior proximidade e resultando na transferência de energia não-radiativa entre esses íons. Observa-se que o maior valor de eficiência quântica obtida foi para o sistema Gd2(WO4)3:Eu3+ (1%), obtido pelo método Pechini. As micrografias mostraram que a morfologia e o tamanho das partículas dos compostos dependem do método utilizado. As coordenadas CIE (Commission Internationale d\'Eclairage) foram determinadas. / The studies about the photoluminescent properties of the rare earth tungstates Eu2(WO4)3 and Gd2(WO4)3:RE3+ (RE3+ = Eu, Sm and Tb) obtained via three different methods of preparation were reported: i) ceramic method, which is the older one and uses high temperatures (>1000 ºC) and long periods of heating, with the physical mixture of the reagents in the powder form, grinding and calcination, ii) Pechini method, which consists on the complexation of cations in citric acid and ethylene glycol medium, forming a polymeric network that promotes the formation of RE tungstates at lower temperatures (~750 ºC) and iii) combustion method, which is based on a exothermic reaction between metal nitrates and an organic fuel, reaching rapidly high temperatures (>1000 ºC). The characterization of the RE tungstates was made using the following techniques: a) X-Ray diffraction - the XRD patterns showed characteristic peaks of the tungstates described in the literature, which are isostructural in the lanthanidic series, forming the scheelite structure; b) IV spectroscopy - absorption bands assigned to the unit [WO4] were observed in the spectra, confirming the Td point group; c) thermal analysis - the TG/DTG curves evidenced that the obtaining temperature of the RE tungstates lies around 750 ºC; d) scanning and transmission electronic microscopes - the micrographs illustrated the morphology and the particle size of the obtained systems and e) diffuse reflectance spectroscopy - the reflectance spectrum confirmed the position of the O&#8594;W charge transfer band around 265 nm. The photoluminescent properties of the compounds were studied based on the intraconfigurational transitions f5 (Sm3+), f6 (Eu3+) and f8 (Tb3+). The excitation spectra showed broad bands in the UV region, assigned to the LMCT O&#8594;W and O&#8594;TR3+ LMCT. In the case of the Eu2(WO4)3 compound, when the excitation is monitored in the 7F0&#8594;5L6 intraconfigurational transition of the Eu3+ ion (394 nm), the emission spectra show narrow bands coming from the 5D0 emitting level and also from the 5DJ states (J = 1, 2 and 3) at both temperatures 298 and 77 K. On the other hand, when the emission spectra are monitored in the O&#8594;W (260 nm) and O&#8594;Eu3+ (310 nm) LMCT bands, they do not show bands coming from the 5D3, 5D2 and 5D1 (5DJ&#8594;7FJ´) emitting levels. This phenomenon evidences the resonance crossover between the LMCT states and the 5DJ levels (J = 1, 2 and 3). The high value of the &#937;2 intensity parameters of the Eu3+ compounds reflects the hypersensitive behavior of the 5D0&#8594;7F2 transition, indicating that the TR3+ ion lies in a highly polarizable chemistry environment. The quantum efficiencies values for the Gd2(WO4)3:Eu3+ compounds are higher than for the Eu2(WO4)3 compound due to the major radiative contribution in the doped systems. We must consider that the Eu2(WO4)3 compound contains higher concentration of Eu3+ ions, generating proximity and resulting in the non-radiative energy transfer among these ions. We observed that the highest quantum efficiency value was for the Gd2(WO4)3:Eu3+ (1%) system, which was obtained by the Pechini method. The micrographs and the XRD patterns showed that the morphology and the crystallites size of the compounds depend on the used method. The CIE (Commission Internationale d\'Eclairage) coordinates were determined.

Zirconium tungstate (ZrW2O8) is a ceramic that shows large isotropic negative thermal expansion over a wide range of temperature. This unique property makes it an interesting candidate for applications where thermal expansion mismatch between components constitutes a problem. ZrW2O8 is typically produced by solid-state reaction between zirconium oxide and tungsten oxide at 1200oC. In some studies, ZrW2O8 precursors have been produced from relatively expensive zirconium and tungsten sources. While the origin of negative thermal expansion has been the main focus in the majority of publications, production of particles with controlled size, distribution and morphology has not been studied extensively. Electrospinning is a simple technique for producing micron/nano sized fibers from polymer solutions. The method can also be used for producing ceramic or polymer/ceramic composite fibers by electrospinning of a mixture of ceramic precursors or ceramic nanoparticles with suitable polymers. Ceramic precursors could be synthesized either by sol-gel or chemical precipitation routes before mixing them with polymer solutions and a final burnout step would be needed, in case the fiber is desired to be composed of the ceramic phase. Electrospinning technique has not been employed to the production of ZrW2O8 ceramic fibers. In this study a novel precursor for ZrW2O8 from relatively cheaper and abundant starting chemicals, namely zirconium acetate and tungstic acid were used. Experimental details of development of the precursor are presented with a discussion on the effects of solution parameters on the phase purity of the fired product. Besides the solution parameters investigated (i.e. solubility of tungstic acid, adjustment of the stoichiometry, final pH of the solution, ageing time), evolution of the heat treatment protocol was used in the production of phase pure ZrW2O8. Second, the suitability of the developed precursor for producing ZrW2O8 in fiber form was investigated. Preliminary studies involved the adjustment of the viscosity of precursor solution for electrospinning with poly (vinyl alcohol) (PVA). Optimum PVA concentration leading to bead-free nanofiber mats and a method to increase the fiber production rate were reported. The characterization of the products was achieved by SEM and XRD.

Thesis (M.S.)--West Virginia University, 1999. / Title from document title page. Document formatted into pages; contains ix, 72 p. : ill. (some col.). Includes abstract. Includes bibliographical references (p. 40).