En esta tesis se estudiaron las propiedades electroquímicas y la estabilidad de fases de los compuestos La1-xBaxCoO3-g con 0.0 ≤ x ≤ 1.0 para su utilización como material de cátodo. Se determinó el diagrama de fases y la estabilidad de la estructura cristalina perovskita cúbica en aire. Medidas de conductividad eléctrica, dilatometría, termogravimetría y espectroscopía de impedancia compleja se utilizaron para evaluar y relacionar las distintas propiedades con el rendimiento catódico. La muestra con x = 0.7 presentó el mejor desempeño como electrodo con un valor de resistencia de polarización de Rp = 0.065 Ωcm2 a 600 ºC, en aire, cuando se utiliza una configuración de electrodo con gradiente de composición. La estructura perovskita cúbica de las muestras del sistema La1-xBaxCoO3-g con alto contenido de Ba resultaron tener una transformación de fase hacia una estructura hexagonal a temperatura intermedia. Con el objetivo de estabilizar la estructura cristalina cúbica se realizó el reemplazo de Co por Fe en el sitio B de la perovskita. De esta manera se estudio el diagrama de fase del sistema La1-xBaxCo1-yFeyO3-g con 0.7 ≤ x ≤ 0.9 y 0.1 ≤ y ≤ 0.6. Se observó que el contenido necesario para estabilizar la fase con estructura perovskita cúbica aumenta desde y = 0.3 hasta y = 0.6 cuando el contenido de Ba aumenta desde x = 0.7 hasta x = 0.9. Sobre las muestras estabilizadas se evaluaron los coeficientes de expansión, el contenido de oxígeno y la respuesta electroquímica en función de la temperatura y la presión parcial de oxígeno. Finalmente se estudió la influencia en la Rp de la microestructura, configuración y composición del electrodo mediante el uso de las cobaltitas del sistema La1-xBaxCoO3-g con x = 0.5, 0.7 y 1.0, Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-g y BaCo0.7Fe0.2Nb0.1O3-g y el uso de electrodos con gradientes de composición y material compuesto, con Ce0.9Gd0.1O1.95 como material de electrolito. El valor de Rp mostró mayor dependencia con la configuración del electrodo que de la composición y microestructura del material utilizado. Los menores valores de Rp se obtuvieron para las cobaltitas de La0.5Ba0.5CoO3-g y Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-g con la configuración de electrodo con gradiente de composición, con Rp = 0.036 y 0.039 Ω cm2 a 600 ºC, en aire, respectivamente. / In this thesis, the electrochemical properties and phase stability of La1-xBaxCoO3-g system with 0.0 ≤ x ≤ 1.0 as cathode material for IT-SOFC were studied. The phase diagram and the stability of the cubic perovskite crystal structure were determined in air. Measurements of electrical conductivity, dilatometry, thermogravimetry and complex impedance spectroscopy were used to evaluate the different properties and relate with the cathode performance. The samples with x = 0.7 have shown the best performance as electrode with a polarization resistance value of Rp = 0.065 Ωcm2 at 600 °C, in air, when a graded cathode configuration was used. The cubic perovskite phases in the La1-xBaxCoO3-g system with high Ba content (x > 0.5) were found to have a phase transformation to a hexagonal structure at intermediate temperature. In order to stabilize the cubic crystal structure, the substitution of Co for Fe was performed in the B site of the perovskite. Thus the phase diagram of La1-xBaxCo1-yFeyO3-g system with 0.7 ≤ x ≤ 0.9 and 0.1 ≤ y ≤ 0.6 was studied. It was observed that the content needed to stabilize the perovskite phase with cubic structure increases from y = 0.3 to y = 0.6 when the Ba content increases from x = 0.7 to x = 0.9. The expansion coefficients, the oxygen content and the electrochemical response as a function of temperature and oxygen partial pressure were evaluated for the stable cubic perovskites. Finally, the effect of the microstructure, composition and electrode configuration on the polarization resistance of the compounds La1-xBaxCoO3-g with x = 0.5, 0.7 and 1.0, and Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-g and BaCo0.7Fe0.2Nb0.1O3-g was studied using a graded electrode configuration with Ce0.9Gd0.1O1.95 as electrolyte. The results indicate that the electrode configuration is more important than the composition and the microstructure of the material in order to reduce the polarization resistance. The lower values of Rp were obtained for the cobaltites La0.5Ba0.5CoO3-g and Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-g using the graded cathode electrode configuration. The values were Rp = 0.036 and 0.039 Ωcm2 at 600 °C in air, respectively.

Com o objetivo do entendimento do modo pelo qual são formadas as diferentes morfologias dos óxidos de lantanídeos obtidos a partir da calcinação de citratos, neste trabalho foram sintetizados óxidos de lantanídeos (La2O3, CeO2, Pr6O11, Nd2O3, Sm2O3 e Eu2O3) a partir da calcinação dos respectivos citratos. Durante a síntese da série dos sais [LnCit.xH2O], uma nova série de sais com a composição [Ln2(HCit)3.2H2O] foi isolada e caracterizada para (Ln = La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu). Em contraste com os sais amorfos [LnCit.xH2O] configurando agregados irregulares, os sais [Ln2(HCit)3.2H2O] são cristalinos com hábitos cristalinos fibrosos. Os estudos térmicos destes sais mostraram perfis distintos de decomposição térmica em atmosfera de ar. A decomposição da espécie amorfa fornece itaconatos de lantanídeos, seguido pela formação do oxicarbonato de lantanídeo e finalmente o respectivo óxido. A espécie cristalina, por sua vez, se decompõe, formando oxalato de lantanídeos seguido pela formação de oxicarbonato e posteriormente óxido. A morfologia dos óxidos de lantanídeos foi investigada utilizando microscopia eletrônica de varredura. Esta técnica mostrou a correlação entre as morfologias dos óxidos e as dos respectivos precursores obtidos a partir da calcinação dos diferentes citratos. Enquanto a calcinação dos sais amorfos formado por partículas irregularmente formadas resultou em óxidos com partículas irregulares, a calcinação dos citratos cristalinos, com partículas fibrosas, resultou na formação de óxidos com partículas fibrosas. Isso sugere fortemente que a morfologia dos precursores age como molde na formação dos óxidos dando origem a partículas com morfologias hierarquicamente similares. Foram conduzidos testes catalíticos de ozonização de fenol em meio ácido utilizando, as diferentes morfologias do CeO2. Todos os tipos morfológicos do CeO2 mostraram excelente atividade, proporcionando taxas de mineralização de aproximadamente 100%, contra 60% da ozonização na ausência de catalisador. O óxido tipo 2, proveniente do precursor [Ce2(HCit)3.2H2O] mostrou a mais alta ela foi de 5,1 unidade de (Kcorr / min-1.m-2.10-3) atividade. As diferentes atividades aprtesentadas pelas diferentes morfologias dos óxidos foram atribuídas às quantidades de Ce(III) como centro ativo na superfície os óxidos. Estas diferentes quantidades de Ce (III), estimadas por luminescência óptica e o Uv/Vis, foram atribuídas aos diferentes teores de carbono nos precursores que competem pelo oxigênio durante a calcinação. Isso leva à estabilização de Ce(III) e vacâncias de oxigênio na superfície dos óxidos. / With the aim of understanding the way that the morphologies of lanthanide oxides are influenced by precursors two series of lanthanide citrates were synthesized, characterized and used as precursors in the synthesis of these oxides through calcinations (La2O3, CeO2, Pr6O11, Nd2O3, Sm2O3 and Eu2O3) . A new series of lanthanide citrates with formula [Ln2(HCit)3.2H2O] was synthesized and characterized. Compared to amorphous [LnCit.xH2O], these new salts have a fibrous morphology pointed out by SEM analysis. Thermal analysis show that [LnCit.xH2O] decompose through two major steps: itaconates, oxycarbonates and finally lanthanide oxides. [Ln2(HCit)3.2H2O], on the other hand, decompose through two distinct steps: oxalates, oxycarbonates and lanthanide oxides. The morphology of lanthanide oxides was investigated using scanning electron microscopy. A correlation between the morphologies of the oxides and their precursors could be found. While amorphous citrates consisting of irregular shaped particles give rise to irregular shaped oxides particles, calcinations of fibrous crystalline salts series led to fibrous crystalline oxide shaped particles. These results strongly suggest that the morphology of a citrate polymeric precursor acts as a template, producing to hierarchically similar particles. Acid catalytic ozonation of phenol using three morphologies of CeO2 were carried out. All tested oxides show high activity providing 100% of mineralization of phenol, whereas without catalyst only 60% of mineralization was observed. The oxide synthesized from [Ce2(HCit)3.2H2O] shows the higher activity per surface area. CeO2 synthesized from [CeCit.xH2O] shows intermediary activity per surface area. The internal combustion synthesized CeO2 showed the worst activity. The different activities showed by the three morphological forms of CeO2 were attributed to the presence of different Ce(III) amounts in the surface of catalysts. The quantities of Ce(III) were estimated by luminescence and the results agreed very well with the activity of catalysts. The different Ce(III) contents in the precursors were attributed to different carbon contents in the precursor, which compet for oxygen of environment during calcinations, leading to stabilization of Ce(III) and vacancies in the oxides.

O sistema de plantio direto (SPD) é extensivamente utilizado no Brasil por tratar-se de prática conservacionista, capaz de melhorar a qualidade do solo e diminuir os custos da produção em relação ao plantio convencional. Neste sistema as condições edafoclimáticas distintas e a adoção de diferentes culturas na entressafra sugerem diferenças na distribuição e na qualidade da matéria orgânica de solos (MOS), devido ao tempo de resiliência da palha em cobertura. A interação entre a MOS e os pesticidas já foi bastante estudada, mas apenas parcialmente esclarecida uma vez que a maioria dos estudos considera a MOS como um compartimento homogêneo, ignorando o papel de seus diferentes componentes moleculares. Assim sendo, o objetivo principal deste trabalho é avaliar o efeito da composição, distribuição e interação com a fase mineral da MOS na sorção de herbicidas aplicados às culturas de soja e milho, sob sistema plantio direto em diferentes condições edafoclimáticas: tropical (Região Centro-Oeste) e subtropical (Região Sul). Os herbicidas alaclor, bentazon e imazetapir foram selecionados devido às suas importâncias junto a essas culturas e suas propriedades físico-químicas distintas. Para tal, soram amostrados 12 Latossolos, na camada de 0 a 5 cm excluindo a palha de superfície, sendo seis representativos do Estado do Paraná (clima subtropical) e seis representativos do Estado do Mato Grosso do Sul (clima tropical). A determinação dos atributos físico e químicos, formas de ferro e alumínio, estudo da qualidade da MOS por espectroscopia de Ressonância Nuclear Magnética do 13C e fracionamento físico dos solos foram os métodos utilizados. Foi observado maior acúmulo de carbono orgânico (C.O) nos solos subtropicais devido ao maior teor de óxidos de alumínio de baixa cristalinindade, além da maior precipitação. Para os solos de ambas as regiões, a estabilização da MOS ocorre através da formação de complexos nos agregados tamanho argila ( ~ 50% do teor de C.O). Em relação às interações com a fase mineral, observou-se que os óxidos de alumínio estão relacionados à proteção física da MOS enquanto que os óxidos de ferro parecem participar das reações de decomposição e humificação através da formação de complexos com grupos carboxílicos. Para o alaclor, a presença de formas de alumínio de baixa cristalinidade diminuiu a sua sorção a MOS, entretanto a sorção deste herbicida não foi correlacionada a nenhum grupo funcional. Para o bentazon, foi observada correlação positiva entre a sorção e materiais orgânicos mais decompostos e também, com o alumínio complexado a MOS. Para o imazetapir, houve correlações positivas com as formas de ferro e alumínio e o grupo funcional carboxil. Para os três herbicidas a maior sorção foi observada nos agregados de tamanho silte (53 a 2 ?m) e, de maneira geral, a sorção nos solos tropicais foi maior que nos subtropicais. O efeito da exposição de sítios de carga após o fracionamento físico dos solos foi evidente para o imazetapir incrementando sua sorção em comparação a sorção no solo inteiro o que evidencia a maior quantidade de sítios bloqueados nos solos tropicais. / No-tillage System (NT) is widely used in Brazil due to improve soil quality and reduce production costs compared to conventional tillage. Different climatic conditions and the adoption of different cultures in the offseason suggest differences in the distribution and quality of soil organic matter (SOM) due to the resilience time of straw in coverage in NT. Interactions between SOM and pesticides has been widely studied, but only partially elucidated. In most of studies, the MOS as a homogeneous compartment and there is not the knowledge about the role of its various molecular components. Therefore, the aim of this work is to evaluate the effect of the composition, distribution and interaction with the mineral phase of SOM on sorption of herbicides applied to soybean and corn under no-tillage in tropical (Central-west) and subtropical (South Region) soils. Alachlor, bentazon and imazethapyr herbicides were selected because of its large use in these cultures and different physicochemical properties. For this, it was sampled 12 soils at 0-5 cm layer excluding the straw surface, six representing the Paraná State (subtropical) and six representative of Mato Grosso de Sul State (tropical). Physical and chemical attributes, iron and aluminum forms, study of quality of SOM by Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy of 13C and soil physical fractionation methods were used for this purpose. Greater accumulation of organic carbon (OC) was observed in subtropical soils due to higher low crystalline aluminum oxides contents, in addition to lower temperatures and higher moisture in this region. For soils of both regions, the SOM stabilization occurs through the formation of complexes in the clay fraction (~ 50 % of the OC content). Regarding interactions with the mineral phase, it was observed that aluminum oxides are related to physical protection of SOM while iron oxides appear to participate in the decomposition and humification reactions by forming complexes with carboxylic groups. For alachlor, low crystallinity aluminum forms decreased its MOS sorption but sorption of this herbicide was not correlated with any functional group. For bentazon, positive correlation was observed between sorption and more decomposed organic material and with the complexed aluminum in MOS. For imazethapyr, there were positive correlations with iron and aluminum forms and carboxyl functional group. For the three herbicides better sorption was observed in the silt size fractions (53-2 ?m) and in general, sorption in tropical was higher than in subtropical soils. The effect of charge sites exposure after soil physical fractionation was evident for imazethapyr increasing its sorption compared to the whole soil which shows the greatest amount of blocked sites in tropical soils.

O presente trabalho estudou os efeitos das intera»c~oes hiper¯nas em dois sistemas de ¶oxidos: RCoO3 (R = Gd e Tb) com estrutura perovskita e ¯lmes ¯nos monocristalinos de HfO2 por meio da t¶ecnica de Correla»c~ao Angular Gama-Gama Perturbada (CAP), com o objetivo de fazer um estudo sistem¶atico do comportamento da varia»c~ao do gradiente de campo el¶etrico em fun»c~ao da temperatura. Para realiza»c~ao das medidas de intera»c~oes de quadrupolo el¶etrico utilizamos como de pontas de prova os n¶ucleos 111In ¡!111 Cd e o 181Hf ¡!181 Ta. As amostras de perovskitas foram confeccionadas por meio de um processo qu¶³mico denominado Sol-Gel e as an¶alises foram realizadas com aux¶³lio de difra»c~ao de raios-X. As pontas de prova foram inseridas nas solu»c~oes qu¶³micas durante o preparo das amostras. Os ¯lmes ¯nos foram fornecidos pelo Laborat¶orio de Intera»c~oes Hiper¯nas da Universidade de Lisboa e a ponta de prova de 181Hf foi ativada por meio da irradia»c~ao do ¯lme ¯no no reator IEA-R1 do IPEN no tempo adequado a espessura do ¯lme. As medidas foram realizadas na faixa de temperatura de 10 - 1560 K. Os resultados das medidas das amostras de perovskita indicam uma depend^encia do GCE com o s¶³tio de ocupa»c~ao dos ¶atomos da ponta de prova e uma varia»c~ao do GCE com a temperatura, que pode ser explicada por transi»c~oes de spins no ¶atomo de Co. As medidas do GCE dos ¯lmes ¯nos com mesma espessura apresentam uma segunda fra»c~ao, al¶em daquela correspondente a freqÄu^encia da HfO2 em amostras de bulk. / In the present work, the Perturbed Angular Gamma-Gamma Correlation technique (PAC) was used to measure the Electric Field Gradient (EFG) in two oxide systems: RCoO3 (R = Gd, Tb) perovskite oxide and HfO2 in order to study the behavior of the EFG as a function of temperature. Electric quadrupole hyper¯ne interaction measure- ments were carried out using 111In ¡!111 Cd and 181Hf ¡!181 Ta radioactive probe nuclei. The samples were prepared through a chemical route known as Sol-Gel technique and analyzed with x-ray di®raction. Both nuclei were introduced in to the perovskite samples during the chemical procedure. The thin ¯lms were provided by the Laboratory of Hyper¯ne Interactions at the University of 181Hf Lisbon and the probe nuclei was activated by the irradiation of the thin ¯lm in the reactor of IPEN IEA-R1 at an appropriate time regarding the thickness of the ¯lm. The measurements were taken in the temperature range from 4 K to 1560 K. The results for the perovskite oxides measurements show a site-dependence of the EFG with probe-nuclei occupation and a temperature dependence of EFG that can be explained if spins transitions in Co are considered. The results of EFG measurements in the 25 nm thin ¯lm of HfO2 show a second fraction besides that corresponding to bulk.

Com o objetivo do entendimento do modo pelo qual são formadas as diferentes morfologias dos óxidos de lantanídeos obtidos a partir da calcinação de citratos, neste trabalho foram sintetizados óxidos de lantanídeos (La2O3, CeO2, Pr6O11, Nd2O3, Sm2O3 e Eu2O3) a partir da calcinação dos respectivos citratos. Durante a síntese da série dos sais [LnCit.xH2O], uma nova série de sais com a composição [Ln2(HCit)3.2H2O] foi isolada e caracterizada para (Ln = La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu). Em contraste com os sais amorfos [LnCit.xH2O] configurando agregados irregulares, os sais [Ln2(HCit)3.2H2O] são cristalinos com hábitos cristalinos fibrosos. Os estudos térmicos destes sais mostraram perfis distintos de decomposição térmica em atmosfera de ar. A decomposição da espécie amorfa fornece itaconatos de lantanídeos, seguido pela formação do oxicarbonato de lantanídeo e finalmente o respectivo óxido. A espécie cristalina, por sua vez, se decompõe, formando oxalato de lantanídeos seguido pela formação de oxicarbonato e posteriormente óxido. A morfologia dos óxidos de lantanídeos foi investigada utilizando microscopia eletrônica de varredura. Esta técnica mostrou a correlação entre as morfologias dos óxidos e as dos respectivos precursores obtidos a partir da calcinação dos diferentes citratos. Enquanto a calcinação dos sais amorfos formado por partículas irregularmente formadas resultou em óxidos com partículas irregulares, a calcinação dos citratos cristalinos, com partículas fibrosas, resultou na formação de óxidos com partículas fibrosas. Isso sugere fortemente que a morfologia dos precursores age como molde na formação dos óxidos dando origem a partículas com morfologias hierarquicamente similares. Foram conduzidos testes catalíticos de ozonização de fenol em meio ácido utilizando, as diferentes morfologias do CeO2. Todos os tipos morfológicos do CeO2 mostraram excelente atividade, proporcionando taxas de mineralização de aproximadamente 100%, contra 60% da ozonização na ausência de catalisador. O óxido tipo 2, proveniente do precursor [Ce2(HCit)3.2H2O] mostrou a mais alta ela foi de 5,1 unidade de (Kcorr / min-1.m-2.10-3) atividade. As diferentes atividades aprtesentadas pelas diferentes morfologias dos óxidos foram atribuídas às quantidades de Ce(III) como centro ativo na superfície os óxidos. Estas diferentes quantidades de Ce (III), estimadas por luminescência óptica e o Uv/Vis, foram atribuídas aos diferentes teores de carbono nos precursores que competem pelo oxigênio durante a calcinação. Isso leva à estabilização de Ce(III) e vacâncias de oxigênio na superfície dos óxidos. / With the aim of understanding the way that the morphologies of lanthanide oxides are influenced by precursors two series of lanthanide citrates were synthesized, characterized and used as precursors in the synthesis of these oxides through calcinations (La2O3, CeO2, Pr6O11, Nd2O3, Sm2O3 and Eu2O3) . A new series of lanthanide citrates with formula [Ln2(HCit)3.2H2O] was synthesized and characterized. Compared to amorphous [LnCit.xH2O], these new salts have a fibrous morphology pointed out by SEM analysis. Thermal analysis show that [LnCit.xH2O] decompose through two major steps: itaconates, oxycarbonates and finally lanthanide oxides. [Ln2(HCit)3.2H2O], on the other hand, decompose through two distinct steps: oxalates, oxycarbonates and lanthanide oxides. The morphology of lanthanide oxides was investigated using scanning electron microscopy. A correlation between the morphologies of the oxides and their precursors could be found. While amorphous citrates consisting of irregular shaped particles give rise to irregular shaped oxides particles, calcinations of fibrous crystalline salts series led to fibrous crystalline oxide shaped particles. These results strongly suggest that the morphology of a citrate polymeric precursor acts as a template, producing to hierarchically similar particles. Acid catalytic ozonation of phenol using three morphologies of CeO2 were carried out. All tested oxides show high activity providing 100% of mineralization of phenol, whereas without catalyst only 60% of mineralization was observed. The oxide synthesized from [Ce2(HCit)3.2H2O] shows the higher activity per surface area. CeO2 synthesized from [CeCit.xH2O] shows intermediary activity per surface area. The internal combustion synthesized CeO2 showed the worst activity. The different activities showed by the three morphological forms of CeO2 were attributed to the presence of different Ce(III) amounts in the surface of catalysts. The quantities of Ce(III) were estimated by luminescence and the results agreed very well with the activity of catalysts. The different Ce(III) contents in the precursors were attributed to different carbon contents in the precursor, which compet for oxygen of environment during calcinations, leading to stabilization of Ce(III) and vacancies in the oxides.

O sistema de plantio direto (SPD) é extensivamente utilizado no Brasil por tratar-se de prática conservacionista, capaz de melhorar a qualidade do solo e diminuir os custos da produção em relação ao plantio convencional. Neste sistema as condições edafoclimáticas distintas e a adoção de diferentes culturas na entressafra sugerem diferenças na distribuição e na qualidade da matéria orgânica de solos (MOS), devido ao tempo de resiliência da palha em cobertura. A interação entre a MOS e os pesticidas já foi bastante estudada, mas apenas parcialmente esclarecida uma vez que a maioria dos estudos considera a MOS como um compartimento homogêneo, ignorando o papel de seus diferentes componentes moleculares. Assim sendo, o objetivo principal deste trabalho é avaliar o efeito da composição, distribuição e interação com a fase mineral da MOS na sorção de herbicidas aplicados às culturas de soja e milho, sob sistema plantio direto em diferentes condições edafoclimáticas: tropical (Região Centro-Oeste) e subtropical (Região Sul). Os herbicidas alaclor, bentazon e imazetapir foram selecionados devido às suas importâncias junto a essas culturas e suas propriedades físico-químicas distintas. Para tal, soram amostrados 12 Latossolos, na camada de 0 a 5 cm excluindo a palha de superfície, sendo seis representativos do Estado do Paraná (clima subtropical) e seis representativos do Estado do Mato Grosso do Sul (clima tropical). A determinação dos atributos físico e químicos, formas de ferro e alumínio, estudo da qualidade da MOS por espectroscopia de Ressonância Nuclear Magnética do 13C e fracionamento físico dos solos foram os métodos utilizados. Foi observado maior acúmulo de carbono orgânico (C.O) nos solos subtropicais devido ao maior teor de óxidos de alumínio de baixa cristalinindade, além da maior precipitação. Para os solos de ambas as regiões, a estabilização da MOS ocorre através da formação de complexos nos agregados tamanho argila ( ~ 50% do teor de C.O). Em relação às interações com a fase mineral, observou-se que os óxidos de alumínio estão relacionados à proteção física da MOS enquanto que os óxidos de ferro parecem participar das reações de decomposição e humificação através da formação de complexos com grupos carboxílicos. Para o alaclor, a presença de formas de alumínio de baixa cristalinidade diminuiu a sua sorção a MOS, entretanto a sorção deste herbicida não foi correlacionada a nenhum grupo funcional. Para o bentazon, foi observada correlação positiva entre a sorção e materiais orgânicos mais decompostos e também, com o alumínio complexado a MOS. Para o imazetapir, houve correlações positivas com as formas de ferro e alumínio e o grupo funcional carboxil. Para os três herbicidas a maior sorção foi observada nos agregados de tamanho silte (53 a 2 ?m) e, de maneira geral, a sorção nos solos tropicais foi maior que nos subtropicais. O efeito da exposição de sítios de carga após o fracionamento físico dos solos foi evidente para o imazetapir incrementando sua sorção em comparação a sorção no solo inteiro o que evidencia a maior quantidade de sítios bloqueados nos solos tropicais. / No-tillage System (NT) is widely used in Brazil due to improve soil quality and reduce production costs compared to conventional tillage. Different climatic conditions and the adoption of different cultures in the offseason suggest differences in the distribution and quality of soil organic matter (SOM) due to the resilience time of straw in coverage in NT. Interactions between SOM and pesticides has been widely studied, but only partially elucidated. In most of studies, the MOS as a homogeneous compartment and there is not the knowledge about the role of its various molecular components. Therefore, the aim of this work is to evaluate the effect of the composition, distribution and interaction with the mineral phase of SOM on sorption of herbicides applied to soybean and corn under no-tillage in tropical (Central-west) and subtropical (South Region) soils. Alachlor, bentazon and imazethapyr herbicides were selected because of its large use in these cultures and different physicochemical properties. For this, it was sampled 12 soils at 0-5 cm layer excluding the straw surface, six representing the Paraná State (subtropical) and six representative of Mato Grosso de Sul State (tropical). Physical and chemical attributes, iron and aluminum forms, study of quality of SOM by Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy of 13C and soil physical fractionation methods were used for this purpose. Greater accumulation of organic carbon (OC) was observed in subtropical soils due to higher low crystalline aluminum oxides contents, in addition to lower temperatures and higher moisture in this region. For soils of both regions, the SOM stabilization occurs through the formation of complexes in the clay fraction (~ 50 % of the OC content). Regarding interactions with the mineral phase, it was observed that aluminum oxides are related to physical protection of SOM while iron oxides appear to participate in the decomposition and humification reactions by forming complexes with carboxylic groups. For alachlor, low crystallinity aluminum forms decreased its MOS sorption but sorption of this herbicide was not correlated with any functional group. For bentazon, positive correlation was observed between sorption and more decomposed organic material and with the complexed aluminum in MOS. For imazethapyr, there were positive correlations with iron and aluminum forms and carboxyl functional group. For the three herbicides better sorption was observed in the silt size fractions (53-2 ?m) and in general, sorption in tropical was higher than in subtropical soils. The effect of charge sites exposure after soil physical fractionation was evident for imazethapyr increasing its sorption compared to the whole soil which shows the greatest amount of blocked sites in tropical soils.

O presente trabalho estudou os efeitos das intera»c~oes hiper¯nas em dois sistemas de ¶oxidos: RCoO3 (R = Gd e Tb) com estrutura perovskita e ¯lmes ¯nos monocristalinos de HfO2 por meio da t¶ecnica de Correla»c~ao Angular Gama-Gama Perturbada (CAP), com o objetivo de fazer um estudo sistem¶atico do comportamento da varia»c~ao do gradiente de campo el¶etrico em fun»c~ao da temperatura. Para realiza»c~ao das medidas de intera»c~oes de quadrupolo el¶etrico utilizamos como de pontas de prova os n¶ucleos 111In ¡!111 Cd e o 181Hf ¡!181 Ta. As amostras de perovskitas foram confeccionadas por meio de um processo qu¶³mico denominado Sol-Gel e as an¶alises foram realizadas com aux¶³lio de difra»c~ao de raios-X. As pontas de prova foram inseridas nas solu»c~oes qu¶³micas durante o preparo das amostras. Os ¯lmes ¯nos foram fornecidos pelo Laborat¶orio de Intera»c~oes Hiper¯nas da Universidade de Lisboa e a ponta de prova de 181Hf foi ativada por meio da irradia»c~ao do ¯lme ¯no no reator IEA-R1 do IPEN no tempo adequado a espessura do ¯lme. As medidas foram realizadas na faixa de temperatura de 10 - 1560 K. Os resultados das medidas das amostras de perovskita indicam uma depend^encia do GCE com o s¶³tio de ocupa»c~ao dos ¶atomos da ponta de prova e uma varia»c~ao do GCE com a temperatura, que pode ser explicada por transi»c~oes de spins no ¶atomo de Co. As medidas do GCE dos ¯lmes ¯nos com mesma espessura apresentam uma segunda fra»c~ao, al¶em daquela correspondente a freqÄu^encia da HfO2 em amostras de bulk. / In the present work, the Perturbed Angular Gamma-Gamma Correlation technique (PAC) was used to measure the Electric Field Gradient (EFG) in two oxide systems: RCoO3 (R = Gd, Tb) perovskite oxide and HfO2 in order to study the behavior of the EFG as a function of temperature. Electric quadrupole hyper¯ne interaction measure- ments were carried out using 111In ¡!111 Cd and 181Hf ¡!181 Ta radioactive probe nuclei. The samples were prepared through a chemical route known as Sol-Gel technique and analyzed with x-ray di®raction. Both nuclei were introduced in to the perovskite samples during the chemical procedure. The thin ¯lms were provided by the Laboratory of Hyper¯ne Interactions at the University of 181Hf Lisbon and the probe nuclei was activated by the irradiation of the thin ¯lm in the reactor of IPEN IEA-R1 at an appropriate time regarding the thickness of the ¯lm. The measurements were taken in the temperature range from 4 K to 1560 K. The results for the perovskite oxides measurements show a site-dependence of the EFG with probe-nuclei occupation and a temperature dependence of EFG that can be explained if spins transitions in Co are considered. The results of EFG measurements in the 25 nm thin ¯lm of HfO2 show a second fraction besides that corresponding to bulk.

A reação de redução de oxigênio (RRO) e a reação de oxidação do borohidreto (ROB) foram estudadas em eletrólito alcalino em eletrodos formados por diversos tipos de óxidos de manganês dopados com Ni (II) dispersos sobre carbonos Monarch 1000, MM225 e E350. As técnicas de caracterização físico-química foram difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (HR-TEM) equipado com espectrômetro de energia dispersiva de raios X (EDX). Já os estudos eletroquímicos compreenderam voltametria cíclica, curvas de polarização de estado quase estacionário além das técnicas de Espectroscopia de massas diferencial on line (DEMS) e Infravermelho com transformada de Fourier in situ (FTIR). Foi observada pequena inserção dos átomos de Ni na estrutura dos MnOx. A fase correspondente a NiMnOx/C está presente na forma de aglomerados nanocristalinos ou em forma de agulhas com tamanhos da ordem de 1,5 a 6,7 nm dependendo do tipo de carbono utilizado como substrato. Manganita (MnOOH) apresentou-se como fase preponderante para óxido de manganês disperso sobre carbono Monarch 1000 enquanto que para materiais dispersos sobre carbono MM225 e E350G a fase MnO2 esta presente em maior quantidade. Estudos eletroquímicos em camada fina utilizando eletrodo disco rotatório revelaram melhores atividade para a RRO e estabilidade para MnOx dopados com níquel. A RRO procede segundo o mecanismo peróxido, seguida pela reação de desproporcionação do íon HO2- formado. A extensão da reação de desproporcionação do íon HO2- aumenta com o aumento da quantidade de Ni. Sobre eletrocatalisadores suportados em carbonos MM225 e E350 a reação de desproporcionação é mais rápida e envolve um total de 4 e- por oxigênio molecular. As curvas de polarização para RRO obtidas na presença do íon BH4- mostraram que todos os materiais são tolerantes à presença do borohidreto. Resultados de DEMS on line e FTIR in situ mostraram que óxidos de manganês dopados com Ni além de serem ativos para RRO são também ativos para a ROB, porém há uma grande influência da composição e da morfologia dos materiais uma vez que, quando fases segregadas de Ni estão presentes nas amostras, a reação compete com a hidrólise heterogênea do BH4- levando a uma diminuição da eficiência faradaica. / The oxygen reduction reaction (ORR) and the borohydride oxidation reaction (BOR) were studied in alkaline medium on Ni (II) doped MnOx catalysts supported on different carbon powder substrates. Characterizations of physico chemical properties were made by X ray diffraction (XRD), high resolution transmition electronic microscopy (HR-TEM) equipped with X ray dispersive energy spectroscopy (EDS). Electrochemical studies involved cyclic voltammetry and oxygen reduction voltammograms. Also it was used Differential Electrochemical Mass Spectrometry on line (DEMS) and Fourier Transform Infra Red Spectrometry (FTIR) in situ. A small insertion of Ni atoms in the MnOx lattice was observed, this consisting of a true doping of the manganese oxide phase. The corresponding NiMnOx phase is present in the form of needles or agglomerates, with crystallite sizes in the order of 1.5-6.7 nm. Layered manganite (MnOOH) phase has been detected for the Monarch1000 supported NiMnOx material, while different species of MnOx phases are present at the E350G and MM225 carbons. Electrochemical studies in thin porous coating active layers in the rotating ring-disk electrode setup revealed that the MnOx catalysts present better ORR kinetics and electrochemical stability upon Ni doping. The ORR follows the so-called peroxide mechanism on MnOx/C catalysts, with the occurrence of minority HO2- disproportionation reaction. The HO2- disproportionation reaction progressively increases with the Ni content in NiMnOx materials. The catalysts supported on the MM225 and E350G carbons promote faster disproportionation reaction, thus leading to an overall four-electron ORR pathway. The results towards ORR in presence of sodium borohydride showed that all materials are tolerant to the presence of BH4- ion into some extent. DEMS on line and FTIR in situ showed that NiMnOx/C are also active toward the BOR, but there is a strong influence of the nature of the electrocatalysts with respect to the morphology, composition, the nature of the carbon substrate and the Ni load. Results indicate that the electrocatalysts containing segregate Ni phases, the bohohydride oxidation occurs together with the heterogeneous hydrolysis of the BH4- ion resulting in a decrease of the faradaic efficiency.

Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de materiais catalíticos à base de óxidos mistos, de baixo custo, para serem empregados como catalisadores mássicos, na decomposição do peróxido de hidrogênio 90%, em massa, possibilitando múltiplas partidas a frio em um micropropulsor de satélites a monopropelente. Foram utilizados diferentes métodos de síntese de óxidos mistos com altos teores de manganês e cobalto. Os materiais foram avaliados, preliminarmente, na decomposição espontânea do peróxido de hidrogênio em bancada (teste da gota). Em seguida, os catalisadores com melhores desempenhos foram selecionados e testados em um micropropulsor de 2N, onde foram monitorados o empuxo, a pressão e a temperatura da câmara do propulsor. Todos os catalisadores foram caracterizados por Adsorção de Nitrogênio, Termogravimetria, Espectroscopia Fotoeletrônica de Raios-X, Difratometria de Raios-X e Resistência Mecânica à Compressão Radial, visando correlacionar suas propriedades físico-químicas com suas atividades na decomposição catalítica do peróxido de hidrogênio concentrado. Os catalisadores denominados MnAl2 e Co4MnAl, sintetizados pelo método da co-precipitação em solução aquosa, foram aqueles que apresentaram os melhores resultados, sendo capazes de decompor espontaneamente o H2O2 sem sofrer desativação ou fragmentação após os testes. / This work aimed to develop mixed oxides, at low cost, to be used as catalysts in the decomposition of hydrogen peroxide, 90% by weight, allowing multiple starts in a microthruster of monopropellant satellites. Different synthesis methods of mixed oxides with high levels of manganese and cobalt oxides were employed. The materials were evaluated, preliminarily, in the spontaneous decomposition of hydrogen peroxide (drop test). Then, the best performing catalysts were selected and tested in a 2N microthruster, where the thrust, the pressure, and temperature in the chamber was monitored. All catalysts were characterized by nitrogen adsorption, thermogravimetry, X-ray photoelectron spectroscopy, X-ray Diffraction, and Mechanical Strength Radial Compression , aiming to correlate their physicochemical properties with their activity in the catalytic decomposition of concentrated hydrogen peroxide.The catalysts called MnAl2 and Co4MnAl, synthesized by co-precipitation in aqueous solution, were those that showed the best results, being able to spontaneously decompose H2O2 without undergoing deactivation or fragmentation after testing.

Neste trabalho estudou-se a influência da substituição de TiO2 por Ta2O5 nas propriedades estruturais e eletrocatalíticas do sistema RuO2/Ta2O5. Uma investigação sistemática das propriedades estruturais, morfológicas, eletroquímicas e eletrocatalíticas para a produção de O2 em meio ácido foi conduzida usando ânodos de composição nominal Ti/(x)RuO2(1 – x)Ta2O5 (x = 0,1; 0,3; 0,5; 0,8), preparados por decomposição térmica (450 e 500 oC por 1h sob fluxo de 5 L min-1 de O2) das misturas precursoras preparadas em isopropanol (Aldrich). Os sais de cloretos precursores foram (RuCl3.xH2O e TaCl5 – Aldrich). Análises da composição e da morfologia da camada de óxidos foram feitas antes e após os testes acelerados de vida (TAV), através das técnicas de EDX (Energia dispersiva de raios-X) e MEV (Microscopia eletrônica de varredura) respectivamente. A microscopia mostrou estrutura de “barro-rachado" para a maioria dos filmes. As análises de EDX evidenciaram uma redução do conteúdo do Ru após o TAV. Os dados sobre a estrutura foram obtidos por DRX (Difração de raios-X) e mostraram forma rutílica para o RuO2 e ortorrômbica para Ta2O5. Os voltamogramas cíclicos deste sistema em meio ácido (0,5 mol dm-3 de H2SO4) apresentaram as bandas características da dupla Ru(III) / Ru(IV). Em baixos sobrepotenciais, o coeficiente de Tafel, b, apresenta valores entre 40 mV e 60 mV. Os valores de resistência ôhmica (0,5 – 2,0 W) sugerem que a queda ôhmica do sistema pode ser atribuída principalmente à resistência da solução. A atividade eletrocatalítica apresentou uma forte dependência em relação ao conteúdo de RuO2 no filme, aumentando conforme o aumento da quantidade de RuO2 na composição. A estabilidade do sistema foi avaliada pelo TAV, utilizando eletrólise a corrente constante (750 mA cm-2 e T = 80 oC em solução de H2SO4 0,5 mol dm-3). As análises dos resultados mostraram uma relação entre o tempo de operação do eletrodo e a quantidade do componente ativo (RuO2). A substituição de titânio por tântalo (x = 0,5) apresentou uma melhora considerável (54%) no tempo de operação destes óxidos. Estes resultados apontam o sistema Ru/Ta como um recobrimento bastante promissor para operação em condições drásticas. / In this work it was investigated the structural and electrochemical properties of the RuO2/Ta2O5 system. A systematic investigation of structural, morphologic, electrochemical and eletrocatalytic properties for O2 evolution from acidic solutions was conducted using anodes of nominal composition Ti/(x)RuO2(1 + x) Ta2O5 (x = 0.1; 0.3; 0.5; 0.8), prepared from appropriate mol ratio by thermal decomposition (450 and 500 oC for 1 h under O2-flux of 5 L min-1) from alcoholic (isopropanol – Aldrich) solutions of the precursors mixtures (RuCl3.xH2O and TaCl5 - Aldrich). Analyses of the composition and the morphology of the oxide layer were investigated before and after accelerated life tests (ALT), through EDX techniques (Energy Dispersive X-rays) and SEM (Scanning Electron Microscopy) respectively. SEM results showed typical mud-flat-cracking morphology for the majority of the films. EDX analyses even after total deactivation evidenced the reduction of the content of Ru in the coating. Structure data have been obtained by XRD (X-rays diffraction) and which showed the rutile-type struture for RuO2 and orthorhombic one for Ta2O5. Cyclic voltammograms of this system where registered in acidic solutions (0.5 mol dm-3 of H2SO4). The observed peak has been attributed to the solid-state redox transition of Ru(III)/Ru(IV). At low overpotentials, Tafel slope, b, ranges from 40 - 60 mV. The RW-values found (0.5 – 2.0 W), are in agreement with other RuO2-based oxide electrodes. This is a good evidence that the ohmic drop of the system can be attributed mainly to solution resistance. The eletrocatalytic activity shows a strong dependence with the RuO2 content in the film. The stability of the electrodes are evaluated by the ALT, performed at 0.5 mol dm-3 in aqueous H2SO4 (750 mA cm-2 and T = 80 oC). The results shows a straight relation between the ALT-values and the amount of active component (RuO2) presented in the coating. Changing TiO2 by Ta2O5 (x = 0.5) showed a considerable improvement (54%) in the ALT-values of these oxides. These results it is a good indication that Ru/Ta system might be a promising coating to operate under drastic conditions.