Este trabalho investigou o processo de spray-pirólise para a obtenção de filmes de óxido de cério dopado com óxido de gadolínio (CGO) e de óxido de zircônio estabilizado com ítria (YSZ) para aplicação como eletrólito de célula a combustível de óxido sólido (SOFC) sem a necessidade do processo de sinterização em altas temperaturas (>900°C). Os filmes de YSZ foram depositados com o objetivo de formar uma fina barreira entre o anodo e o eletrólito de CGO, protegendo o cério da sua redução em ambientes redutores. Para uma célula de óxido sólido de temperatura intermediária (ITSOFC) é de fundamental importância que o filme não necessite de altas temperaturas de sinterização, pois isso permitiria a utilização de interconectores metálicos, diminuindo consideravelmente o custo final da célula. Ar comprimido foi usado como agente atomizador na obtenção dos filmes elaborados nesse trabalho. Para os filmes de CGO, foi usada uma mistura de etanol e butil carbitol como solvente. O nitrato de cério e amônio e o acetilacetonato de gadolínio foram usados como agentes precursores. Os filmes foram depositados em diversos substratos como lamínula de vidro, anodo poroso (NiO/YSZ), alumina densa e silício monocristalino. Os sais de oxi-nitrato de zircônio e cloreto de ítrio foram usados como agente precursores do íon de zircônio e ítrio para a obtenção dos filmes de YSZ. Os filmes foram depositados em diversos substratos como lamínula de vidro, anodo poroso (NiO/YSZ), alumina densa e silício monocristalino. Os parâmetros de deposição como temperatura, pressão de ar, concentração dos sais precursores, volume de solução depositado e solvente empregado, foram investigados e associados à qualidade dos filmes. Os filmes depositados em etapas apresentaram melhores propriedades do que aqueles depositados continuamente: sem fissuras, cristalinos e não romperam quando a temperatura foi elevada. Os filmes de CGO ficaram com boa qualidade e reprodutibilidade, independente da natureza do substrato, enquanto os filmes de YSZ variaram a sua morfologia em função do substrato; desde densos em cima de substrato de vidro até a formação de partículas que não contribuíram para a formação do filme em substrato poroso (anodo). Ambos os filmes apresentaram-se cristalinos após a deposição sem a necessidade de um tratamento térmico posterior. A tensão de circuito aberto da célula usando o eletrólito misto alcançou um valor mais elevado do que as usando somente o eletrólito de CGO. Porém, a performance em uma célula de teste quando usado em eletrólito misto (filme de YSZ com filme de CGO) foi de 90 mW.cm-2 a 600°C, indicando que as resistências ôhmicas de eletrólito misto são muito maiores do que quando usado só o eletrólito de CGO. / In this work, the synthesis of gadolinia-doped ceria (CGO) and yttria stabilized zirconia (YSZ) films by spray pyrolysis was investigated to be applied as a solid oxide fuel cell (SOFC) electrolyte without having a heat treatment at high temperatures (<900°C). Yttria-stabilized zirconia (YSZ) was deposited to form a thin barrier between the anode and CGO electrolyte protecting the cerium ion to be reduced in a reducing environment. In a solid oxide fuel cell operating at intermediary temperatures (ITSOFC, below 800°C) it is fundamental that all the components are made without high temperature or sintering allowing the use of metallic interconnectors well decreasing the overall cost. In this work, the solution was atomized by air-blast. In CGO film used was a mixture of ethanol and butyl carbytol as solvent. Cerium ammonium nitrate and gadolinium acetylacetonate were used as a CGO coating precursors. Zirconium oxi-nitrate and yttrium nitrate were used as YSZ films precursors. The films were deposited onto several substrates such as a glass slide, porous anode (NiO/YSZ), dense alumina and silicon monocrystal. Deposition parameters such as deposition temperature, air flow, concentration of precursor salts, volume of solution and type of solvent were investigated and associated to coating quality. Films deposited in multi layers presented better properties than films deposited in a single layer: crack-free and crystalline. CGO coatings had good reproducibility, irrespective of the nature of the substrate, while YSZ coating obtained better results as on a glass slide then to a porous substrate (anode) where formation of particles became visible well not contributing to the formation of a coating. Both films were crystalline after deposition without the need for a subsequent heat treatment. Open circuit voltage was higher when the electrolyte was composed by films of YSZ and CGO. However, the performance using this kind of electrolyte was low (90mW.cm-2 at 600°C), indicating that ohmic resistances of the mixed electrolyte (YSZ and CGO) are much higher than using only CGO film as electrolyte.

Este trabalho investigou o processo de spray-pirólise para a obtenção de filmes de óxido de cério dopado com óxido de gadolínio (CGO) e de óxido de zircônio estabilizado com ítria (YSZ) para aplicação como eletrólito de célula a combustível de óxido sólido (SOFC) sem a necessidade do processo de sinterização em altas temperaturas (>900°C). Os filmes de YSZ foram depositados com o objetivo de formar uma fina barreira entre o anodo e o eletrólito de CGO, protegendo o cério da sua redução em ambientes redutores. Para uma célula de óxido sólido de temperatura intermediária (ITSOFC) é de fundamental importância que o filme não necessite de altas temperaturas de sinterização, pois isso permitiria a utilização de interconectores metálicos, diminuindo consideravelmente o custo final da célula. Ar comprimido foi usado como agente atomizador na obtenção dos filmes elaborados nesse trabalho. Para os filmes de CGO, foi usada uma mistura de etanol e butil carbitol como solvente. O nitrato de cério e amônio e o acetilacetonato de gadolínio foram usados como agentes precursores. Os filmes foram depositados em diversos substratos como lamínula de vidro, anodo poroso (NiO/YSZ), alumina densa e silício monocristalino. Os sais de oxi-nitrato de zircônio e cloreto de ítrio foram usados como agente precursores do íon de zircônio e ítrio para a obtenção dos filmes de YSZ. Os filmes foram depositados em diversos substratos como lamínula de vidro, anodo poroso (NiO/YSZ), alumina densa e silício monocristalino. Os parâmetros de deposição como temperatura, pressão de ar, concentração dos sais precursores, volume de solução depositado e solvente empregado, foram investigados e associados à qualidade dos filmes. Os filmes depositados em etapas apresentaram melhores propriedades do que aqueles depositados continuamente: sem fissuras, cristalinos e não romperam quando a temperatura foi elevada. Os filmes de CGO ficaram com boa qualidade e reprodutibilidade, independente da natureza do substrato, enquanto os filmes de YSZ variaram a sua morfologia em função do substrato; desde densos em cima de substrato de vidro até a formação de partículas que não contribuíram para a formação do filme em substrato poroso (anodo). Ambos os filmes apresentaram-se cristalinos após a deposição sem a necessidade de um tratamento térmico posterior. A tensão de circuito aberto da célula usando o eletrólito misto alcançou um valor mais elevado do que as usando somente o eletrólito de CGO. Porém, a performance em uma célula de teste quando usado em eletrólito misto (filme de YSZ com filme de CGO) foi de 90 mW.cm-2 a 600°C, indicando que as resistências ôhmicas de eletrólito misto são muito maiores do que quando usado só o eletrólito de CGO. / In this work, the synthesis of gadolinia-doped ceria (CGO) and yttria stabilized zirconia (YSZ) films by spray pyrolysis was investigated to be applied as a solid oxide fuel cell (SOFC) electrolyte without having a heat treatment at high temperatures (<900°C). Yttria-stabilized zirconia (YSZ) was deposited to form a thin barrier between the anode and CGO electrolyte protecting the cerium ion to be reduced in a reducing environment. In a solid oxide fuel cell operating at intermediary temperatures (ITSOFC, below 800°C) it is fundamental that all the components are made without high temperature or sintering allowing the use of metallic interconnectors well decreasing the overall cost. In this work, the solution was atomized by air-blast. In CGO film used was a mixture of ethanol and butyl carbytol as solvent. Cerium ammonium nitrate and gadolinium acetylacetonate were used as a CGO coating precursors. Zirconium oxi-nitrate and yttrium nitrate were used as YSZ films precursors. The films were deposited onto several substrates such as a glass slide, porous anode (NiO/YSZ), dense alumina and silicon monocrystal. Deposition parameters such as deposition temperature, air flow, concentration of precursor salts, volume of solution and type of solvent were investigated and associated to coating quality. Films deposited in multi layers presented better properties than films deposited in a single layer: crack-free and crystalline. CGO coatings had good reproducibility, irrespective of the nature of the substrate, while YSZ coating obtained better results as on a glass slide then to a porous substrate (anode) where formation of particles became visible well not contributing to the formation of a coating. Both films were crystalline after deposition without the need for a subsequent heat treatment. Open circuit voltage was higher when the electrolyte was composed by films of YSZ and CGO. However, the performance using this kind of electrolyte was low (90mW.cm-2 at 600°C), indicating that ohmic resistances of the mixed electrolyte (YSZ and CGO) are much higher than using only CGO film as electrolyte.

Enzimas são substâncias naturais que têm a função de promover reações químicas importantes para o adequado funcionamento do nosso organismo. Uma enzima-chave na degradação de toxinas produzidas pelo organismo chama-se superóxido dismutase. Quando esta enzima não é produzida, ocorre acúmulo de um composto tóxico denominado ânion radical superóxido no organismo, levando ao surgimento de várias doenças degenerativas. A suplementação de superóxido dismutase a pacientes que não produzem essa enzima é uma estratégia de tratamento que apresentar várias limitações. O presente estudo de mestrado dedicou-se a encontrar formas de produzir um sistema sintético capaz de imitar a ação da superóxido dismutase como alternativa de tratamento mais eficaz. Esse sistema consistiu em partículas esféricas extremamente pequenas contendo cério (um elemento químico presente no mineral monazita), aprisionadas no interior de uma rede altamente organizada de lipídio e água. Essa rede foi fundamental para dificultar a imediata dissolução das partículas em água, o que impediria sua utilização para os fins pretendidos. Cerio foi escolhido por ser capaz de doar e receber facilmente um elétron após formar ligação com o elemento oxigênio. Essa característica é fundamental para que possa atuar na degradação do ânion radical superóxido. A partir dos resultados obtidos, foi possível demonstrar que o sistema é ativado na presença de um componente químico presente apenas em locais no organismo onde a ação da enzima superóxido dismutase é necessária. Ensaios realizados de forma simplificada em laboratório mostraram que o sistema é capaz de imitar a ação da superóxido dismutase após ser ativado. Isto abre perspectivas promissoras para um tratamento inteligente e adaptável às necessidades do paciente no contexto de doenças causadas pela falta de superóxido dismutase no organismo. É importante ressaltar que este estudo de mestrado deteve-se no desenvolvimento e compreensão aprofundada dos aspectos químicos e físicos do sistema, podendo ser classificado como ciência básica. Ainda há um longo caminho a ser percorrido antes que esse sistema possa estar disponível no arsenal terapêutico dos médicos.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-01-08Bitstream added on 2014-06-13T18:09:38Z : No. of bitstreams: 1 silva_riv_me_bauru_prot.pdf: 20922417 bytes, checksum: 7a0be809afb7e675e99bba1b3539c247 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O presente trabalho teve como objetivo preparar o compósito de 1% (massa) de rutênio suportado sobre o condutor misto cerâmico (iônico e eletrônico), 'Ti IND. x'('Gd IND. 0,2''Ce IND. 0,8')'IND. (1-x)''O IND. (2-δ)', onde 0'< OU ='x'<OU='0,1, para utilizar como catalisador de reforma e ânodo (eletrodo tipo reforma interna) em Células a Combustível de Óxido Sólido (SOFC). O suporte cerâmico foi sintetizado pelo Método do Precursor Polimérico e calcinado a 400ºC, 700ºC, 1000ºC e 1150ºC em atmosfera estática de ar, sendo caracterizado por análise térmica simultânea (TG/DTA), Difração de Raio X (DRX) com refinamento estrutural pelo Método de Rietveld (REMR), análise textural por adsorção de 'N IND. 2' a 77K, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Energia Dispersiva de Raio X (EDX). O Ru foi depositado (1% em massa) sobre o suporte cerâmico pelo Método do Ácido Fórmico. Em seguida foi calcinado a 300ºC em atmosfera de 'N. IND. 2' e tratado a 1000ºC em atmosfera de 'H IND. 2' (20% em 'H IND. 2' ). A deposição do Ru foi confirmada pela Espectrometria de Emissão Atômica com plasma acoplado indutivamente (ICP-AES). A caracterização do compósito foi feita mediante DRX, MEV com Fonte de Emissão Eletrostática (MEV-FEG) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). por último, o material compósito de Ru foi submetido a testes catalíticos para hidro-reforma de glicerol. A análise térmica do suporte cerâmico mostrou que os compostos orgânicos são eliminados até 700ºC. Os resultados de DRX e REMR mostraram a presença fase única de fluorita (g.e. Fm3m) em T=700ºC para 0'< OU ='x'<OU='0,1 e em T=1000ºC, para x<0,1. Em T=1000ºC e em T=1150ºC observou-se a presença da segunda fase, de titanato de gadolínio ('Gd IND. 2''Ti IND. 2''O IND. 7', g.e. Fd3m) para x'>OU='0,1 e x'>OU='0,025, respectivamente... / The current work aimed to prepare the composite of ruthenium supported on the ceramic mixed conductor (ionic and electronic), 'Ti IND. x'('Gd IND. 0,2''Ce IND. 0,8')'IND. (1-x)''O IND. (2-δ)',where 0'< OU ='x'<OU='0,1, to be used as a catalyst for the reforming and anode (internal reforming electrode) in Oxide Solid Fuel Cells (SOFC). The ceramic supports were synthesized by Polymeric Precursor Method and calcined at 400ºC, 700ºC, 1000ºC and 1150ºC in air. The characterization was carried out by simultaneous thermal analysis (TG/DTA), X-ray Diffraction (XRD) being the structure refined by Rietveld Method (SRRM), textural analysis by adsorption of 'N IND. 2' at 77K, Scanning Electronic Microscopy (SEM) and Energy Dispersive X-ray (EDX). The Ru was deposited on ceramic support by Formic Acid Method, calcined at 300ºC in 'N. IND. 2' and calcined at 1000ºC under 20vol% 'H IND. 2' flow. The deposition was confirmed by Inductively Coupled Plasma - Atomic Emission Spectrometry (ICP-AES). The characterization of the composite was performed by XRD, Field Emission Gun - Scanning Electronic Microscopy (FEG-SEM) and Transmission Electronic Microscopy (TEM). Finally, the catalytical activity of the composite material for glycerol steam reforming reaction was evaluated. The thermal analysis showed that most of organic compounds derived from the synthesis is eliminated up to 700ºC. The XRD and SRRM results showed that the samples crystallized as fluorite single phase (s.g.Fm3m) at T=700ºC for 0'< OU ='x'<OU='0,1and T=1000ºC,for x<0,1. The secondary phase of ('Gd IND. 2''Ti IND. 2''O IND. 7', g.e. Fd3m) was observed in the sample with x'>OU='0,1 when calcined at T=1000ºC and x'>OU='0.025 for the calcination temperature of 1150ºC. The textural analysis showed that the samples treated at 700ºC are mesoporous solids and, significant surface and porosity loss took place when treated at 1000ºC... (Complete abstract click electronic access below)

199 f. / Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2013-04-03T13:09:10Z No. of bitstreams: 17 Tese_RESUMO.pdf: 34599 bytes, checksum: 460d2acfb7cb8236e0a78de45c70fefb (MD5) Tese_capa.pdf: 35864 bytes, checksum: 7a44a1d16147e7204e64b217b48ae8f3 (MD5) Tese_Anexo.pdf: 1170280 bytes, checksum: a3d80db96ab99bce850e3c2933902fb8 (MD5) Tese_À Deus.pdf: 84519 bytes, checksum: 1cedd720b6fcf1bbfd2d32b6e7e15079 (MD5) SÚMARIO 2.pdf: 68706 bytes, checksum: d8124a9af1347aebfa07f6db85557da3 (MD5) Sugetões trabalho futuro.pdf: 21813 bytes, checksum: 9b9e92920249b934347e03f63d97570c (MD5) Referencia corrigida.pdf: 272200 bytes, checksum: 4485e91886d3b08282b782b024d08e9d (MD5) Indice de Tabelas.pdf: 6476 bytes, checksum: e10050cd2a5afc7b16b3f9ac66ee0183 (MD5) Indice de Figuras.pdf: 79759 bytes, checksum: 97f2ad6c0851580b6145346c0ded4e38 (MD5) FichaHadma_tese[1].pdf: 42620 bytes, checksum: fbe1c8adb462f4980c5afd9aaa7ecd8b (MD5) CapituloII-Revisão Bibliografica Corrigida_Carmo_Hadma_final.pdf: 755135 bytes, checksum: 0fb6317b017e9ac0acda2fc1c59a5313 (MD5) CapituloIII_materiais_corrigido_Carmo_Hadma.pdf: 270589 bytes, checksum: c7ecc830100e46b93a02bbd34940f9d1 (MD5) Capitulo V Conclusão.pdf: 17386 bytes, checksum: 100d432c14edd678a9f21006dda9909e (MD5) CAPÍTULO IV_resultados de todas as amostras_com correção fin.pdf: 1948831 bytes, checksum: 78f3d44a62d8a4369efe55cc0996e788 (MD5) CAPITULO I-Indrodução.pdf: 53259 bytes, checksum: 8568148fe9ca79ce9c02398fe3e32c2c (MD5) Agradecimentos-Tese.pdf: 30690 bytes, checksum: db2f81031ef88ed6a234aa8d837d5f58 (MD5) ABSTRACT_corrigido_Hadma.pdf: 6832 bytes, checksum: a7623851b91fd949ae768e70b896d4c3 (MD5) / Rejected by Ana Hilda Fonseca(anahilda@ufba.br), reason: Pedir para o aluno colocar em um só arquivo on 2013-04-23T14:55:52Z (GMT) / Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2013-05-21T15:05:39Z No. of bitstreams: 1 Tese Hadma Sousa Ferreira.pdf: 4653022 bytes, checksum: 6d5f8e86560aac323ddc3b5e9e675eef (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca(anahilda@ufba.br) on 2013-05-21T15:11:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese Hadma Sousa Ferreira.pdf: 4653022 bytes, checksum: 6d5f8e86560aac323ddc3b5e9e675eef (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-21T15:11:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Hadma Sousa Ferreira.pdf: 4653022 bytes, checksum: 6d5f8e86560aac323ddc3b5e9e675eef (MD5) Previous issue date: 2009 / CAPES / Nos últimos anos, catalisadores baseados em ouro têm sido avaliados em diversas reações de interesse industrial e ambiental. O desempenho catalítico de nanopartículas de ouro está relacionado a vários fatores tais como, efeitos eletrônicos, estruturais e do suporte (defeitos, interações na interface) ou ambos. Considerando estes aspectos, foram preparados catalisadores baseados em ouro e/ou platina pelo impregnação de suportes baseados em óxidos mistos de cério e zircônio (Ce0.58Zr0.42O2 e Ce0.70Zr0.30O2) e calcinados a 600 oC por 2 h. Foram preparados óxidos de zircônio e cério sem a etapa de impregnação, para efeitos de comparação. As amostras foram caracterizadas por energia dispersiva de raios X, difração de raios X, medida de área superficial especifica, termogravimétria, análise térmica diferencial, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, FTIR do monóxido de carbono adsorvido, redução à temperatura programada, microscopia eletrônica de transmição e varredura, espectroscopia fotoácustica e espectroscopia fotoeletrônica de raios X. Os catalisadores foram avaliados na redução do óxido nítrico pelo monóxido de carbono e na reação de deslocamento do monóxido de carbono pelo vapor d’água (WGS). Todos os catalisadores baseados em cério apresentaram fase cúbica da estrutura fluorita, enquanto os baseados em zircônio exibiram uma mistura das fases monoclínica e tetragonal. Os catalisadores de ouro e/ou platina suportados em óxidos de cério, contendo ou não zircônio, foram mais ativos na conversão do monóxido de carbono que na conversão do óxido nítrico em temperaturas inferiores a 300 oC. A atividade variou com a temperatura e com a composição do catalisador. A incorporação de ouro aos óxidos de cério e/ou zircônio confere atividade a esses suportes na reação de WGS, na faixa de 190-300 oC, enquanto a adição de platina a esses sistemas, torna-os cataliticamente inativos. / Salvador

Neste trabalho, objetivou-se investigar a síntese e a caracterização de catalisadores tendo como suporte esferas de alumina (Al2O3) impregnadas com céria e zircônia (CeO2 - ZrO2) aplicados na combustão de metano, a fim de avaliar sua capacidade de reduzir a emissão de compostos nitrogenados e monóxido de carbono. No processo experimental, a preparação do suporte de alumina ocorreu pelo método sol-gel a partir de uma solução de alimentação rica em alumínio. Na etapa de impregnação do suporte, os catalisadores CeO2-ZrO2 foram impregnados utilizando-se uma solução aquosa contendo nitratos de cério e zircônio. As amostras resultantes foram tratadas termicamente a 600 e 700°C com taxa de aquecimento de 2 °C/min, por 2 horas. Antes e após a impregnação, os materiais sintetizados foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (ATG), determinação da área superficial utilizando o método Brunauer-Emmet-Teller (BET), sua área superficial específica (ASE) e microporosidade foram analisadas através de isotermas de adsorção/dessorção e, determinaram-se as fases cristalinas presentes por difração de raios X (DRX) e espectroscopia de dispersão de elétrons (EDS). Resultados indicam que houve impregnação da superfície das esferas de alumina pelos catalisadores. A área superficial específica das esferas variou entre 200 e 240 m2g-1. A atividade catalítica dos suportes impregnados foi significativa, principalmente para as amostras impregnadas com 10 e 30 mol% de Zr e tratadas termicamente a 700 °C. / In this context, this study aimed to investigate the synthesis and characterization of catalysts, using as support alumina (Al2O3) spheres and ceria impregnated with zirconia (CeO2-ZrO2) applied in the combustion of methane, in order to evaluate its ability to reduce the emission of nitrogen compounds and carbon monoxide. In the experimental procedure, the preparation of the alumina support was made by sol-gel method from a feed solution rich in aluminum. In the impregnation stage, CeO2-ZrO2 catalysts were impregnated using an aqueous solution containing cerium and zirconium nitrate and then heat treated. The resulting samples were heat treated at 600 to 700 ° C with heating rate of 2 ° C / min. for 2 hours. The synthesized materials was characterized, before and after the impregnation, by scanning electron microscopy (MEV), thermogravimetric analysis (TGA), specific surface area (ASE) and microporosity were analyzed by isothermal adsorption/desorption, the crystalline phases were determined by X-ray diffraction (DRX) and dispersion spectroscopy electrons (EDS). The results indicate that there was a good impregnation of the surface of alumina spheres by the catalysts. The surface area of the spheres ranged from 200 to 240 m2g-1. The catalytic activity of the impregnated supports was significant, especially for samples impregnated with 10 and 30 mol% Zr and annealed at 700 °C.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-04-04T13:21:29Z No. of bitstreams: 1 2016_LicurgoBorgesWinck.pdf: 2960476 bytes, checksum: 679007f38b5267860b7fb19d65035d1e (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2016-05-04T13:03:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_LicurgoBorgesWinck.pdf: 2960476 bytes, checksum: 679007f38b5267860b7fb19d65035d1e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-04T13:03:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_LicurgoBorgesWinck.pdf: 2960476 bytes, checksum: 679007f38b5267860b7fb19d65035d1e (MD5) / Células a combustível têm atraído grande interesse em pesquisa devido ao grande potencial para geração de energia e pela crescente demanda de fontes de energia sustentáveis. Recentemente, a procura de novos materiais para aplicação em células a combustível de óxido sólido está diretamente ligada ao uso da Céria (CeO2) dopada ou codopada com elementos de terras raras. O Objetivo deste trabalho consiste em realizar uma analise microestrutural e quantitativa da contribuição do grão e do contorno de grão na condutividade iônica de eletrólitos sólidos baseados no sistema Ce0,8Sm0,2-xGdxO1,9 (X = 0; 0,05; 0,1), sintetizados pelo método dos Precursores Poliméricos (Pechini) e calcinados a 600 °C por 1 hora.Para a obtenção das pastilhas cerâmicas, os pós foram compactados e sinterizados a temperatura de 1500 ºC com patamar de 2 horas. As técnicas para caracterização da resina e dos pós incluem análise térmica diferencial e termogravimétrica (ATD/TG) para determinação da temperatura de calcinação, espectroscopia de infravermelho (FTIR) para verificar a eliminação de nitratos e compostos orgânicos, bem como a difratometria de Raios X (DRX). A densidade das pastilhas sinterizadas foram medidas pelo método de Arquimedes, com a microestrutura caracterizada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e a espectroscopia de impedância complexa (EIC) para analisar o comportamento elétrico da cerâmica, bem como avaliar a contribuição do grão e contorno de grão. A difratometria de Raios X (DRX) confirmou que os óxidos produzidos possuem tamanhos de cristalito nanométricos com estrutura cristalina do tipo fluorita, os quais são importantes na sinterização e consequentemente na condutividade iônica, apresentando densidades relativas acima de 90%. A caracterização elétrica evidenciou maior condutividade de grão para as amostras que sofreram codopagem com teores de Gadolinio, supostamente por apresentarem menor deformação na rede cristalina com a adição de um elemento que possuí raio iônico mais próximo ao da rede hospedeira da Céria (Ce<Gd<Sm). Pelo contrário, a condutividade de contorno de grão mostrou-se menor que a condutividade de grão de acordo com a substituição gradativa do elemento de codopagem, com o melhor comportamento da amostra sem nenhuma proporção de Gadolínio (Ce0,8Sm0,2), influenciando diretamente na condutividade total das amostras que foi de 1,12 x 10-2 S/cm, 9,25 x 10-3 S/cm , 7,97 x 10-3S/cm, respectivamente para os teores 0,00; 0,05 e 0,10. Este resultado é consequência das características microestruturas, tais como aumento da porosidade e diminuição da densidade relativa. _____________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Fuel cells have attracted great interest in research due to the large potential for power generation and the growing demand for sustainable energy sources. Recently, the demand for new materials for use in solid oxide fuel cells is directly linked to the use of ceria (CeO2) doped or codoped with rare earth elements. The objective of this study is the microstructural and quantitative analysis of the contribution of grain and grain boundary ionic conductivity in solid electrolytes based on Ce0,8Sm0,2-xGdxO1,9 system (X = 0, 0.05, 0, 1) synthesized by the method of Polymeric Precursors (Pechini) and calcined at 600 ° C for 1 hour. To obtain the ceramic pellets, powders were pressed and sintered with temperature at 1500 ° C for 2 hours. The techniques for the characterization of the resin and powders include differential thermal analysis and thermogravimetry (DTA / TGA) to determine the calcination temperature, infrared spectroscopy (FTIR) to verify the elimination of nitrates and organic compounds, as well as the X-ray diffraction (XRD). The density of sintered pellets were measured by the Archimedes method, with the microstructure characterized by scanning electron microscopy (SEM) and the complex impedance spectroscopy (EIC) to analyze the electrical behavior of ceramics, as well as evaluating the nucleus and boundary grain contribution. The X-ray diffraction (XRD) analysis confirmed that the produced oxides have nanometric crystallite sizes with fluorite type crystal structure, which are important in sintering and consequently the ionic conductivity, with densities above 90%. The electrical characterization showed higher grain conductivity for samples co-doped with gadolinium, presumably because they have less deformation in lattice with the addition of an element having ion radius close to the host of ceria network (Ce <Gd < Sm). Rather, the conductivity of the grain boundary proved to remain below the grain conductivity according to gradual replacement of codoping element, with better behavior of the sample without any proportion of gadolinium (Ce0,8Sm0,2). The total conductivity of the samples was 1.12 x 10-2 S/cm, 9.25 x 10-3 S/cm, 7.97 x 10-3 S/cm, respectively for contents 0.00; 0.05 and 0.10. This result is a consequence of microstructural characteristics such as increased porosity and decreased relative density.

Neste trabalho, objetivou-se investigar a síntese e a caracterização de catalisadores tendo como suporte esferas de alumina (Al2O3) impregnadas com céria e zircônia (CeO2 - ZrO2) aplicados na combustão de metano, a fim de avaliar sua capacidade de reduzir a emissão de compostos nitrogenados e monóxido de carbono. No processo experimental, a preparação do suporte de alumina ocorreu pelo método sol-gel a partir de uma solução de alimentação rica em alumínio. Na etapa de impregnação do suporte, os catalisadores CeO2-ZrO2 foram impregnados utilizando-se uma solução aquosa contendo nitratos de cério e zircônio. As amostras resultantes foram tratadas termicamente a 600 e 700°C com taxa de aquecimento de 2 °C/min, por 2 horas. Antes e após a impregnação, os materiais sintetizados foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (ATG), determinação da área superficial utilizando o método Brunauer-Emmet-Teller (BET), sua área superficial específica (ASE) e microporosidade foram analisadas através de isotermas de adsorção/dessorção e, determinaram-se as fases cristalinas presentes por difração de raios X (DRX) e espectroscopia de dispersão de elétrons (EDS). Resultados indicam que houve impregnação da superfície das esferas de alumina pelos catalisadores. A área superficial específica das esferas variou entre 200 e 240 m2g-1. A atividade catalítica dos suportes impregnados foi significativa, principalmente para as amostras impregnadas com 10 e 30 mol% de Zr e tratadas termicamente a 700 °C. / In this context, this study aimed to investigate the synthesis and characterization of catalysts, using as support alumina (Al2O3) spheres and ceria impregnated with zirconia (CeO2-ZrO2) applied in the combustion of methane, in order to evaluate its ability to reduce the emission of nitrogen compounds and carbon monoxide. In the experimental procedure, the preparation of the alumina support was made by sol-gel method from a feed solution rich in aluminum. In the impregnation stage, CeO2-ZrO2 catalysts were impregnated using an aqueous solution containing cerium and zirconium nitrate and then heat treated. The resulting samples were heat treated at 600 to 700 ° C with heating rate of 2 ° C / min. for 2 hours. The synthesized materials was characterized, before and after the impregnation, by scanning electron microscopy (MEV), thermogravimetric analysis (TGA), specific surface area (ASE) and microporosity were analyzed by isothermal adsorption/desorption, the crystalline phases were determined by X-ray diffraction (DRX) and dispersion spectroscopy electrons (EDS). The results indicate that there was a good impregnation of the surface of alumina spheres by the catalysts. The surface area of the spheres ranged from 200 to 240 m2g-1. The catalytic activity of the impregnated supports was significant, especially for samples impregnated with 10 and 30 mol% Zr and annealed at 700 °C.

Neste trabalho, objetivou-se investigar a síntese e a caracterização de catalisadores tendo como suporte esferas de alumina (Al2O3) impregnadas com céria e zircônia (CeO2 - ZrO2) aplicados na combustão de metano, a fim de avaliar sua capacidade de reduzir a emissão de compostos nitrogenados e monóxido de carbono. No processo experimental, a preparação do suporte de alumina ocorreu pelo método sol-gel a partir de uma solução de alimentação rica em alumínio. Na etapa de impregnação do suporte, os catalisadores CeO2-ZrO2 foram impregnados utilizando-se uma solução aquosa contendo nitratos de cério e zircônio. As amostras resultantes foram tratadas termicamente a 600 e 700°C com taxa de aquecimento de 2 °C/min, por 2 horas. Antes e após a impregnação, os materiais sintetizados foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (ATG), determinação da área superficial utilizando o método Brunauer-Emmet-Teller (BET), sua área superficial específica (ASE) e microporosidade foram analisadas através de isotermas de adsorção/dessorção e, determinaram-se as fases cristalinas presentes por difração de raios X (DRX) e espectroscopia de dispersão de elétrons (EDS). Resultados indicam que houve impregnação da superfície das esferas de alumina pelos catalisadores. A área superficial específica das esferas variou entre 200 e 240 m2g-1. A atividade catalítica dos suportes impregnados foi significativa, principalmente para as amostras impregnadas com 10 e 30 mol% de Zr e tratadas termicamente a 700 °C. / In this context, this study aimed to investigate the synthesis and characterization of catalysts, using as support alumina (Al2O3) spheres and ceria impregnated with zirconia (CeO2-ZrO2) applied in the combustion of methane, in order to evaluate its ability to reduce the emission of nitrogen compounds and carbon monoxide. In the experimental procedure, the preparation of the alumina support was made by sol-gel method from a feed solution rich in aluminum. In the impregnation stage, CeO2-ZrO2 catalysts were impregnated using an aqueous solution containing cerium and zirconium nitrate and then heat treated. The resulting samples were heat treated at 600 to 700 ° C with heating rate of 2 ° C / min. for 2 hours. The synthesized materials was characterized, before and after the impregnation, by scanning electron microscopy (MEV), thermogravimetric analysis (TGA), specific surface area (ASE) and microporosity were analyzed by isothermal adsorption/desorption, the crystalline phases were determined by X-ray diffraction (DRX) and dispersion spectroscopy electrons (EDS). The results indicate that there was a good impregnation of the surface of alumina spheres by the catalysts. The surface area of the spheres ranged from 200 to 240 m2g-1. The catalytic activity of the impregnated supports was significant, especially for samples impregnated with 10 and 30 mol% Zr and annealed at 700 °C.

In this thesis, we studied the structural, chemical, optical and magnetic properties of the undoped and chromium doped cerium oxide (CeO2) nanoparticles. The nanoparticles were synthesized by the sol-gel method and were all calcined at 400 oC. The 1, 3, and 5% nominal percentages of chromium in doped cerium oxide were in agreement with the energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) results. Structural characterization of the nanoparticles using X-ray diffraction (XRD) and Raman spectroscopy confirmed that all samples exhibited a single-phase fluorite structure. In addition, high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM), and scanning transmission electron microscopy (STEM) images showed the nanoparticles were to be nearly spherical in shape in both undoped and doped samples. The particle sizes in both undoped and Cr-doped samples were found to be about 5-9 nm, which are comparable with the XRD and HRTEM findings. Lattice constant and the strain in Cr-doped CeO2 nanoparticles were increasing with increase in doping concentration levels. Systematic X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), UV-Vis absorption spectroscopy and electron paramagnetic resonance spectroscopy (EPR) studies reveled that the substitution of Ce4+ by Cr3+ ions leaded to formation of Ce3+ ions and oxygen vacancies into the CeO2 host lattice, naturally formed to ensure charge neutrality. Magnetic properties of these nanoparticles were measured using a superconducting quantum interface device (SQUID) magnetometer. The results clearly showed that all Cr3+-doped samples presented room-temperature ferromagnetism. We observed that increasing dopant content from 1 to 5% increased the remanent magnetization from 0.001 emu/g to a maximum of 0.01 emu/g. All these experimental analyses suggested that the observed room-temperature ferromagnetism in Cr-doped CeO2 nanoparticles is closely suggested to result from the concomitant formation of localized Cr3+-VO- Ce3+ and Cr3+-VO- Cr3+ complexes. / Neste trabalho, estudou-se as propriedades estruturais, químicas, ópticas e magnéticas de nanopartículas de óxido de cério (CeO2) puro e dopado com cromo trivalente (Cr3+). As porcentagens nominais de Cr3+ nas amostras dopadas foram 1, 3 e 5% e estiveram em concordância com os resultados obtidos por espectroscopia de energia dispersiva de Raios X (EDS). As nanopartículas foram sintetizadas através do processo sol-gel e calcinadas à temperatura de 400 oC. Estudos feitos por difração de raios X (DRX) e espectroscopia Raman indicaram a presença da fase de CeO2 com estrutura do tipo fluorita. Adicionalmente, medidas de microscopia eletrônica de transmissão em modo de alta resolução (METAR) e microscopia eletrônica de transmissão por varredura (MEVT) confirmaram a formação de partículas com diferentes formas e tamanhos na faixa de 5 a 9 nm; livres da presença de precipitados contendo cromo. O parâmetro de rede e a microdeformação das nanopartículas dopadas diminuíram quando a concentração de Cr3+ dopante aumentou. O estudo sistemático das nanopartículas por espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), espectroscopia de absorção na região do UV-Vis e espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica (EPR) mostrou que a substituição de Ce4+ por íons Cr3+ na rede do CeO2 facilita a redução do íons Ce4+ em Ce3+, resultando na formação de defeitos, como vacâncias de oxigênio, devido ao mecanismo de compensação de cargas. As propriedades magnéticas destas nanopartículas foram analisadas usando um magnetômetro equipado com um dispositivo supercondutor de interferência quântica (DESIQ). Os resultados indicam que todas as amostras dopadas apresentaram comportamento ferromagnético à temperatura ambiente. Observou-se, também, que o aumento da concentração de dopante de 1% para 5% resultou no aumento do valor da magnetização remanente de 0,001 emu/g para o valor máximo de 0,01 emu/g. As análises experimentais sugerem que o ferromagnetismo à temperatura ambiente apresentado pelas nanopartículas de CeO2 dopado com Cr3+ resulta da formação dos estados localizados Cr3+-VO- Ce3+ e Cr3+-VO- Cr3+.