Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-02-12T19:58:19Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marcelo Mendes Lourenço - 2012.pdf: 2641976 bytes, checksum: 881f9a3b035c8f36d76de655b3ee307b (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-02-12T19:58:49Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marcelo Mendes Lourenço - 2012.pdf: 2641976 bytes, checksum: 881f9a3b035c8f36d76de655b3ee307b (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-12T19:58:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marcelo Mendes Lourenço - 2012.pdf: 2641976 bytes, checksum: 881f9a3b035c8f36d76de655b3ee307b (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-01-08 / Nanoparticles of zinc oxide doped cerium (Zn1 -xCexO) with 0.0 ≤ x ≤ 0,48% were synthesized by forced hydrolysis reaction. Structural analysis of samples was performed by X-Ray Diffraction (XRD) powder method. The chemical analysis was performed by EDS, Photo Electron Spectroscopy Excited X-ray (XPS) and Spectroscopy Infrared Fourier Transform (FTIR). Thermal analysis was obtained by Thermogravimetry (TG) analysis and magnetic analysis was performed by Magnetometry Vibrating Sample (VSM). The chemistry analysis by EDS show the samples presented amounts of the Ce with 0,0 ≤ x ≤ 0,48% . The samples presented phases corresponding the hexagonal wurtzite system compact and absence of secondary phases in the sample without heat treatment and with low amounts of dopant (2.5%). The average particle diameter was 29 nm calculated by the Scherrer equation. Chemical analysis by XPS showed peaks of greater intensity associated with the elements Zn, O and Ce being confirmed tetravalent oxidation state to the dopant (Ce4+). FTIR analysis revealed the presence of connections Zn-O type, presence of organic residues and displacement bands possibly related to the presence of dopant. Thermogravimetric analysis revealed the presence of organic residues present in the samples and a mass gain of ~ 0.2% probably associated with the formation of secondary phase of CeO2. The magnetic analyzes revealed that the samples show ferromagnetism at room temperature with coercive field (Hc) of between 60 and 90 Oe and remnant magnetization (Mr) on the order of 10-4 emu/g. The evaluation of the magnetic sample to 0,22% (Zn0,9978Ce0,0022O), heat treated, showed a reduction in the magnetic behavior of this sample with increasing heat treatment temperature. / Nanopartículas de óxido de zinco dopado com cério (Zn1 -xCexO), com 0,0 ≤ x ≤ 0,48% foram sintetizadas por reação de Hidrólise Forçada. A análise estrutural das amostras foi realizada por Difração de Raios X (XRD) método do pó. A análise química foi realizada por Espectrometria de Energia Dispersiva de Raios-x (EDS), Espectroscopia de Fotoelétrons Excitados por Raios-X (XPS) e Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR). A análise térmica foi obtida pela análise Termogravimétrica (TG) e a análise magnética foi realizada por Magnetometria de Amostra Vibrante (VSM). A análise química por EDS revelou que as amostras apresentaram porcentagens de Ce que variaram entre 0 e 0,48%. Os difratogramas das amostras apresentaram fases correspondentes à wurtzita no sistema hexagonal compacto e ausência de fases secundárias. O diâmetro médio das partículas foi de 29 nm, calculado pela equação de Scherrer. A análise por XPS apresentou picos de maior intensidade associados aos elementos Zn, O e Ce sendo confirmado o estado de oxidação tetravalente para o dopante (Ce4+). As análises de FTIR revelaram a presença de ligações do tipo Zn-O, presença de resíduos orgânicos e deslocamento nas bandas possivelmente relacionado à presença do dopante nas amostras. A análise termogravimétrica (TG) revelou a presença de resíduos orgânicos presentes nas amostras bem como um ganho de massa de ~0,2% provavelmente associado à formação da fase secundária de CeO2. As análises magnéticas revelaram que as amostras apresentam ferromagnetismo à temperatura ambiente com campo coercivo (Hc) entre 60 e 90 Oe e magnetização remanescente (Mr) na ordem de 10-4emu/g. A avaliação magnética da amostra a 0.22% (Zn0,9978Ce0,0022O), tratada termicamente, revelou uma redução no comportamento magnético com o aumento da temperatura do tratamento térmico.

O presente trabalho realiza a investigação de interações hiperfinas em amostras de óxido de zinco dopado com metais de transição por meio da técnica de Correlação Angular γ - γ Perturbada (CAP), baseada em interações hiperfinas. Para a realização das medidas, utilizou-se núcleos de prova radioativos de 111In -> 111 Cd que decaem através da cascata gama 171-245keV com nível intermediário de 245keV (I = 5+/2, Q = 0.83b, T1/2 = 84.5ns). Inicialmente, amostras de óxido de zinco dopadas com diferentes metais de transição foram confeccionadas por meio de um processo sol-gel para a obtenção de amostras óxidas. Realizou-se, então, o processo de caracterização destas amostras por meio de diferentes técnicas (Difração de Raios-X, Microscopia Eletrônica de Varredeura e Espectroscopia EDS) onde se sucedeu a investigação de interações hiperfinas (por meio da técnica CAP) a fim de se obter maior compreensão a respeito das interações quadrupolares elétricas presentes nas amostras, bem como a possibilidade da existência de comportamento ferromagnético à temperatura ambiente, aspecto este que vem sendo intensamente investigado, e que é de elevado interesse no que diz repeito à futuras aplicações. Os resultados obtidos foram analisados e discutidos em face dos modelos e das informações encontradas na literatura. As discussões foram realizadas em função das diferentes temperaturas de medida, tratamentos térmicos, tamanho das partículas, tipo e concentração de elementos dopantes, possibilitando uma discussão detalhada bem como a interpretação física dos resultados obtidos, apresentando-se as respectivas conclusões. / In the present work, a microscopic investigation of hyperfine interactions in zinc oxide samples doped with transition metals was carried out by means of Perturbed Angular γ γ Correlation technique (PAC), which is based on hyperfine interactions. This technique makes use of 111In -> 111 Cd radioactive probe nuclei, which decay through the well known cascade 171-245keV with an intermediate level of 245keV (I = 5+/2 ,Q = 0.83b, T1/2 = 84.5ns). First, zinc oxide samples doped with different transition metals were obtained by means of a sol-gel method for production of oxide samples. Then, samples were characterized by means of different techniques (X-Ray Difraction, Scanning Electronic Microscopy and Energy Dispersive Spectroscopy), followed by the investigation of hyperfine interactions (using PAC technique), in order to increase the understanding concerning electric quadrupole interactions in these samples, as well as the possibility of obtaining ferromagnetic behavior at room temperature, which has been extensively investigated and is an aspect of high interest concerning future applications. Results obtained from measurements were analyzed and compared with the information found in literature. Discussions were made as function of different measurement temperatures, annealing procedures, particle size, type and concentration of doping elements, making possible to produce a detailed discussion as well as the physical interpretation of the results obtained, presenting the respective conclusions.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-10-11T20:17:54Z No. of bitstreams: 1 LuzianeMaia.pdf: 1947184 bytes, checksum: 04546b4f76a70fff92d57b9fee584431 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-11T20:17:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LuzianeMaia.pdf: 1947184 bytes, checksum: 04546b4f76a70fff92d57b9fee584431 (MD5) Previous issue date: 2017-08-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Textile dyes are recognized as a serious environmental problem due the huge quantity discharged annually in water environments, and its dangerous health risks. Efficient and low cost methods for effluent treatment and recovery of impacted areas are necessary and increasingly researched. The photocatalytic degradation is one of these methods, and this work investigated the feasibility of photocatalytic degradation of the methylene blue (AM) dye from aqueous solutions (5 and 15 mgL-1) in the presence and absence of prepared catalysts (chitosanpolyacrylamide (QT-P), and chitosan-polyacrylamide doped with Zn, QT-P/ZnO). The chitosan and polyacrylamide interaction was studied as a function of the degree of deacetylation of chitosan (64, 82 and 90%), previously obtained from the deacetylation of chitin extracted from shrimp exoskeletons. The QT-P/ZnO heterostructures were characterized by FTIR, XRD and MEV. The photocatalysis experiments were performed considering the effects of pH, contact time and mass variation. AM samples were irradiated with mercury vapor lamp (black light,50W mm-2) and photocatalysis was monitored by UV-Vis spectrophotometry, at the peak wavelength of 665 nm. The results indicated that QT-P interaction is favored by deacetylation. All the materials prepared showed a catalytic effect, but the heteroestructure obtained from the chitosan with the highest degree of deacetylation (QTC-P/ZnO) was the most efficient: 99.2% (AM, 15 mg L-1, 50 min) and 99.8% (AM, 5 mg L-1, 20 min). / Corantes têxteis são reconhecidamente um problema ambiental, não apenas devido a quantidade enorme despejada anualmente em ambientes hídricos, mas também pelos riscos que representam à vida, em virtude da sua natureza química. Métodos eficientes e de baixo custo para o tratamento de efluentes e recuperação de áreas impactadas são necessários e cada vez mais pesquisados. Entre tais métodos, investigou-se a viabilidade da degradação fotocatalítica do corante Azul de Metileno (AM), a partir de soluções aquosas (5 e 15 mgL-1), na presença e ausência de catalisadores preparados à base de quitosana-poliacrilamida (QT-P), dopados com Zn (QT-P/ZnO). A interação quitosana e poliacrilamida foi estudada em função do grau de desacetilação da quitosana (64, 82 e 90%), previamente obtidas a partir da desacetilação da quitina extraída de exoesqueletos de camarão. As heteroestruturas QT-P/ZnO foram caracterizadas por FTIR, XRD e MEV. Os experimentos de fotocatálise foram realizados considerando os efeitos do pH, do tempo de contato e da variação da massa. As amostras de AM foram irradiadas com lâmpada de vapor de mercúrio (luz negra, 50W mm-2) e a fotocatálise foi monitorada por espectrofotometria UV-Vis, no comprimento de onda de 665 nm. Os resultados indicaram que a interação QT-P é favorecida pela desacetilação. Todos os materiais preparados apresentaram efeito catalítico, porém a heteroestrutura obtida a partir da quitosana com maior grau de desacetilação (QTC-P/ZnO) foi a mais eficiente: 99,2% (AM, 15 mg L-1, 50 min) e 99,8 % (AM, 5 mg L-1, 20 min).

As atividades do setor industrial e minerário são essenciais para o desenvolvimento da sociedade, porém causam diversos impactos ambientais, tais como contaminação de efluentes por corantes e metais tóxicos. A fim de mitigar esses tipos de impactos, o presente trabalho teve como objetivo a síntese dos materiais TiO2, ZnO e SiO2, e seu estudo de viabilidade de aplicação na degradação de corantes por fotocatálise e na remoção de metais por adsorção. Os óxidos foram sintetizados por dois métodos: precursores poliméricos (PP) e sol-gel (SG). Os pós obtidos foram caracterizados por difração de raios X (DRX), análise de área específica por fisissorção de N2 (BET), microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (MEV-FEG), espectroscopia na região do infravermelho (FTIR) e potencial zeta. O método de síntese não influenciou nas fases cristalinas dos materiais obtidos, visto que ZnO apresentou fase wurtzita, TiO2 anatase e SiO2 apresentou característica amorfa. Os materiais apresentaram baixa área específica, entre 4 e 11 m2/g, exceto SiO2 PP, que se destacou por apresentar área específica, de 226 m²/g. Por MEV-FEG, verificou-se que, para TiO2 e SiO2, maiores tamanhos médio de partícula foram exibidos pela metodologia SG, enquanto que com ZnO, maiores tamanhos de partículas foram obtidos por PP. Por FTIR, constatou-se que todos os óxidos apresentaram seus respectivos grupos químicos referente às ligações M-O, porém apresentaram resíduos orgânicos de síntese. As variações de área específica e tamanho de partículas não se mostraram significantes diante da resposta fotocatalítica desses materiais. Por outro lado, os resíduos de síntese na superfície das partículas justificam os resultados de fotocatálise. Isto porque a degradação de corante Rodamina B foi a mesma para ZnO SG e ZnO PP (88%), e superior para TiO2 SG (90%) em relação ao TiO2 PP (80%). No que diz respeito às características adsortivas dos materiais, as análises de área específica e potencial zeta merecem destaque. Por meio do potencial zeta, verificou-se que o ZnO SG apresentou estabilidade em pH acima de 10 e ZnO PP acima de 9,5; TiO2 SG apresentou estabilidade em pH acima de 6 e TiO2 PP acima de 3; e SiO2 SG apresentou estabilidade acima de 3,5 e SiO2 PP acima de 6. Ensaios de adsorção de íons metálicos de Mn2+ indicaram que ZnO, SiO2 e TiO2 apresentaram potencial adsorvente. Os melhores resultados de adsorção para os óxidos ocorreram em pH 8 e 8,5. SiO2 PP se destacou nos estudos adsorção, o qual apresentou maior adsorção de Mn2+ (Qm de 1,49 mg/g) em 90 min de tempo de contato, pH 8,5 e 5 mg/L de adsorvente. Este material apresentou maior área específica e suspensão estável no referido pH, o que justifica a maior adsorção apresentada em relação aos outros óxidos avaliados neste estudo. / The activities of the industrial and mineral sector are essential for the development of society, but they cause several environmental impacts, such as contamination of effluents by dyes and toxic metals. In order to mitigate these types of impacts, this study aimed to synthesize the materials TiO2, ZnO and SiO2, and its feasibility study of the application on the degradation of dyes by photocatalysis and removal of metals by adsorption. The oxides were synthesized by two methods: polymer precursors (PP) and sol-gel (SG). The materials obtained as powder were characterized by X-ray diffraction (XRD), specific surface area analysis by N2 physisorption (BET), field emission scanning electron microscopy (FEG-SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and zeta potential. The synthesis method did not influence the crystalline phases of the obtained materials since ZnO presented wurtzite phase, TiO2 anatase and SiO2 presented amorphous characteristic. The materials showed low specific surface area, between 4 and 11 m2/g, except for SiO2 PP, which stood out with a specific surface area of 226 m²/g. By MEV-FEG, it was verified that for TiO2 and SiO2 higher average particle sizes were shown by SG methodology, whereas for ZnO, higher average particle size was obtained by PP. By FTIR, it was found that all the oxides presented their respective chemical groups related to the M-O bonds, but also presented organic residues of synthesis. Specific surface area and particle size variations were not significant in the photocatalytic response of the materials. On the other hand, the residues of synthesis on the surface of the particles justify the results of photocatalysis. This is because the degradation of Rhodamine B dye was the same for ZnO SG and ZnO PP (88%), and higher for TiO2 SG (90%) than TiO2 PP (80%). Regarding the adsorptive characteristics of the materials, the specific surface area and zeta potential analyzes deserve to be highlighted. By zeta potential, ZnO SG showed stability at pH above 10, and ZnO PP above 9.5; TiO2 SG presented stability at pH above 6, and TiO2 PP above 3; and SiO2 SG presented stability above 3.5, and SiO2 PP above 6. Adsorption tests of Mn2+ metal ions indicated that ZnO, SiO2, and TiO2 presented adsorbent potential. The best adsorption results were for the oxides at pH 8 and 8.5. SiO2 PP stood out in the adsorption tests, which presented higher adsorption of Mn2+ (Qm equal 1,49 mg/g) in 90 minutes of contact, pH 8.5, and 5 mg/L of adsorbent. This material presented higher specific surface area and stability in suspension in the pH 8.5, which justifies the higher adsorption presented in relation to the other oxides evaluated in this study. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

O desenvolvimento de filmes finos e nanotecnologia tem proporcionado imensos avanços nas áreas científicas e tecnológicas. A nanotecnologia, em sua essência, não pode ser considerada como uma simples redução das dimensões das propriedades dos materiais. Na verdade surgem novas propriedades que não podem ser caracterizadas por técnicas convencionais. Assim surgiram novos sistemas que são empregados na identificação destas novas propriedades e características. Muitas vezes os avanços tecnológicos que podem ser observados no dia a dia são frutos de pesquisas que foram recentemente realizadas. A demanda por óxidos condutores transparentes (TCO) para aplicações em optoeletrônicos, tais como painéis de toque, monitores de tela plana, diodos orgânicos emissores de luz (OLEDs) e outros dispositivos móveis, tem aumentado continuamente e se enquadram neste desenvolvimento. O objetivo desse trabalho é analisar filmes finos de óxido de zinco produzidos por magnetron sputtering. Procuramos quais filmes de óxido de zinco possuem as melhores características de um TCO. Após esta análise temos condições de determinar quais foram os melhores parâmetros de deposição para a construção do filme de óxido de zinco. Os filmes finos foram analisados por: Rutherford backscatering spectroscopy (RBS), CxV, IxV, Efeito Hall, Interferômetria e Espectofotômetria UV-Vis-NIR. / can not be considered as a simple reduction of dimensions and scaling of material properties. In fact, CxV, flat panel monitors, Hall Effect, Interferometry and UV-Vis-NIR Spectrophotometry., has continuously increased and fits into this development. The objective of this work is to analyze thin films of zinc oxide, in its essence, induced by magnetron sputtering. We look for which zinc oxide film have the best characteristics for a TCO. From these results it is possible to concl, IxV, new properties that arise can not be characterized by conventional techniques. Thus new systems have emerged which are employed in the identification , organic light emitting diodes (OLEDs) and other mobile devices, such as touch panels, The development of thin films and nanotechnology has provided immense advances in scientific and technological areas. Nanotechnology

O desenvolvimento de filmes finos e nanotecnologia tem proporcionado imensos avanços nas áreas científicas e tecnológicas. A nanotecnologia, em sua essência, não pode ser considerada como uma simples redução das dimensões das propriedades dos materiais. Na verdade surgem novas propriedades que não podem ser caracterizadas por técnicas convencionais. Assim surgiram novos sistemas que são empregados na identificação destas novas propriedades e características. Muitas vezes os avanços tecnológicos que podem ser observados no dia a dia são frutos de pesquisas que foram recentemente realizadas. A demanda por óxidos condutores transparentes (TCO) para aplicações em optoeletrônicos, tais como painéis de toque, monitores de tela plana, diodos orgânicos emissores de luz (OLEDs) e outros dispositivos móveis, tem aumentado continuamente e se enquadram neste desenvolvimento. O objetivo desse trabalho é analisar filmes finos de óxido de zinco produzidos por magnetron sputtering. Procuramos quais filmes de óxido de zinco possuem as melhores características de um TCO. Após esta análise temos condições de determinar quais foram os melhores parâmetros de deposição para a construção do filme de óxido de zinco. Os filmes finos foram analisados por: Rutherford backscatering spectroscopy (RBS), CxV, IxV, Efeito Hall, Interferômetria e Espectofotômetria UV-Vis-NIR. / can not be considered as a simple reduction of dimensions and scaling of material properties. In fact, CxV, flat panel monitors, Hall Effect, Interferometry and UV-Vis-NIR Spectrophotometry., has continuously increased and fits into this development. The objective of this work is to analyze thin films of zinc oxide, in its essence, induced by magnetron sputtering. We look for which zinc oxide film have the best characteristics for a TCO. From these results it is possible to concl, IxV, new properties that arise can not be characterized by conventional techniques. Thus new systems have emerged which are employed in the identification , organic light emitting diodes (OLEDs) and other mobile devices, such as touch panels, The development of thin films and nanotechnology has provided immense advances in scientific and technological areas. Nanotechnology

Foi explorado o desenvolvimento de fotocatalisadores híbridos ZnO/Xerogel de carbono, visando aumentar a eficiência quântica do processo de degradação de poluentes orgânicos persistentes. Especificamente, foi estudada a preparação do híbrido ZnO-xerogel de carbono, sendo esta, a maior inovação tecnológica deste projeto, considerando que o efeito catalítico deste híbrido não foi estudado na literatura. O uso do xerogel de carbono na preparação do semicondutor-material carbonoso é justificado pela excelente condutividade elétrica, elevada área superficial e porosidade, além de sua estrutura porosa ser facilmente manipulada por modificações nos parâmetros de síntese. A escolha do tanino como precursor do xerogel visa à diminuição de custos e impactos ambientais, além de acrescentar valor à inovação tecnológica proposta. A influência do pH e rota de síntese foram avaliados, assim como a influência da temperatura de calcinação nas propriedades dos materiais. A espectroscopia por refletância difusa foi a técnica empregada para determinação da energia de gap das amostras. A morfologia, a análise elementar, a estrutura cristalina dos materiais, a estrutura química e a constituição dos materiais foram determinadas por microscopia eletrônica de varredura, espectrometria de energia dispersiva, difratometria de raios X, infravermelho e espectroscopia Raman, respectivamente. O balanço de cargas na superfície do material foi analisado pela metodologia do ponto de carga zero (PZC). A ação fotocatalítica do material foi avaliada através da decomposição de 4-clorofenol e bisfenol A, determinada através da espectroscopia no UV-Visível. Todos os materiais apresentam a estrutura cristalina hexagonal do óxido de zinco (wurtzita). Os materiais sem tanino em sua composição também apresentam a fase de hidroxicloreto de zinco mono-hidratado. Os difratogramas de raios-X e valores de bandgap obtidos confirmam a incorporação do carbono na estrutura cristalina do óxido de zinco. Os materiais produzidos via rota alcoólica apresentam menores valores de tamanho de cristalito e partícula, assim como um maior teor de grafite em sua composição e maior área superficial, enquanto que os materiais produzidos em solução aquosa apresentam menores valores de energia de gap. Todos os materiais apresentaram atividade fotocatalítica quando submetidos à radiação solar e visível, sendo que os materiais com proporções intermediárias entre xerogel de carbono e óxido de zinco se mostraram superiores para o processo de fotodegradação. Os materiais produzidos via alcoólica são superiores aos produzidos em solução aquosa, no que tange o processo de fotocatálise. Os valores máximos encontrados para a degradação de 4-clorofenol e bisfenol A foram de 88% e 78%, respectivamente, obtidos pelo material XZnC 3.0 (EtOH). A temperatura de calcinação e quantidade de hidróxido de potássio utilizados na síntese influenciam significativamente as propriedades dos materiais, de modo que as condições ótimas para a síntese dos materiais foram de calcinação em 300oC e 8 g de hidróxido de potássio utilizadas na síntese. O mecanismo de fotocatálise é fortemente influenciado pela geração de radicais hidroxilas e os materiais apresentam estabilidade para reciclo em processos industriais. / The development of ZnO/Carbon xerogel hybrid photocatalysts was studied, in order to increase the quantum efficiency of the degradation process of persistent organic pollutants. Specifically, the preparation of the ZnO-carbon xerogel hybrid was studied, being this the most significant technological innovation of this project, considering that the catalytic effect of this hybrid was not studied in the literature. The use of carbon xerogel in the preparation of the semiconductor-carbonaceous material is justified by its excellent electrical conductivity, high surface area and porosity, the latter being easily manipulated by modifications in the synthesis parameters. The choice of tannin as the precursor of the xerogel aims at reducing costs and environmental impacts, adding value to the proposed technological innovation. The influence of the pH and route of synthesis were evaluated, as well as the influence of the calcination temperature on the properties of the materials. Diffuse reflectance spectroscopy was the technique used to determine the gap energy of the samples. The morphology, elemental analysis, crystalline and chemical structure of the materials were determined by scanning electron microscopy, dispersive energy spectrometry, X-ray diffractometry, infrared and Raman spectroscopy, respectively. The charge balance on the material surface was analyzed by the point of zero charge methodology (PZC). The photocatalytic action of the material was evaluated by the decomposition of 4-chlorophenol and bisphenol A, determined by UV-Visible spectroscopy. All materials have the hexagonal crystalline structure of zinc oxide (wurtzite). The materials without tannin in their composition also present the zinc hydroxychloride monohydrate phase. The X-ray diffractograms and bandgap values obtained confirm the incorporation of the carbon in the crystalline structure of the zinc oxide. The materials produced via the alcohol route have lower values of crystallite and particle size, as well as a higher content of graphite in their composition and larger surface area, while the materials produced in aqueous solution have lower values of gap energy. All the materials presented photocatalytic activity when subjected to visible and solar radiation, and the materials with intermediate proportions between carbon xerogel and zinc oxide were superior for the photodegradation process. The materials produced via alcohol route are superior to those produced in aqueous solution, as far as the photocatalysis process is concerned. The maximum values found for the degradation of 4-chlorophenol and bisphenol A were 88% and 78%, respectively, obtained by the material XZnC 3.0 (EtOH). The calcination temperature and amount of potassium hydroxide used in the synthesis significantly influence the properties of the materials, so that the optimum conditions for the synthesis of the materials were calcination at 300 °C and 8 g of potassium hydroxide used in the synthesis. The mechanism of photocatalysis is strongly influenced by the generation of hydroxyl radicals and the materials present stability for recycling in industrial processes.

Submitted by MONICA IRMA APARECIDA VALDECI DE SOUZA null (cristina_monicas@hotmail.com) on 2016-05-16T23:39:27Z No. of bitstreams: 1 tese correção biblio 5.pdf: 1814748 bytes, checksum: 1bfe9a56010305cbe2ef946d8d005ec9 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-05-17T20:04:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 souza_miav_me_arafo.pdf: 1814748 bytes, checksum: 1bfe9a56010305cbe2ef946d8d005ec9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-17T20:04:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 souza_miav_me_arafo.pdf: 1814748 bytes, checksum: 1bfe9a56010305cbe2ef946d8d005ec9 (MD5) Previous issue date: 2016-03-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo deste estudo foi avaliar a influência da incorporação de nanopartículas de óxido de zinco (NPZnO) nas concentrações de 3, 5 e 7%, sobre propriedades mecânicas e físicas do cimento de ionômero de vidro (CIV) Ketac Molar Easymix. A mistura das NPZnO ao CIV foi realizada pelo método manual e pela calcinação. As propriedades avaliadas foram: análise microestrutural, microdureza Vickers, resistência à compressão, à tração diametral e à flexão. A análise microesturural foi realizada por meio de MEV – FEG, a microdureza com auxilio de um microdurômetro digital (Micromet 2100) e os demais testes em máquina de ensaios mecânicos EMIC. Os dados foram avaliados pelo teste de ANOVA two-way e pelo post-hoc de Tukey, com nível de significância de 5%. Em relação à microestrutura, a calcinação proporcionou melhor distribuição e homogeneização das NPZnO entre as partículas de vidro do CIV. A microdureza, resistência à compressão, à tração diametral e à flexão, após utilização do método da calcinação, apresentaram os melhores resultados. Assim, este estudo indica o método de calcinação quando da mistura de NPZnO ao CIV, uma vez que o mesmo demonstrou ser promissor, diante de todos os testes analisados. / The aim of this study was to evaluate the incorporation of zinc oxide nanoparticles (NPZnO) in concentrations of 3, 5 and 7% on mechanical and physical properties of glass ionomer cement (GIC) Ketac Molar Easymix. The mixture of NPZnO the MIC was conducted by manual method and the calcination. The properties evaluated were: microstructural analysis, Vickers hardness, compressive strength, diametral tensile strength and flexural strength. The microesturural analysis was performed by SEM - FEG, the hardness with the aid of a digital microhardness (Micromet 2100) and other tests EMIC universal testing machine. Data were evaluated by two-way ANOVA test and the post-hoc Tukey, with 5% significance level. Regarding the microstructure, the calcination provided better distribution and mixing of NPZnO between the glass particles of the MIC. The hardness, compressive strength, diametral tensile strength and flexural strength after use of the calcination method, showed the best results. Thus, this study indicates the calcination method when mixing NPZnO the GIC once it has shown promise in front of all the analyzed tests.

A oxidação fotocatalítica do glicerol (OFG) é uma possível alternativa para aproveitamento do excedente de glicerol proveniente do processo de produção do biodiesel, porém são poucos os registros desta reação na literatura. Neste trabalho, primeiramente foram testadas amostras comerciais de ZnO e TiO2, com o objetivo de identificar e quantificar os principais produtos de oxidação para cada semicondutor. Também foram realizados testes para determinação da influência dos parâmetros reacionais sobre a conversão e seletividade para gliceraldeído (GAD) e dihidroxiacetona (DHA), variando-se as condições experimentais tanto isoladamente quanto simultaneamente, através planejamento de experimentos. Por fim, foram sintetizadas amostras de ZnO visando-se obter uma amostra com melhores resultados em termos de conversão e seletividade para GAD e DHA que a amostra comercial. Os testes fotocatalíticos foram conduzidos em reator batelada (slurry) sob radiação ultravioleta, usando soluções aquosas de glicerol. Os produtos de oxidação foram analisados por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Os catalisadores sintetizados foram caracterizados por MEV, área BET, DRX, espalhamento de raios X a baixo ângulo e medidas de Potencial Zeta. Os resultados mostraram que ZnO e TiO2 diferem significativamente quanto à seletividade. O ZnO apresentou maior seletividade para produtos de maior valor agregado, como o gliceraldeído (GAD) e a dihidroxiacetona (DHA), indicando maior contribuição da fotocatálise indireta. O TiO2 apresentou seletividade maior para produtos resultantes da quebra da molécula de glicerol, como o formaldeído e o glicolaldeído, o que indica maior contribuição da fotocatálise direta. Nos testes da influência dos parâmetros reacionais para o ZnO, determinou-se que a conversão é afetada principalmente pelo pH inicial e concentração de catalisador e que a seletividade é afetada principalmente pela temperatura de reação e pH inicial. Em relação às amostras de ZnO sintetizadas em laboratório, nenhuma foi mais fotoativa que a amostra comercial, porém a amostra ZnO-B foi a mais fotoativa dentre as sintetizadas e foi mais seletiva ao GAD do que o ZnO comercial. Pôde-se determinar que o potencial zeta foi a característica mais influente na fotoatividade destes catalisadores, sendo que quanto mais positivo este valor, mais fotoativo o catalisador. Finalmente, em relação às amostras de ZnO com diferentes proporções de planos polares, a amostra com baixa proporção foi cerca de 2 vezes mais fotoativa que a amostra com alta proporção destes planos, o que se opõe aos resultados encontrados na literatura sobre fotoatividade relacionada a planos cristalinos. / The photocatalytic oxidation of glycerol emerges as a potential alternative to contribute to the utilization of glycerol surplus from biodiesel production. However, there are few reports about this reaction in the literature. In this work, as a first approach, commercial samples of ZnO and TiO2 were tested in order to identify the main products for each semiconductor. Next, the influence of the reaction parameters on the conversion and selectivity to glyceraldehyde (GAD) and dihydroxyacetone (DHA) was studied through a design of experiments, using ZnO as catalyst. Finally, additional ZnO samples were synthesized as an attempt to obtain a catalyst with conversion and/or selectivity higher than the commercial sample. The photocatalytic tests were carried out in a batch reactor (slurry) under ultraviolet radiation, using aqueous solution of glycerol. The oxidation products were analysed by liquid chromatography (HPLC). The synthesized catalysts were characterized by SEM, BET surface area, XRD, SAXS and Zeta Potential measurements. The results showed that ZnO and TiO2 differ significantly in selectivity. ZnO was more selective to products with higher commercial value (GAD and DHA), indicating greater contribution from indirect photocatalysis. On the other hand, TiO2 showed higher selectivity to products from the cleavage of the glycerol molecule, such as formaldehyde and glycolaldehyde, which indicates greater contribution from direct photocatalysis. In reference to the tests about the influence of the reaction conditions using ZnO, it was found that conversion was affected mainly by the initial pH and catalyst concentration, whereas selectivity was affected mainly by the temperature and initial pH. Regarding the synthesized ZnO catalysts, none of them reached conversion higher than the commercial sample, yet the sample ZnO-B showed the highest selectivity to GAD, even higher than the commercial sample. It was also determined that the zeta potential was the most influential characteristic on the catalyst activity. Finally, regarding the ZnO catalysts with different proportions of polar planes, the sample with low proportion of polar planes was about 2 times more active than the sample with high proportion of polar planes, which contradicts the records found in the literature about this specific topic.

Orientador: Neri Alves / Banca: Sidney Alves Lourenço / Banca: Edson Laureto / Banca: Lucas Fugikawa Santos / Banca: José Antonio Malmonge / Resumo: Transistores de filme fino de ZnO, cujo desempenho depende das condições de preparação da camada de ZnO e do dielétrico de gate, tem sido aplicados como sensores de radiação ultravioleta (UV), visando prevenir danos à saúde da pele. Este trabalho tem como objetivo a fabricação de transistores de ZnO/Al2O3, mediante o estudo simultâneo dos parâmetros relacionados à preparação das camadas de ZnO e Al2O3, bem como, o de transistores com dielétrico padrão (ZnO/SiO2) submetidos a diferentes condições de funcionamento. Estes estudos visam encontrar quais condições viabilizam as aplicações dos transistores como sensor UV. Os experimentos englobam a deposição de filmes de ZnO tanto por sputtering de um alvo de ZnO, quanto por spray pirolise de uma solução de acetato de zinco. O dielétrico SiO2 foi obtido comercialmente, enquanto que o Al2O3 foi crescido por anodização. Os transistores foram fabricados em diversas condições, as quais foram estabelecidas pelos métodos de planejamento experimental Taguchi e Plackett-Burman. As respostas das caracterizações foram interpretadas por técnicas de estatística (ANOVA). Os resultados demonstram que Al2O3 otimizado exibe correntes de fuga de até 10E-10 A e constante dielétrica de ~13. A identificação dos parâmetros mais importantes na preparação de filmes de ZnO por spray pirólise, permitiram produzir transistores de ZnO/Al2O3 com mobilidades de ~4,5 cm2/Vs. Os sensores UV, usando transistores de ZnO/SiO2 apresentaram mobilidades de 0,1 a 12 cm2... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: ZnO thin film transistors have been applied as ultraviolet (UV) radiation sensors in order to prevent damage to skin's health. However, the performance of ZnO transistor depends on the preparation conditions of both ZnO layer and gate dielectric. This work aims to produce and evaluate ZnO/Al2O3 transistors by studying simultaneously the parameters regarding the preparation of ZnO and Al2O3 layers, as well as the fabrication of ZnO transistors with a standard dielectric (ZnO/SiO2), under different conditions of working. It is intended to investigate the conditions to apply ZnO transistors as UV sensor. The experiments involve the deposition of ZnO films by sputter coating and spray pyrolysis of a solution of zinc acetate. SiO2 dielectric was commercially purchased, while Al2O3 was grown by anodization. The transistors were fabricated under different conditions, which were established by both experimental design Taguchi and Plackett-Burman methods. The responses from the characterization were interpreted by statistical techniques (ANOVA). The results showed that optimized Al2O3 films exhibit leakage current until 10E-10 A and dielectric constant of ~13. It was essential to identify the most important parameters regarding to preparation of ZnO films by pyrolysis spray in order to fabricate ZnO/Al2O3 transistors with mobilities of ~4,5 cm2/Vs. UV sensors based on ZnO/SiO2 transistors showed mobilities from 0,1 to 12 cm2/Vs and demonstrated that the sensitivity of the UV sensor de... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor