Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T14:03:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 268698.pdf: 1098788 bytes, checksum: 3cc37564a280d2c14b34af53010b4309 (MD5) / Este trabalho calcula a seção de choque diferencial elástica (DCS), a seção de choque integral (ICS) e a seção de choque de momento transferido (MTCS) usando o Método das Frações Continuada (MCF). O Método das Frações Continuadas (MCF) é um método iterativo proposto por J. Horacek e T. Sasakawa [1] que calcula a matriz de reatância R para espalhamentos elásticos elétron-molécula para moléculas de camada fechada de qualquer simetria. Os potenciais de interação elétron-molécula usados nos cálculos neste trabalho são: o potencial estático com potenciais modelos para os efeitos de troca, correlação e polarização. Para o efeito de troca usam-se dois potenciais modelos amplamente conhecidos, o FEG (Modelo de Gás de Elétrons de Hara) [2] e o SEMI (Modelo semiclássico) [3, 4]. Para o efeito de polarização e correlação usa-se o modelo de Padial e Norcross [5]. A título de teste para os cálculos executado neste trabalho escolhe-se duas moléculas, a molécula de H2 por ser a mais simples e a molécula de H2O por possuir muitos dados experimentais e devido sua importância, embora seja uma molécula extremamente difícil de estudar devido à sensibilidade nos resultados causada por seu grande momento de dipolo. Calculam-se então as seções de choque diferencial (DCS), as seções de choque integral (ICS) e as seções de choque de momento transferido (MTCS) para essas moléculas teste comparando-as com dados experimentais presentes na literatura para energias variando de 1,0 a 5,0 eV para H2 e 4,0 a 50,0 eV para H2O. A molécula de fato de interesse neste trabalho é a biomolécula do ácido fórmico HCOOH (CH2O2), pois descobertas recentes de Sanches e col. [6,7] verificaram que há destruição do DNA em biomoléculas devido á incidência de elétrons com energia baixa. Mediante esta constatação aumentou-se significativamente o interesse por esses tipos de moléculas e particularmente á molécula de HCOOH serve como prelúdio para futuros estudos em outras biomoléculas mais complexas. Como a molécula HCOOH possui pouca simetria ela satisfaz o escopo deste trabalho, pois o MCF foi desenvolvido para moléculas sem ou com pouca simetria. Obtêm-se então as seções de choque diferencial (DCS), as seções de choque integral (ICS) e as seções de choque de momento transferido (MTCS) e compara-se com dados presentes na literatura para energia incidente de 1,8 eV a 50,0 eV.

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química / Made available in DSpace on 2013-06-25T20:46:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 308822.pdf: 2752083 bytes, checksum: 999723ed33492c2f8c1c7ace1e03cadb (MD5) / Este trabalho propõe a solubilização com ácido fórmico como um procedimento alternativo à digestão ácida no preparo de amostras biológicas. O uso de um micronebulizador ou de um vaporizador eletrotérmico para a introdução da solução da amostra num espectrômetro de massa com plasma indutivamente acoplado, visando à determinação de elementos traço também foi proposta. O preparo de amostras biológicas usando ácido fórmico é fácil, rápido e eficiente quando realizado a 90 ºC, é baixo custo e não exige nenhum equipamento especial, além de um sistema para o aquecimento das amostras, permitindo elevada frequência analítica. O procedimento proposto produz pequena quantidade de resíduos e permite a análise de quantidade pequena da amostra, além de fazer o uso de apenas um reagente, que pode ser obtido em elevado grau de pureza, diminuindo-se as possibilidades de contaminação da amostra. Embora o uso de ácido fórmico na solubilização de amostra resulte em soluções com elevado teor de compostos orgânicos, a análise dessas soluções pode ser facilmente realizada por ICP-MS, usando-se sistemas adequados para a introdução de amostras, como o nebulizador microconcêntrico ou o vaporizador eletrotérmico. Usando o micronebulizador é possível a introdução de soluções com até 90% (v/v) de ácido fórmico no plasma sem causar perturbações no mesmo e sem a formação de depósitos de carbono nos cones da interface. Usando-se potência de radiofrequência de 800 W e vazão do gás do nebulizador de 0,7 L min-1 foi obtida melhor sensibilidade e os menores sinais de interferentes poliatômicos, permitindo a determinação multielementar de 18 elementos usando-se a calibração externa com solução de calibração contendo ácido fórmico 50% (v/v) e 103Rh+ como padrão interno. Os limites de detecção variaram de 0,5 mg kg-1 (Tl) a 220 mg kg-1 (Fe). Usando-se o vaporizador eletrotérmico como sistema de introdução de amostra, o número de elementos que pode ser quantificado em uma mesma análise fica limitado devido às diferenças nas propriedades térmicas dos elementos e pela incapacidade do instrumento utilizado medir sinais transientes rápidos; mesmo assim, foram quantificados 8 elementos. A melhor sensibilidade e os menores sinais de interferentes foram obtidos com potência de radiofrequência de 1300 W, pirólise em 1000 ºC e vaporização em 2400 ºC, com 2 mg de paládio como modificador/carreador. Foram obtidos resultados satisfatórios usando soluções de calibração sem ou com ácido fórmico 5% (v/v) com limites de detecção que variaram de 0,01 mg kg-1 (Co) a 850 mg kg-1 (Fe). Os parâmetros de mérito obtidos usando os dois sistemas de introdução de amostra no plasma são da mesma ordem de grandeza, entretanto o nebulizador microconcêntrico é sistema mais prático, apresenta menor custo de capital e não exige nenhum material de consumo. A frequência analítica usando o nebulizador microconcêntrico é aproximadamente 6 vezes maior do que usando o vaporizador eletrotérmico. Baseadas nessas características, o nebulizador microconcêntrico é o sistema indicado para a análise de rotina. / In this work, the solubilization with formic acid is proposed as an alternative procedure to acid digestion for biological samples preparation. The use of a micronebulizer or an electrothermal vaporizer for the introduction of sample solution in an inductively coupled plasma mass spectrometer for the trace elements determination is also proposed. The solubilization of biological samples using formic acid is fast, easy and efficient when performed at 90 °C, has low cost, not requiring especial equipment, except a system to heat the mixture, allowing high sample throughput. The proposed procedure produces little laboratory waste, allows the use of a small amount of sample and uses only one reagent, which can be obtained at high purity degree, reducing the possibility of contamination. Although the sample solubilization with formic acid results in a solution with high load of organic compounds, the analysis of these solutions can be easily performed by ICP-MS using an appropriate sample introduction system, such as a micronebulizer or an electrothermal vaporizer. Using a micronebulizer, it is possible to introduce into the plasma solutions with up to 90% v/v formic acid without plasma disturbance and without the formation of carbon deposits on the cones and interface. Using a radiofrequency power of 800 W and nebulizer gas flow rate of 0.7 L min-1 the better sensitivity and lower signals of polyatomic interferences were obtained, allowing the multielemental determination of 18 elements using external calibration with standard solution containing 50% v/v formic acid and 103Rh+ as internal standard. The detection limits were from 0.5 mg kg-1 (Tl) to 220 mg kg-1 (Fe). Using the electrothermal vaporizer as a sample introduction system, the number of elements that can be quantified in the same analysis is limited due to differences in the thermal properties of the elements and the instrument incapability to register fast transient signals, even so, eight elements were quantified. The best sensitivity and the lowest interfering signals were obtained with a radiofrequency power of 1300 W, pyrolysis at 1000 °C, vaporization at 2400 °C and 2 mg of palladium as modifier/carrier. Satisfactory results were obtained using calibration with standard solutions containing or not formic acid 5% v/v. The detection limits were from 0.01 mg kg-1 (Co) to 850 mg kg-1 (Fe). The merit parameters obtained using the two sample introduction systems were at the same intensity order, however the microconcentric nebulizer is more practical, has a lower cost and not requires consumables. The sampling throughput using a microconcentric nebulizer is approximately 6 times higher than using the electrothermal vaporizer. Based on these characteristics the microconcentric nebulizer system is the best choice for routine analysis.

Orientador: Eduardo Gonçalves Ciapina / Coorientador: Roberto Zenhei Nakazato / Banca: Sydnei Ferreira dos Santos / Banca: Heloisa Andrea Acciari / Resumo: Nanoestruturas de (Pd) paládio tem atraído crescente interesse devido às suas propriedades eletrocatalíticas, em especial frente às importantes reações relacionadas às células a combustível, como a oxidação de ácido fórmico/formiato. Neste trabalho de dissertação de mestrado foi investigado o efeito do tamanho de cristalito de nanopartículas de paládio suportadas em carbono de alta área superficial (Pd/C) no comportamento eletroquímico em meio alcalino (KOH 0,1 mol L-1) e na oxidação de ácido fórmico/formiato (0,5 mol L-1). As nanopartículas foram preparadas por redução química em meio aquoso do precursor de paládio (PdCl2) por borohidreto de sódio em solução contendo concentrações variadas de íons citrato, visando obter partículas com tamanhos distintos. Os eletrocatalisadores de Pd/C foram caracterizados por difratometria de Raios-X, que permitiu o cálculo do tamanho médio do cristalito. A caracterização eletroquímica foi realizada em meio alcalino (KOH 0,1 mol L-1) por meio da voltametria cíclica. Os resultados evidenciaram interessantes aspectos da adsorção de OH- para a formação de PdO, em especial maior tendência para a formação de PdO em cristalitos menores. O estudo da eletro-oxidação de ácido fórmico/formiato foi realizado pelas técnicas de voltametria cíclica e cronoamperometria. A atividade eletrocatalítica obtida a potencial constante revelou-se dependente do tamanho dos cristalitos, apresentando uma curva do tipo de "vulcão", com um máximo de atividade para crist... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Palladium (Pd) nanostructures have attracted increased interest due to their electrocatalytic properties, in particular towards important Fuel Cells- related reactions, such as formic acid/formate oxidation. In this work, the effect of the crystallite size of carbon-supported palladium nanoparticles on their electrochemical properties and electrocatalytic activity for the oxidation of formic acid/formate was studied. The nanoparticles wereprepared by chemical reduction in aqueous medium of palladium chloride (PdCl2) precursor with sodium borohydride in solution containing varying concentrations of citrate ions in order to obtain particles with different sizes. All Pd/C electrocatalysts were characterized by X-ray diffractometry, from which the crystallite size was determined. Electrochemical characterization was carried out in alkaline medium by cyclic voltammetry.. The results pointed out interesting aspects of the adsorption of the OH ion for the formation of PdO, especially a higher affinity for OH adsorption for small crystallites than large ones. The oxidation of formic acid/formate was investigated by cyclic voltammetry and chronoamperometry. The electrochemical activity at constant potential exhibited a volcano-like dependency with the crystallite size, with a maximum catalytic activity for particles presenting crystallite sizes of 7.5 nm / Mestre

Orientador: Antonio Carlos Dias Ângelo / Coorientador: Aguinaldo Robinson de Souza / Banca: Adalgisa Rodrigues de Andrade / Banca: Julio Ricardo Sambrano / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Resumo: O grande desafio a ser vencido para a utilização de células a combustível de oxidação direta de álcoois (DAFC) refere-se ao desenvolvimento de eletrocatalisadores que favoreçam a oxidação direta do combustível a CO2 e que sejam menos susceptíveis ao envenenamento por intermediários/produtos de reação. Fases intermetálicas ordenadas de Pt têm sido propostas como materiais eletrocatalisadores para estas reações pelo fato de poderem aliar a excelente capacidade de adsorção do orgânico pelos sítios de platina e minimizarem a ação de bloqueadores superficiais. Não menos importante, essa classe de materiais apresenta uma estabilidade físico-química acentuadamente superior a materiais obtidos por deposição de íons metálicos e, desta forma, é mais apropriada para ser empregada diretamente em sistemas reais. Baseado em estudos anteriores a respeito dos materiais obtidos por deposição de íons metálicos sobre a superfície de platina e também estudos preliminares de oxidação de orgânicos em fases intermetálicas ordenadas de PtBi, este trabalho apresenta os resultados obtidos através do estudo da eletrocatálise das reações de oxidação do ácido fórmico e do metanol sobre as fases intermetálicas PtMn, PtMo, PtPb, PtSb e PtSn, em meio ácido. Através dos resultados obtidos utiizando-se a técnica de voltametria cíclica, para a oxidação do ácido fórmico e do metanol, é possível concluir que todos os intermetálicos apresentaram um deslocamento do potencial de início de oxidação para valores menos positivos, em relação à platina, indicando assim uma menor energia necessária para que o processo de oxidação ocorra sobre essas duperfícies. Com a técnica de Eletrodo de Disco Rotatório (RDE), verificou-se que há um aumento da densidade de corrente cinética, em relação a Pt, para os intermetálicos PtMn e PtPb, na oxidação do ácido fórmico e para PtPb e PtSb, na oxidação do ácido fórmico... / Abstract: The great challenge to be won for the use of direct oxidation of alcohols fuel cells (DAFC) refers to the electrocatalytic development that favor the direct oxidation of the fuel CO2 and that are less susceptible to the poisoning by intermediates/products of reaction. Ordered intermetallic phases of Pt have been proposed as electrocatalytic materials for these reactions for the fact of they could ally the excellent capacity of adsorption of the organic for the platinum sites and they minimize the action of blocking superficial. No less important, that class of materials presents a physicochemical stability strongly to materials obtained by deposition of metallic íons and, this way, it is more appropriate to be used directly in real systems. Based on previous studies regarding the materials obtained by deposition of metallic íons on the platinum surface and also preliminary studies of oxidation of organic in ordered intermetallic phases of PtBi, this work presents the results obtained through the study of the electrocatalysis of the reactions of oxidation of the formic acid and of the methanol on the intermetallic phases PtMn, PtMo, PtPb, PtSb and PtSn, in acid middle. Through the obtained results being used the cyclic voltammetry technique, for the oxidation of the formic acid and of the methanol, it is possible to end that all of the intermetallic presented a displacement of the potential at the beginning of oxidadtion for less positive values, in relation to the platinum, indicating like this a smaller necessary energy so that the oxidation process happens on those surfaces. With a Rotating Disc Electrode technique (RDE), it was verified that there is an increase of the kinetic density, in relation to Pt, for the intermetallic PtMn and PtPb, in the oxidation of the formic acid and for PtPb and PtSb, in the oxidation of the formic acid and for PtPb and PtSb, in the oxidation of the methanol, attesting like this the best activity of... / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-04-19Bitstream added on 2014-06-13T18:50:39Z : No. of bitstreams: 1 antoniassi_bs_me_bauru.pdf: 1977733 bytes, checksum: 9dd271c973d63a540d0f517fcfe56409 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O grande desafio a ser vencido para a utilização de células a combustível de oxidação direta de álcoois (DAFC) refere-se ao desenvolvimento de eletrocatalisadores que favoreçam a oxidação direta do combustível a CO2 e que sejam menos susceptíveis ao envenenamento por intermediários/produtos de reação. Fases intermetálicas ordenadas de Pt têm sido propostas como materiais eletrocatalisadores para estas reações pelo fato de poderem aliar a excelente capacidade de adsorção do orgânico pelos sítios de platina e minimizarem a ação de bloqueadores superficiais. Não menos importante, essa classe de materiais apresenta uma estabilidade físico-química acentuadamente superior a materiais obtidos por deposição de íons metálicos e, desta forma, é mais apropriada para ser empregada diretamente em sistemas reais. Baseado em estudos anteriores a respeito dos materiais obtidos por deposição de íons metálicos sobre a superfície de platina e também estudos preliminares de oxidação de orgânicos em fases intermetálicas ordenadas de PtBi, este trabalho apresenta os resultados obtidos através do estudo da eletrocatálise das reações de oxidação do ácido fórmico e do metanol sobre as fases intermetálicas PtMn, PtMo, PtPb, PtSb e PtSn, em meio ácido... / The great challenge to be won for the use of direct oxidation of alcohols fuel cells (DAFC) refers to the electrocatalytic development that favor the direct oxidation of the fuel CO2 and that are less susceptible to the poisoning by intermediates/products of reaction. Ordered intermetallic phases of Pt have been proposed as electrocatalytic materials for these reactions for the fact of they could ally the excellent capacity of adsorption of the organic for the platinum sites and they minimize the action of blocking superficial. No less important, that class of materials presents a physicochemical stability strongly to materials obtained by deposition of metallic íons and, this way, it is more appropriate to be used directly in real systems. Based on previous studies regarding the materials obtained by deposition of metallic íons on the platinum surface and also preliminary studies of oxidation of organic in ordered intermetallic phases of PtBi, this work presents the results obtained through the study of the electrocatalysis of the reactions of oxidation of the formic acid and of the methanol on the intermetallic phases PtMn, PtMo, PtPb, PtSb and PtSn, in acid middle... (Complete abstract, click eletronic address below)