DUTRA, A. T. B. Distribuição de Na+ e Cl- em plantas jovens de feijão caupi expostas a estresse salino e temperatura elevada. 2008. 97 f. Dissertação (Mestrado em Agronomia/Solos e Nutrição de Plantas) - Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008. / Submitted by Francisco Lacerda (lacerda@ufc.br) on 2014-08-08T21:23:32Z No. of bitstreams: 1 2008_dis_atbdutra.pdf: 2429546 bytes, checksum: 9980e186e8ed71f6fb639b5944ccbcc4 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2014-08-27T23:22:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_dis_atbdutra.pdf: 2429546 bytes, checksum: 9980e186e8ed71f6fb639b5944ccbcc4 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-27T23:22:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_dis_atbdutra.pdf: 2429546 bytes, checksum: 9980e186e8ed71f6fb639b5944ccbcc4 (MD5) Previous issue date: 2008 / Although it has many studies on salinity, little is known about the mechanisms of individual Na+ and Cl- in the physiology of plants exposed to salinity. Based on that meant to use this study to evaluate the extent to which the ions Na+ and Cl- are accumulated in different parts of young cowpea [Vigna unguiculata (L.) Walp.] and the possible interference on the steps of perspiration. To prove the hypothesis that the ions present different models of distribution in vegetative parts of cowpea and this process is not affected by temperature. It organized a string surrounding methodological three experiments. Where will I study was to evaluate the distribution of Na+ and Cl- young in parts of cowpea subjected to increasing concentrations of sodium chloride (0, 25, 50, 75 and 100 mM) for 3 days. In what was a greater accumulation of sodium chloride that in all parts studied, except the stem which accumulation in the equivalent proportions. Based on this distribution used with a concentration of 50 mM because it would not exceed the storage capacity and it was possible that a recovery level (it was held for 6 days in NaCl and from the 4th day the samples were divided into two lots. A lot remains NaCl and other exchanges with the solution without NaCl and thus verify that this strategy the plant would be able to recover it. The results corroborated with those obtained in the experiment I except the 1st trifoliate leaves that accumulated more in that Cl. The literature reports that plenty of times in the summer (period of the experiment I), particularly in semi-arid plants accumulate more ions. Where the temperature is a measure of climatic factors that may interfere with the distribution of ions and whether this effect is linked to transpiration. And then we performed the experiment III to assess the combined effect of salinity and high temperatures, in concentrations from 0 to 100 mM NaCl. Exposed to temperatures of 27, 32, 37 and 42 C, separately, during a photoperiod of 12 hours. The results corroborate with those obtained previously in the sodium has focused more on the roots and stems when treated in the last two temperatures. Regarding the chloride ion, was found a behavior similar to previous experiments, as they accumulated in greater proportion in the leaves at temperatures of 32 to 42 C. Notably the accumulation of chloride, is associated withthe amount of water absorbed during the implementation of stress. Regarding transpiration also corroborate the previous results. Thus it appears that regardless of concentration, time, temperature recovery and the ash is more concentrated in the root and stem while chloride is concentrated in the leaves. / Embora se tenha muitos estudos sobre estresse salino, pouco se conhece sobre os mecanismos individuais de sódio (Na+) e cloro (Cl-) na fisiologia de plantas expostas à salinidade. Baseado nisso, objetivou-se, através deste estudo, avaliar a extensão com que os íons Na+ e Cl- são acumulados em diferentes partes jovens de feijão-caupi [Vigna unguiculata (L.) Walp.] e as suas possíveis interferências sobre as medidas de transpiração. Para comprovar a hipótese que os íons Na+ e Cl- apresentam modelos diferentes de distribuição nas partes vegetativas de feijão-caupi e que esse processo não é afetado pela temperatura, foi organizada uma seqüência metodológica envolvendo três experimentos, onde o experimento I consistiu em avaliar a distribuição de Na+ e Cl- em partes jovens de feijão-caupi submetido a concentrações crescentes de NaCl (0; 25; 50; 75 e 100 mM) durante 3 dias, onde ocorreu um maior acúmulo de cloreto em todas as partes estudadas com exceção do caule que teve acúmulo similar de ambos os íons. Baseado nessa distribuição, utilizou-se a concentração de 50mM, pois essa concentração não superaria a capacidade de armazenamento e, assim, seria possível, nesse nível, uma recuperação (foi mantida durante 6 dias em NaCl e, a partir do 4º dia, as amostras foram divididas em dois lotes). Um lote permanecia com NaCl e o outro trocava a solução sem NaCl e assim verificar se essa estratégia a planta seria capaz de recuperase. Os resultados corroboram com os obtidos no experimento I com exceção da primeira folha trifoliolada que acumulou mais Na que Cl. A literatura relata, abundantemente, que nas épocas de verão (período do experimento I), principalmente no semi-árido, as plantas acumulam mais íons, onde a temperatura é uma medida de fator climático que pode interferir na distribuição de íons e esse efeito está ligado à transpiração. No experimento III, foi avaliado o efeito combinado de estresse salino e de temperaturas elevadas, com concentrações de 0 e 100 mM de NaCl e exposição a temperaturas de 27; 32; 37 e 42ºC, separadamente, por um fotoperíodo de 12 horas. Os resultados corroboram com os obtidos, anteriormente, em que o sódio concentrou-se mais nas raízes e caules das plantas quando tratadas nas duas últimas temperaturas. Em relação ao íon cloreto, foi verificado um comportamento similar aos experimentos anteriores, pois este se acumulou, em maior proporção, nas folhas sob temperaturas de 32 a 42ºC. Notadamente, o acúmulo de cloreto está associado à quantidade de água absorvida durante a aplicação do estresse. Em relação à transpiração, os resultados também corroboram com os anteriores. Dessa forma, conclui-se que, independente da concentração, tempo, recuperação e temperatura, o sódio é mais concentrado na raiz e caule, enquanto o cloreto concentra-se nas folhas.

Materiais expostos à irradiação de nêutrons geralmente apresentam degradação em suas propriedades físicas. Este é um problema importante para a tecnologia de reatores nucleares, pois influencia na segurança operacional e na vida útil de componentes estruturais. As mudanças na microestrutura resultam dos deslocamentos atômicos e da incorporação de produtos de fissão, principalmente gases inertes, produzidos pela reação de nêutrons com elementos dos materiais estruturais do reator. Esse trabalho apresenta resultados de uma investigação dos efeitos da irradiação no crescimento de bolhas de argônio (Ar) e sua influência no desenvolvimento de transição de fases induzidas por irradiação. Foram utilizadas amostras de um aço inoxidável AISI 316L na condição solubilizada como material de estudo e feixes de íons energéticos para simular a irradiação de nêutrons e produtos gerados pela fissão nuclear. Esse método alternativo é vantajoso de duas formas: evita a ativação das amostras irradiadas e permite a acumulação em poucas horas de uma quantidade de danos que levaria anos para ser atingida em um reator nuclear. Lâminas finas de aço AISI 316L foram polidas mecanicamente e solubilizadas para relaxar o estresse mecânico causado pelo processo de polimento e solubilizar o conteúdo de carbono. Tais amostras foram implantadas com íons de Ar acelerados a diferentes energias, de modo a formar uma distribuição planar com a concentração, e novamente tratadas termicamente para formar nano-aglomerados contendo vacâncias e átomos de Ar (i.e. nano-bolhas). Conjuntos distintos de amostras (incluindo as amostras de controle sem Ar) foram então irradiadas a diferentes temperaturas (de 450 a 550°C) com íons de Au acelerados até 5 MeV e a uma fluência calculada para atingir um nível de danos de 20 e de 40 dpa na região contendo o Ar. As amostras foram então investigadas por microscopia eletrônica de transmissão (MET) usando a técnica de desbaste iônico para produzir amostras plan-view. Os resultados demonstram de maneira inédita que, nas condições de irradiação utilizadas, a precipitação de carbonetos de fases identificadas como MC e M23C6 ou M6C (sendo M um átomo metálico da liga) ocorre apenas nas amostras contendo Ar. Junto com as reações de precipitação, ocorre também o crescimento das bolhas de Ar, sendo que o tamanho dos precipitados e das bolhas depende tanto da temperatura como da dose de irradiação. O estudo deste fenômeno de precipitação abre novas perspectivas para a elucidação da formação de fases induzidas por irradiação, como discutido neste trabalho. / Materials exposed to neutron irradiation usually present degradation in their physical properties. This is an important problem for the nuclear reactors technology, because it has an influence over operational safety and lifetime of structural components. Microstructural changes result from atomic displacements and the incorporation of inert gases produced by reactions of neutrons with elements of structural materials of the reactor. This work reports results from an investigation of irradiation effects on the growth of argon (Ar) bubbles and their influence on the development of irradiation induced phase transitions. We use a stainless steel AISI 316L in a solution condition as a model case material and energetic ion beams to simulate the neutron irradiation and fission induced products. This alternative approach is advantageous in two ways: it avoids the activation of the irradiated samples and enables a damage accumulation in a matter of hours that would take many years to be reached in a nuclear reactor. Thin AISI 316L stainless steel foils were mechanically polished and thermally treated in order to relax the stress from the polishing process and solubilize all content of carbon. These samples were implanted with Ar ions accelerated at different energies in order to form a planar concentration distribution and then annealed again to form small nano-clusters containing vacancies and Ar atoms (i.e. nano-bubbles). Distinct sets of samples (including control ones without Ar) were then irradiated at several temperatures (from 450 to 550 °C) with Au ions accelerated at 5 MeV and to a fluence calculated to reach a damage level of 20 and 40 dpa at the region containing the Ar plateau. These samples were investigated by transmission electron microscopy using plan-view specimens prepared by ion milling. The results demonstrate, in an unprecedented way, with the irradiation conditions utilized, precipitation of a second phase, identified as MC and M23C6 or M6C carbides, takes place only in samples containing Ar. Along with the precipitation reactions, there are also Ar bubbles growing. The size of precipitates and bubbles depends on the sample temperature and irradiation dose. The study of this precipitation phenomenon open new perspectives to elucidate the formation of induced radiation phases, as discussed in this work.

Os processos galvânicos estão entre as principais atividades industriais que causam contaminação ambiental por metais. Os efluentes gerados contém alta carga de sais e metais, e precisam ser tratados para a remoção de contaminantes e posterior descarte, mas principalmente, para a recuperação de produtos químicos e água, possibilitando a preservação de recursos. A eletrodiálise é uma tecnologia eletroquímica alternativa aos processos convencionais de tratamento, tomada como ponto de partida do presente trabalho. O objetivo principal é desenvolver o processo de tratamento dos efluentes de niquelação por eletrodiálise a partir do estudo aprofundado do transporte das espécies iônicas através das membranas íonseletivas. A avaliação de diferentes soluções visa compreender os fenômenos que regem o transporte dos íons de interesse durante o tratamento do efluente de niquelação por eletrodiálise, assim como adequar parâmetros de operação. O estudo das propriedades de transporte foi realizado pelo uso da técnica cronopotenciométrica de caracterização eletroquímica. A pesquisa foi voltada ao transporte de espécies através da membrana aniônica. A partir de soluções que simulam a composição do efluente de eletrodeposição de níquel decorativo, foram avaliados o efeito do pH, do tipo e concentração de contra-íons e coíons e a presença de aditivos orgânicos. Em soluções de diferentes sais de sulfato, a concentração do ânion e a presença de prótons afetou diretamente o valor de densidade de corrente limite nos sistemas membrana-solução. Espécies dissociadas e complexas contendo o ânion sulfato também são transportadas através das membranas, sendo responsáveis por um segundo tempo de transição. Já o transporte dos prótons pode ser relacionado a um aumento do consumo energético do sistema no tratamento de um efluente. Outros co-íons ligados ao sulfato apresentaram efeito sobre parâmetros energéticos do sistema membrana-solução. Enquanto a solução de ácido bórico não apresenta tempo de transição e este efeito pode ser relacionado à ocorrência de scaling e water splitting, o cloreto de níquel levanta a questão das interações entre o ânion e os grupos funcionais da membrana aniônica. Na solução completa que simula o efluente de niquelação, os aditivos orgânicos indicaram o favorecimento do transporte iônico. A aplicação da eletrodiálise para o tratamento de efluentes sintéticos e reais em escala de bancada e industrial permitiu avaliar a eficiência da tecnologia, e os fenômenos observados no tratamento foram discutidos levando em consideração as informações obtidas na análise cronopotenciométrica dos sistemas membrana/solução. / The galvanic processes are one of the main industrial activities contributors of metal discharges into the environment. The wastewater generated contains high load of salts and metals that must be treated for contaminant removal and subsequent disposal, but especially for the recovery of chemicals and water, saving resources. Electrodialysis is an electrochemical technology alternative to conventional method and is the starting point of this work. The main objective of this work is to develop the treatment process of nickel plating wastewater by electrodialysis from the detailed transport study of ionic species through the ion-selective membranes. The electrochemical characterization of the distinct membrane/solution systems allows the evaluation of the phenomena that rule the transport of the interest ions during the electrodialysis treatment for nickel plating rinsewater, as well as to adjust operational parameters. The study of transport properties was carried out by use of an electrochemical characterization technique, the chronopotentiometry, The research was focused on the ion transport through a commercial anionic membrane (SYBRION IONAC MA 3475). The effect of pH, the type and concentration of counter-ions and co-ions and the presence of organic compounds were evaluated by simulating the composition of nickel plating rinsewater. For different sulfate salts solutions, the anion concentration and the presence of protons affected directly the limiting current density value. Dissociated and complexes species containing sulfate anion were also transported through the anionic membrane, giving the second transition time in the chronopotentiometric analysis. The protons transport could be related to the increase of the energetic consumption. Other co-ions of sulfate salts showed effect on energetic parameters. Boric acid with sulfuric acid doesn’t show transition times. This behavior was related to the occurrence of scaling and water splitting reactions. Meanwhile, nickel chloride brings forward a new question about the interactions between chloride ions and amine-functional groups of the anionic membranes. In the complete solution that simulates the nickel plating rinsewater, the organic additives favored the ionic transport. Electrodialysis in bench and industrial scale were conducted to evaluate the efficiency in the treatment of synthetic solutions and real effluents, and the observed phenomena in the treatment were discussed taking into account the information obtained in the chronopotentiometric analysis of the membrane/solution systems.

A partir de uma abordagem teórica e experimental, a perda de energia ou a força de freamento de íons individuais e dímeros atravessando um gás de elétrons livres (teoricamente) e um meio sólido (experimentalmente) e investigada cuidadosamente neste trabalho. Do ponto de vista teórico, a descrição da interação de íons com um gás de elétrons e feita em termos do potencial de espalhamento elétron- on. Os resultados mostram diferentes soluções para os potenciais auto-consistentes em baixas energias dos projéteis, as quais são relacionadas a diferentes graus de excitação da nuvem eletrônica em torno do projétil. Uma interpolação dinâmica do potencial de espalhamento V (r) e proposta e usada para calcular a força de freamento. Esses resultados estão em bom acordo com os cálculos de benchmark da TD-DFT, bem como com os dados experimentais. Experimentalmente, focamos nosso estudo na técnica de espalhamento de íon de energia média (MEIS) para a obtenção da perda de energia de íons de H+ e HeH+ em Al2O3. O objetivo dessa investigação e melhorar nosso entendimento do efeito de vizinhança negativo e positivo observado na perda de energia de íons moleculares. Em baixas energias, esse efeito de vizinhança e caracterizado por uma interferência negativa que e responsável pela menor perda de energia dos fragmentos dos íons moleculares quando comparada ao caso onde os fragmentos estão longe um do outro. Em altas energias o efeito se inverte. Motivados por uma descrição mais acurada desses efeitos, um novo modelo não linear foi desenvolvido através da generalização do modelo da abordagem da densidade induzida (IDA) para a interação de íons moleculares com um gás de elétrons livres, nomeadamente como IDA-Mol. Para o potencial de espalhamento dos dímeros e proposta uma correção para a carga de polarização em torno do on Z1 devido a vizinhan ca de um on Z2. A análise dos resultados obtidos a partir da IDA-Mol nos permitiu, pela primeira vez, explicar a origem do efeito de vizinhança negativo (baixas energias) e positivo (altas energias), bem como a transição abrupta observada entre os efeitos negativos e positivos do efeito de vizinhança na perda de energia. / From a theoretical and experimental approach, the energy loss or the stopping force of individual ions and dimers in a free electrons gas (FEG) (theoretically) and in a solid medium (experimentally) is carefully investigated in this work. From the theoretical point of view, the description of the interaction of ions with an electron gas is made in terms of the electron-ion scattering potential. The results show di erent solutions for the self-consistent potentials at low energies of the projectiles, which are related to di erent degrees of excitation of the electronic cloud around the projectile. A dynamic interpolation of the scattering potential V (r) is proposed and used to calculate the stopping force. These results are in good agreement with TD-DFT benchmark calculations, as well as with the experimental data. Experimentally, we focused our study on the medium energy ion scattering (MEIS) technique to obtain the energy loss of H+ ions and HeH+ dimers in Al2O3. The aim of this investigation is to improve our understanding of the negative and positive vicinage e ects observed in the energy loss of dimers. At low energies, this vicinage e ect is characterized by a negative interference that is responsible for the lower energy loss of the dimer fragments when compared to the case where the fragments are far from each other. At high energies the e ect is reversed. Motivated by a more accurate description of these e ects, a new nonlinear model was developed through the generalization of the induced density approach (IDA) model for the interaction of dimers with a free electron gas, namely IDA-Mol. For the scattering potential of the dimers a correction is proposed for the polarization charge around the ion Z1 due to the Z2 companion. The analysis of the results obtained from the IDA-Mol allowed us, for the rst time, to explain the origin of the negative (low energies) and positive (high energies) vicinage e ects, as well as the abrupt transition observed between the negative and positive e ects of the vicinage e ect in the energy loss.

Quando íons rápidos e pesados incidem em um alvo, eles depositam energia através de excitação eletrônica e induzem a ejeção de partículas da superfície da amostra, fenômeno conhecido como sputtering eletrônico. Quando cristais como o CaF2 são irradiados com íons pesados, a emissão de aglomerados tem uma componente do tipo jato normal à superfície do alvo. A emissão do tipo jato é provavelmente devido a ejeção de nanopartículas (NPs), porém a origem deste efeito jato ainda não é bem conhecida. Neste trabalho, nanopartículas de CaF2 depositadas sobre silício, através da técnica de sputtering eletrônico, foram caracterizadas com a técnica de Espalhamento de Íons com Energia Intermediária (MEIS). MEIS é uma poderosa técnica de caracterização bem conhecida para a análise de superfícies e filmes finos. Resultados de Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM) e MEIS concordam muito bem em respeito ao tamanho e distribuição de tamanho das nanopartículas. Neste trabalho determinou-se a geometria, o tamanho e a densidade de nanopartículas de CaF2 ejetadas sobre Si. A geometria com o melhor ajuste foi a de uma esfera, enquanto que os tamanhos e densidades encontrados foram de 5,0 nm, 4,0 nm e 4,5 nm de raio e 0,0015, 0,00125 e 0,00045 NPs/cm2 para as amostras dos ângulos 11°, 33° e 55° respectivamente. / When swift heavy ions penetrate in a solid, they deposit energy by electronic excitation processes and induce the ejection of particles from the sample's surface, which is known as electronic sputtering. For ionic crystals such as CaF2, the emission has a jet-like component normal to the target surface. The jet-like emission is probably due to the ejection of nanoparticles (NPs), but the origin of this jet-like e ect is not well understood. In this work, we characterize the CaF2 nanoparticles deposited on silicon samples through Medium Energy Ion Scattering technique (MEIS). MEIS is a well-established technique to analyze surfaces and thin lms. The TEM and MEIS data agree well with respect to size and size distribution of the nanoparticles. In this work we determined the geometry, the size and the density of CaF2 nanoparticles sputtered on Si. The geometry of the nanoparticles is compatible with a sphere with radii and densities of 5.0 nm, 4.0 nm, 4.5 nm and 0.0015 NPs/cm2, 0.00125 NPs/cm2 and 0.00045 NPs/cm2 for the samples at 11° , 33° and 55° angles respectively.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2089.pdf: 1211314 bytes, checksum: c22788b9fde90216e55a56218b5ddc84 (MD5) Previous issue date: 2008-03-12 / Financiadora de Estudos e Projetos / This work is summarized in the evaluation of the acting of different types of carbon nanotubes (CNTs) in the determination of metallic íons. The appraised electrodes differ amongst themselves for the form of synthesis of the carbon nanotubes, that they take the formation of different types of NTCs with varied diameters. The multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) present diameters of 20-40 nm and of 110-190 nm. The single walled carbon nanotubes (SWCNT) present a smaller diameter than 2 nm. Already the electrodes of aligned multi-walled carbon nanotubo (AMWCNT) possess a diameter of 10-20 nm. The used technique was the one of anodic stripping differential pulse for the determination of a quartet of metallic íons, very known in the literature: Zn (II), Cd (II), Pb (II) and Cu (II). The metals were determined simultaneously, in a solution of acetate buffer 0.1 mol L-1, pH 4.8, containing íons Hg2 2+ in solution for the formation of one amalgam in the surface of the electrode, facilitating with that the deposition metallic íons. The parameters used for this study were: time of deposition of 120 s, in a potential of -1.2 V, time of preequilibrium of 10 s, scan rate of 20 mV s-1, width of pulse of 50 mV and potential range from -1.3 to 0.1 V. Observed that so much the electrode of NTCPMs (20-40 nm) as the electrode of NTCPU (< 2nm), they were the ones that presented better values of detection limits, quantification limits and sensibility, for Cd (II), Pb (II) and Cu (II). Already the best results for the determination of the ion Zn (II) they are in the electrode of NTCPMs of larger diameters (110-190 nm). An brief study, it was also accomplished, for the determination of a biological composition in phosphate buffer, pH 7.1, the mefenamic acid, a medicine that presents activities anti-inflammatory, analgesic, and anti-thermal and they were obtained good results. / Este trabalho resume-se na avaliação do desempenho de diferentes tipos de nanotubos de carbono (NTCs) na determinação de íons metálicos. Os eletrodos avaliados diferenciam-se entre si pela forma de síntese dos nanotubos de carbono, que levam a formação de diferentes tipos de NTCs com diâmetros variados. Os nanotubos de carbono de paredes múltiplas (NTCPMs) apresentam diâmetros na faixa de 20-40 nm e de 110-190 nm. Os nanotubos de parede única (NTCPU) apresentam um diâmetro menor do que 2 nm. Já os eletrodos de nanotubos de carbono de paredes múltiplas sintetizados alinhadamente (NTCPMA) possuem um diâmetro de 10-20 nm. A técnica utilizada foi a de voltametria de redissolução anódica de pulso diferencial, para a determinação de um quarteto de íons metálicos bem conhecidos na literatura: Zn (II), Cd (II), Pb (II) e Cu (II). Os metais foram determinados simultaneamente, em uma solução de tampão acetato 0,1 mol L-1, pH 4,8, contendo íons Hg2 2+ em solução para a formação de um amalgama na superfície do eletrodo, facilitando com isso a deposição dos íons metálicos. Os parâmetros utilizados para este estudo foram: tempo de deposição de 120 s, em um potencial de -1,2 V, tempo de equilíbrio de 10 s, velocidade de varredura de 20 mV s-1, amplitude de pulso de 50 mV e janela de potencial de -1,3 a 0,1 V. Observamos que tanto o eletrodo de NTCPMs (20-40 nm) quanto o eletrodo de NTCPU (< 2nm), foram os que apresentaram melhores valores de limites de detecção, limites de quantificação e sensibilidade, para Cd (II), Pb (II) e Cu (II). Já os melhores resultados para a determinação do íon Zn (II) se encontram no eletrodo de NTCPMs de maiores diâmetros (110-190 nm). Um breve estudo, também foi realizado, para a determinação de um composto biológico em tampão fosfato pH 7,1, o ácido mefenâmico, um medicamento que apresenta atividades anti-inflamatórias, analgésicas, e anti-piréticas e foram obtidos bons resultados.

Nesta dissertação são apresentados os resultados da síntese de nanocristais (NCs) de PbSe em substratos de Si e SOI. O material foi produzido pela técnica de Síntese por Feixe de Íons (IBS) seguido de tratamentos térmicos em alta temperatura. As amostras foram caracterizadas pelas técnicas de Retroespalhamento Rutherford (RBS) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM). O estudo abrangeu amostras implantadas apenas com Pb ou com Se, ou amostras sequencialmente implantadas com Pb e Se. As implantações foram realizadas com substrato aquecido a Ti = 400 °C para evitar amorfização, variandose parâmetros de implantação como fluência, energia e ordem de implantação (primeiro Se ou Pb). Os recozimentos foram realizados a diferentes temperaturas e tempos. Os resultados foram discutidos em termos da retenção dos íons e da reação de formação do PbSe. Os principais resultados podem ser resumidos da seguinte forma. Durante as implantações ocorrem perdas tanto de Pb como de Se, atribuídas a processos de difusão auxiliada por irradiação. Nas amostras implantadas com apenas um elemento não ocorrem perdas durante os tratamentos térmicos. Contudo, nas amostras implantadas com Pb e Se, ocorrem perdas tanto de Pb como de Se. Este fenômeno é discutido considerando difusão pela matriz e evaporação pela superfície. O aumento das perdas foi associado à reação de formação do composto PbSe. Esta reação produz nanocristais, formando discordâncias devido ao desajuste de rede cristalina nas interfaces PbSe/Si. As perdas de Pb ocorrem preferencialmente através de difusão em discordâncias. Diferentemente do Pb, os átomos de Se reagem de diferentes formas com a matriz, permanecendo retidos no substrato. As Distribuições em Tamanho de NCs (DTNs) possuem forma característica e pouca variação de forma em função do tempo, não sendo observado crescimento competitivo. Estes resultados podem ser interpretados com base em argumentos termodinâmicos. A estabilidade do sistema NCs de PbSe em matriz de Si ocorre devido a minimização da energia de superfície, através da formação de interfaces coerentes, semi-coerentes e de estruturas caroço-casca (caroço de PbSe e casca de Se) com interfaces Se/Si. Para tanto a reação de síntese do PbSe produz NCs com uma coleção de orientações específicas em relação a estrutura cristalina do Si. Análises das micrografias de alta resolução com técnicas de Transformada de Fourier demonstram que muitos destes NCs são deformados plasticamente para diminuir o desajuste com o Si. O presente estudo mostra que é possível produzir NCs de PbSe termicamente estáveis e cristalograficamente orientados em relação a estrutura cristalina do Si. A baixa entalpia de formação do PbSe e baixa solubilidade dos átomos de Pb e de Se favorece a síntese dos NCs. Contudo, o comportamento químico e cinético do sistema é complexo devido as diferentes interações Pb-Si e Se-Si. / This work focuses on the synthesis of PbSe nanocrystals (NCs) in Si and SOI substrates. The NCs are produced by Ion Beam Synthesis (IBS) technique followed by thermal treatments at high temperatures. The samples are characterized by Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS) and Transmission Electron Microscopy (TEM) techniques. The study comprises samples implanted with only one ion (Pb or Se) and samples implanted sequentially with Pb and Se, considering distinct implantation parameters (fluence, energy and ion sequence), performed at high temperature Ti = 400 °C to avoid amorphization. The thermal treatmen ts are done at distinct temperatures and times and the results are discussed in terms of the ion retention and of the PbSe compound formation. The most important results can be summarized as follow. During the implantations, Pb and Se losses take place and this phenomenon is attributed to the radiation enhanced diffusion process. Elemental losses cannot be detected for samples implanted with only one element. As opposed to this behavior, significant losses are observed for the co-implanted samples. These losses are attributed to the PbSe synthesis reaction. The formation of the NCs occurs concomitantly with the formation of treading dislocations induced by the large mismatch of the crystal PbSe/Si structures. The losses of Pb atoms can be attributed to a pipe diffusion processes along the dislocations. In contrast, the Se atoms tend to form atomic clusters and chemical bonds with Si crystal defects, and therefore are retained inside the matrix. The evolution of the NC size-distribution function is investigated, but no significant coarsening is observed. The results obtained are discussed using thermodynamic arguments. The thermal stability of the PbSe NCs is related to the formation of coherent, semicoherent interfaces as well as core-shell structures. The orientations of the PbSe NCs with respect to the Si matrix occur within a limited set of possibilities. High resolution TEM micrographs are analyzed using a Fast Fourier Transform method, which reveals the existence of plastically and elastically deformed interfaces. This study demonstrates that thermally stable and epitaxially oriented PbSe NCs can be synthesized in crystalline Silicon matrix. Their synthesis is facilitated by the low formation enthalpy and by the low solubility limit of the Pb and Se atoms within the Si matrix. However, the kinetic and chemical behavior of the process is rather complex due to the distinct Pb-Si and Se-Si interactions.

A utilização de reações nucleares ressonantes estreitas em baixas energias é uma ferramenta importante para a determinação de distribuições de elementos leves em filmes finos com resolução em profundidade subnanométrica. O objetivo do trabalho descrito ao longo da presente dissertação é aprimorar os métodos utilizados para a aquisição e interpretação das curvas experimentais. A obtenção das curvas experimentais consiste na detecção dos produtos das reações nucleares em função da energia das partículas incidentes, fazendo necessária variar a energia das partículas do feixe em passos discretos no intervalo desejado. Neste trabalho implementou-se um sistema automático para o controle e incremento da energia do feixe e monitoramento dos produtos das reações nucleares. Esse sistema de varredura automático de energia, além de aumentar consideravelmente a velocidade da medida, aumenta a qualidade das curvas experimentais obtidas. Para a interpretação das curvas de excitação experimentais, foi implementado um programa em linguagem de programação C, baseado na teoria estocástica, que permite simular numericamente as curvas de excitação. Para demonstrar a sua funcionalidade o método desenvolvido foi aplicado para verificar a estabilidade termodinâmica de filmes dielétricos ultrafinos depositados sobre silício, que foram posteriormente nitretados por plasma.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Química e Biológica, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-08-12T19:18:20Z No. of bitstreams: 1 2016_YuriHenriquedeOliveiraFalcão.pdf: 1177296 bytes, checksum: 828f0addb6c7c97d6e407908f1785c3d (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-09-20T17:56:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_YuriHenriquedeOliveiraFalcão.pdf: 1177296 bytes, checksum: 828f0addb6c7c97d6e407908f1785c3d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-20T17:56:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_YuriHenriquedeOliveiraFalcão.pdf: 1177296 bytes, checksum: 828f0addb6c7c97d6e407908f1785c3d (MD5) / Hoje há uma crescente demanda de biodiesel no Brasil, atrelado a isso há também uma forte demanda de combustíveis ecológicos que diminuam a emissão de carbono na atmosfera. Frente à inserção de biodiesel nos combustíveis há problemas relacionados a este, sendo um dos principais a sua estabilidade à oxidação, que normalmente é sanada por meio de aditivos antioxidantes que aumentam o custo deste combustível. Uma possível alternativa para o melhoramento das propriedades do biodiesel sem o emprego de aditivos é a hidrogenação seletiva. Neste trabalho foi estuda a hidrogenação de biodiesel de soja com catalisadores platínicos em suportes do tipo core-shell magnéticos, que facilitam a recuperação destes por meio de campos magnéticos e diminuem custos e perdas de material, os catalisadores são: Fe3O4@mSiO2@Pt e Fe3O4@mSiO2@Pt/Pd. Os catalisadores foram reutilizados 3 e 4 vezes, respectivamente, sem perda considerável de atividade. Para o catalisador Fe3O4@mSiO2@Pt a mistura de produtos hidrogenados continha um acréscimo de mais de 21% no teor de oleato de metila, gerando um produto com maior estabilidade oxidativa quando comparado com o biodiesel, isto sem comprometer consideravelmente as propriedades de viscosidade e ponto de fusão, também foi notada uma seletividade alta comparável à de trabalhos de hidrogenação com o emprego de solventes iônicos. Testes com solventes iônicos mostraram que estes influenciaram negativamente a reação, diminuindo a velocidade desta ou até impedindo que a reação acontecesse. Neste trabalho foi mostrada a aplicação de catalisadores magnéticos platínicos para o melhoramento do biodiesel por hidrogenação. ________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Nowadays there is an increasing demand for biodiesel in Brazil, there is also a strong demand for green fuels that decrease the carbon emissions to the atmosphere. This demand lead to the insertion of biodiesel in commercial diesel. However, there are problems related to this mixture, one of the most important is the decrease of the oxidative stability, which is normally solved by the use of antioxidants additives also increasing the cost of the final product. An alternative to the use of additives, in order to improve biodiesel's properties, is the selective hydrogenation of this fuel. The scope of this work is to study the hydrogenation of soy biodiesel employing a magnetic core-shell, platinum based catalysts, which can be retrieved by the use of magnetic fields, reducing the costs due to material loss. The catalysts are Fe3O4@mSiO2@Pt and Fe3O4@mSiO2@Pt/Pd. The catalysts were reused 3 and 4 times, respectively, without considerable loss of activity. The use of Fe3O4@mSiO2@Pt for hydrogenation, increased the level of methyl oleate in over 21% compared to raw biodiesel, resulting in a product with higher oxidative stability, without compromising the viscosity or melting point original properties, also was noted a high selectivity comparable to hydrogenation employing ionic solvents studies. Tests with ionic solvents showed that they influence the reaction in a negative way, decreasing the velocity or preventing the reaction. In this work is shown the applicability of platinum based magnetic catalysts for the improvement of biodiesel by hydrogenation.

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2016-05-12T13:39:06Z No. of bitstreams: 1 arquivo total.pdf: 4547829 bytes, checksum: 58a1826ea6bc7873a0e890034fc46534 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-12T13:39:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivo total.pdf: 4547829 bytes, checksum: 58a1826ea6bc7873a0e890034fc46534 (MD5) Previous issue date: 2014-02-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / In this paper are reported the preparation, characterization and investigation of the photoluminescence properties of new hybrid materials containing EDTA lanthanide ions ( Eu3+ , Gd3+ and Tb3+ ) complexes covalently bonded on the chitosan surfaces matrices of low (QPB) and medium (QPM) molecular weights, precursor and previously crosslinked with epichlorohydrin (EPH). The materials were prepared by the reactions between the solution of dianhydride of EDTA in 2-metilpirolidone and the surfaces of chitosan at around 60oC, while the complexes were obtained from the reaction resulting matrices with the solutions of the ions Ln3+ chloride. The new luminescent materials are defined by the following formulas: QPB-EDTA-Ln-L, QPM-EDTA-Ln-L, QPB-EPH-EDTA-Ln-L and QPB-EPH-EDTA-Ln-L, where L = H2O and diketonates ligands ( ACAC, BZAC, DBM and TTA). All matrices were characterized by elemental analyzes of C, H and N, absorption spectroscopy in the IR region and thermogravimetric analysis TG/DTG. The elemental analysis data showed an increase of the functionalization process with EDTA on the crosslinked surfaces, as compared to the precursor ones. IR spectra showed the main bands of the EDTA ligand indicating the efficiency of the functionalization process. The TG/DTG curves showed that the materials decompose in approximately two stages: the first process corresponding to the dehydration (50-150oC ) and the second one is associated with the decomposition of the biopolymer piranosílicos ring. The data TG/DTG also indicated a decrease in thermal stability of the functionalized materials, as compared with the matrix precursor. New materials containing lanthanide ions exhibited high luminescence intensities. Emission spectra of materials containing the Eu3+ and Tb3+ ions were characterized by the intraconfigurational-4fN transitions, 5D07FJ e 5D47FJ (J= 0-6), respectively. Some broad bands from the polymeric matrix were also observed in the emission spectra, however, their relative intensities decrease significantly in systems with diketonate ligands in the same order as the increases in antenna effect. The values of the intensity parameters 2 e 4 of the Eu3+ complexes on the surfaces showed little variation with water molecules substitution by the diketonates ligands, suggesting that the chemical environment is dominated by the EDTA ligand. The values of the radiative rates of Arad of the hybrid systems containing diketonate ligands were higher than those ones of the compounds containing water molecules. The values of the non-radiative rates Anrad showed otherwise behavior. These data contributed to an increase in the values of emission quantum efficiency (). Finally, the results show that the biopolymer surfaces have great potential for applications in molecular devices light converters (MDLCs). / No presente trabalho são relatadas as preparações, caracterizações e a investigação das propriedades fotoluminescentes de novos matérias híbridos contendo complexos de EDTA de íons lantanídeos (Eu3+, Gd3+ e Tb3+) covalentemente ligados às superfícies das matrizes de quitosana de baixo (QPB) e médio (QPM) pesos moleculares, precursoras e previamente reticulada com epicloridrina (EPH). Os materiais foram preparados através das reações entre a solução de dianidrido de EDTA em 2-metilpirolidone e as superfícies de quitosana a temperatura de aproximadamente 60oC, enquanto os complexos foram obtidos pela reação das matrizes resultantes deste processo com as soluções dos cloretos dos íons Ln3+. Os novos materiais luminescentes foram definidos pelas seguintes fórmulas: QPB-EDTA-Ln-L, QPM-EDTA-Ln-L, QPB-EPH-EDTA-Ln-L e QPB-EPH-EDTA-Ln-L, em que L = H2O e os ligantes dicetonatos (ACAC, BZAC, DBM e TTA). Todas as matrizes foram caracterizadas por análises elementar de C, H e N, espectroscopia de absorção na região do IV e análises termogravimétricas TG/DTG. Os dados de análises elementares evidenciaram um aumento no processo de funcionalização com o EDTA nas superfícies reticuladas, quando comparadas com as precursoras. Os espectros IV apresentaram as principais bandas do ligante EDTA evidenciando a eficiência no processo de funcionalização das superfícies. As curvas TG/DTG demostraram que os materiais decompõem em aproximadamente duas etapas: a primeira correspondente ao processo de desidratação (50-150oC) e a segunda etapa associada à decomposição dos anéis glicopiranosídicos do biopolímero. Os dados de TG/DTG indicaram ainda uma diminuição na estabilidade térmica dos materiais funcionalizados, quando comparado com as matrizes precursoras. Os novos materiais contendo os íons lantanídeos exibem altas intensidades de luminescência. Os espectros de emissão dos materiais contendo os íons Eu3+ e Tb3+ foram caracterizados pelas transições intraconfiguracionais-4fN, 5D0 7FJ e 5D4 7FJ (J= 0-6), respectivamente. Bandas largas da matriz polimérica também foram observadas nos espectros de emissão, no entanto, suas intensidades diminuem significativamente nos sistemas com ligantes dicetonatos, na mesma ordem esperada de aumento no efeito antena. Os valores dos parâmetros de intensidade 2 e 4 dos complexos de Eu3+ nas superfícies mostraram pouca variação com a substituição das moléculas de água pelos ligantes dicetonatos, sugerindo que o ambiente químico é dominado pelo ligante EDTA. Os valores das taxas Arad dos sistemas híbridos contendo os ligantes dicetonatos foram maiores que aqueles dos compostos contendo o ligante H2O. Já os valores das taxas Anrad apresentaram comportamento contrário. Esses dados contribuíram para um aumento nos valores de eficiência quântica de emissão (). Finalmente, os resultados obtidos evidenciam que as superfícies biopoliméricas apresentam grande potencialidade de aplicações em dispositivos moleculares conversores de luz (DMCL).