Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2016-05-04T13:53:54Z No. of bitstreams: 1 arquivo total.pdf: 4473867 bytes, checksum: e3130e71f9f870684d06304ce755007d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-04T13:53:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivo total.pdf: 4473867 bytes, checksum: e3130e71f9f870684d06304ce755007d (MD5) Previous issue date: 2015-08-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This paper describes the development of a method for quantification Cd2+, Pb2+ and Cu2+ cations, in teas, performed simultaneously, using Square Wave Anodic Stripping Voltammetry carbon nanotube paste electrode modified with bismuth film. Tea is one of the most beneficial and consumed beverage through the world, being prepared from the infusion parts of the plant Camellia sinensis. Most commonly this kind of tea presents metal ions, such as Cd 2+, Pb 2+ and Cu 2+, which offers health risk, in case of being ingested above the limit. To detect these metals, it is necessary to make use of techniques with high sensitivity. The spectrometric methods are the most widely used, but they have a high cost, are laborious and expensive. The voltammetric techniques are characterized by being inexpensive and having equal sensitivity, and even greater than some spectrometric methods. The parameters of the technique used were obtained after optimization with fractional factorial design. The tea samples were prepared through digestion with heating by microwave radiation in a closed system using diluted nitric acid and hydrogen peroxide. The method was validated based on the sample certified plant tissue (forage Marandu) and applied in green and black tea samples. Recoveries of cations Cd 2+, Pb 2+ and Cu 2+ ranged from 79.3 to 107.6%, the certified sample, and 73.3 to 122.1% in the evaluated samples of teas. The detection limits obtained in the simultaneous analysis of Cd 2+, Pb 2+ and Cu 2+ were 0.16; 0.20; 0.39 ug L-1, respectively. Cu2 + was detected only in samples of tea, but the method was efficient for the simultaneous quantification of all metals in the matrix assessed after the addition and recovery. / Este trabalho descreve o desenvolvimento de um método de quantificação dos cátions Cd2+, Pb2+ e Cu2+, em chás, realizada de forma simultânea, empregando voltametria de onda quadrada por redissolução anódica com eletrodo de pasta de nanotubo de carbono modificado por filme de bismuto. O chá é uma das bebidas mais benéficas e consumidas no mundo, sendo preparado a partir da infusão de partes da planta Camellia sinensis. Normalmente são encontrados cátions metálicos, como o Cd2+, Pb2+ e Cu2+, que se ingeridos acima do limite máximo representam riscos à saúde. Para detectar esses metais é necessário fazer uso de técnicas com alta sensibilidade. Os métodos espectrométricos são os que mais amplamente tem sido utilizado, porém apresentam custo elevado, são laboriosos e dispendiosos. As técnicas voltamétrica caracterizam-se por serem baratas e possuir sensibilidade igual e até maior que alguns métodos espectrométricos. Os parâmetros da técnica utilizada foram obtidos após otimização com planejamento fatorial fracionário. As amostras de chá foram preparadas via digestão com aquecimento por radiação micro-ondas em sistema fechado empregando ácido nítrico e peróxido de hidrogênio diluídos. A validação do método foi realizada com base na amostra certificada de tecido vegetal (forrageira Marandu) e aplicada em amostras de chá verde e preto. As recuperações dos cátions Cd2+, Pb2+ e Cu2+ variaram de 79,3 a 107,6%, na amostra certificada, e de 73,3 a 122,1% nas amostras de chás avaliadas. Os limites de detecção obtidos na análise simultânea de Cd2+, Pb2+ e Cu2+, foram 0,16; 0,20; 0,39 μg L-1, respectivamente. Foi detectado apenas Cu2+ nas amostras de chá, porém o método se mostrou eficiente para quantificação simultânea de todos os metais na matriz avaliada após a adição e recuperação.

Made available in DSpace on 2015-03-26T14:01:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2835217 bytes, checksum: b3fc87e9e63a523c32790c1de91c6b8a (MD5) Previous issue date: 2010-06-14 / Most of the Kraft pulp produced in the world come from continuous digesters. Digester corrosion has become a significant topic for the pulp and paper industry since it brought about the need for high expenditures with repairs, replacement of components and upgrade of materials, as well as losses in connection with unplanned outages. Risks to life and property are also significant, as catastrophic failure of pressure bearing equipment may also result. From the Eighties to present days, corrosion problems in many pulp and paper mills around the world have been increasing, for reasons ranging from materials and design aspects of the digesters themselves, to process modifications introduced ever since. The present work examines this scenario, studies the corrosive behavior of continuous digesters in its several forms, and seeks to indicate the main causes. Actual corrosion cases are presented and the main current protective technologies are discussed. Electrochemical testing, metallurgical analyses, corrosivity testing and field inspections are used to support the discussions and conclusions. Highlight is given to the field experience with a type 316 stainless-clad digester, the only known continuous cooker built in such material in the industry, whose prospective corrosion hazards prompted the execution of studies and protective measures that are unique for stainless cooking vessels. The risks to carbon or austenitic stainless steel digesters running on modern cooking processes are demonstrated to be significant. The effectiveness of the main protective technologies, as well as the compatibility among them, was proved. The need to include these technologies in cooking plant retrofit projects was established. / A maior parte da celulose Kraft produzida no mundo provém de digestores contínuos. A corrosão destes digestores tornou-se uma questão relevante para a indústria de celulose, na medida em que trouxe a necessidade de elevados gastos com reparos, substituições de componentes e melhoria de materiais, bem como prejuízos por paralisações imprevistas e prolongadas da produção. O risco ao patrimônio e à vida humana é também considerável, já que há possibilidade real de falhas catastróficas em equipamentos pressurizados. Desde a década de 80 até os dias atuais, os problemas de corrosão em digestores de muitas fábricas de celulose Kraft vêm se acentuando, por razões que vão desde materiais e aspectos construtivos dos próprios digestores até mudanças nos processos desde então introduzidas. O presente trabalho examina este cenário, estuda o comportamento corrosivo dos digestores contínuos em suas diversas formas e procura evidenciar as principais causas. Casos reais de corrosão e proteção são apresentados e as principais tecnologias protetoras atualmente disponíveis são discutidas. Testes eletroquímicos, análises metalúrgicas, testes de corrosividade e inspeções de campo são utilizados para suportar as discussões e conclusões. Destaca-se a experiência com um digestor revestido em aço inoxidável tipo 316,sem similar conhecido, cujos riscos potenciais de corrosão instaram a execução de estudos e a adoção de providências inéditas para digestores em material inoxidável. Os riscos de corrosão dos digestores em aço carbono ou inoxidável austenítico operando com processos atuais são evidenciados como sendo significativos. A eficácia das principais tecnologias protetoras, bem como a compatibilidade entre elas, foi comprovada. A necessidade de inclusão destas tecnologias em projetos de retrofit de cozimento foi estabelecida.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de métodos voltamétricos para a determinação de zinco em amostras comerciais de polivitamínicos, talco e materiais artísticos para pintura (giz pastel) combinando uma extração alcalina com solução aquosa de NaOH 1,0 mol L-1 e eletrodos quimicamente modificados com bismuto. Foram utilizados dois eletrodos para a quantificação de zinco nas amostras, eletrodo de filme de bismuto (BiFE) crescidos in situ sobre carbono vítreo e eletrodo de pasta de carbono quimicamente modificado com a resina de troca iônica fortemente ácida Amberlite® IR 120 e nanoestruturas de bismuto (EPCAmbBi). Verificou-se que a melhor concentração de Bi3+ para o crescimento do filme de Bi sobre carbono vítreo foi 4,0 μmol L-1 utilizando uma solução aquosa de tampão acetato 0,1 mol L-1 (pH = 4,5) como eletrólito de suporte. A melhor condição para a formação das nanoestruturas de Bi no EPC modificado com 10% de Amberlite® IR 120 foi a utilização de 30 s de pré-concentração (circuito aberto) em uma solução aquosa de Bi3+ 0,5 mmol L-1 (pH = 5,5) preparada com a solução do eletrólito de suporte. A curva analítica obtida para o Zn2+ utilizando o BiFE apresentou uma região linear de 0,5 a 5,0 μmol L-1 o valor de Limite de Detecção (LD) foi de 41 nmol L-1. Para o EPCAmbBi foi observado um único intervalo linear na curva analítica construída variando a concentração do Zn2+ de 0,05 a 8,2 μmol L-1, o LD obtido nesta curva foi igual a 10 nmol L-1. O EPCAmbBi apresentou picos de redissolução anódica para Zn2+ mais intensos e estreitos e, portanto, com melhor perfil voltamétrico, com uma sensibilidade superior à obtida com o BiFE. Além disso, o EPCAmbBi apresentou um LD menor do que o obtido com o BiFE. A extração alcalina foi um procedimento de pré-tratamento de amostra eficiente para extrair o Zn2+ da matriz de amostras sólidas, além disso, este método de extração é menos susceptível à interferências do Cu2+, uma vez que este permanece insolúvel como Cu(OH)2 durante a extração. A combinação da extração alcalina com o EPCAmbBi mostrou-se uma forma simples, rápida, eficiente e de baixo custo para a determinação de zinco em amostras de formulações farmacêuticas e de materiais artísticos para pintura (giz pastel), podendo ser empregada como um método alternativo e de menor custo em relação à espectroscopia de absorção atômica. / This dissertation presents the development of voltammetric methods to zinc determination in multivitamin commercial samples, talc, and art materials for painting (soft pastel) combining an alkaline extraction with 1.0 mol L-1 NaOH aqueous solution and bismuth modified electrodes. Two electrodes were used to zinc quantification in the samples, bismuth film electrode (BiFE) plated in situ onto glassy carbon and carbon paste electrode chemically modified with strongly acidic ion exchange resin Amberlite® IR 120 and bismuth nanostructures (EPCAmbBi). It was verified that the best concentration of Bi3+ for Bi film deposition onto glassy carbon was 4.0 μmol L-1 using an 0.1 mol L-1 acetate buffer aqueous solution (pH = 4.5) as supporting electrolyte. The best condition to formation of Bi nanostructures in the EPC modified with 10 % Amberlite® IR 120 was the use of 30 s to pre-concentration (open circuit) in 0.5 mmol L-1 Bi3+ aqueous solution (pH 5.5) prepared with supporting electrolyte solution. The obtained analytical curve for Zn2+ using BiFE presented linear range from 0.5 to 5.0 μmol L-1, the limit of detection (LD) was 41 nmol L-1. For EPCAmbBi only one linear range was observed for the analytical curve varying the Zn2+ concentration from 0.05 to 8.2 μmol L-1, LD obtained in this curve it was equal to 10 nmol L-1. The EPCAmbBi presented the most intense and sharp anodic stripping peaks for Zn2+ presenting, therefore, a better voltammetric profile, with sensitivity higher than obtained with the BiFE. Moreover, the EPCAmbBi presented a LD lower than that obtained with the BiFE. Alkaline extraction was an efficient sample pretreatment to extract Zn2+ from solid samples, besides that, this procedure was less susceptible to interferences from Cu2+, since it remains at extracting vessel as insoluble Cu(OH)2. The combination of alkaline extraction with the EPCAmbBi is a simple, fast, efficient and low cost for the zinc determination in pharmaceutical formulations and art materials for painting (soft pastel) samples, which can be employed as a low-cost alternative method to the atomic absorption spectroscopy. / Dissertação (Mestrado)

Orientadores: Gilberto Medeiros Ribeiro, Mônica Alonso Cotta / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-17T12:21:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FernandezSiles_PabloRoberto_D.pdf: 92147655 bytes, checksum: 90f1bd2777802f404d54c2932a48220c (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Os mecanismos de confinamento e transporte em escala nanométrica continuam a ser um desafio em Física do Estado Sólido, uma vez que tanto a dimensionalidade quanto o tamanho dos dispositivos continuam a ser reduzidos. Desta forma, o estudo e entendimento do transporte em materiais amorfos e nano-cristalinos, que apresentam acoplamento de processos de transporte eletrônico e iônico é de grande relevância atualmente. Neste sentido, aplicações tecnológicas que incluem desde o desenvolvimento de sensores (TiO2) até a fabricação de novos dispositivos de memórias com características não voláteis ¿ dispositivos memoristores ¿ podem ser citadas. Esta tese consiste no estudo de propriedades de transporte em nanoestruturas semicondutoras. Dois tipos de estruturas são investigados: i) pontos quânticos autoformados de InAs sobre substratos de GaAs, e ii) dispositivos memoristores produzidos por meio de litografia por oxidação anódica local (LAO), considerando estruturas do tipo Ti-TiO2-Ti. Técnicas de Espectroscopia de Capacitância, considerando fatores de tipo estrutural (barreira de tunelamento) e experimental (temperatura, frequência e voltagem), podem ser utilizadas para a determinação dos mecanismos de transporte, densidades de estados, concentração de impurezas etc, no caso do sistema III-V InAs/GaAs. No caso do TiO2, crescido por meio de Sputtering DC, processos de caracterização permitem apontar características ópticas, por meio de Elipsometria, características estruturais, por Microscopia de Força Atômica (AFM) e Difração de Raio-X (XRD), e a composição química, por Espectroscopia de Fotoelétrons por Raio-X (XPS) e Retro-Espalhamento Rutherford (RBS). Finalmente, a litografia por oxidação anódica local pormeio de AFM permite desenhar as estruturas do tipo metal-óxido-metal, que apresentam características elétricas de chaveamento entre estados de alta e baixa condutividade, dependentes da frequência ¿ sinais típicos do comportamento memoristivo. O estudo dos pontos quânticos permite calibrar os mecanismos de transporte por meio de Espectroscopia de Capacitância. Já os dispositivos memoristores, conformados por estruturas planares, e fabricados neste trabalho por meio de litografia por oxidação local, permitem identificar importantes características elétricas retificadoras que apresentam um comportamento elétrico não volátil. Estas características memoristivas são promissoras, pois possibilitam avançar no entendimento e fabricação de um novo tipo de dispositivos com o potencial de se tornar uma nova geração de dispositivos de memória não voláteis / Abstract: As the dimension and size of electronic devices continue to be reduced, confinement and transport mechanisms at nanometric scale remains nowadays as a great challenge in Solid State Physics. Thus, the study and understanding of transport processes in amorphous and nanocrystalline materials ¿ characterized by the coupling of electronic and ionic behavior ¿ becomes highly relevant currently. Technological applications comprise for example the development of sensors (TiO2) and the fabrication of new memory devices with non volatile characteristics ¿ memristor devices. This thesis is intended to study transport properties in semiconducting nanostructures. Two different kinds of structures are investigated: i) self-assembled InAs quantum dots grown on GaAs substrates and ii) memristor devices produced by means AFM Local Anodic Oxidation Lithography (LAO), considering planar Ti-TiO2-Ti structures. Considering structural (tunneling barrier) as well as experimental factors (temperature, frequency and gate bias), Capacitance Spectroscopy is implemented here. This technique supplies information for the determination of transport mechanisms, density os states, concentration of impurities etc, considering the III-V system (InAs/GaAs). In the case of the TiO2 thin films are prepared by means of Sputtering DC. A characterization process permits to point out optical properties, by means of Elipsometry, structural properties, by means of Atomic Force Microscopy and X-Ray Diffraction, and chemical characteristics, by means of X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and Rutherford Backscattering (RBS). Finally, an AFM Local Anodic Oxidation lithography technique permits to design metal-oxide-metal structures. These structures are characterized by frequency-dependent conductive switching states ¿ typical signature of memristive behavior. Quantum dots studies permit to perform a calibration of transport mechanisms by means of Capacitance Spectroscopy. On the other hand, the planar memristor devices fabricated in this work by means of Local Anodic Oxidation present important rectifying electrical characteristics with non volatile behavior. This memristor approach permits to put forward in the understanding and fabrication of a new family of devices with the potential to become a new generation of non volatile memory devices / Doutorado / Física da Matéria Condensada / Doutor em Ciências

Orientador: Margarita Ballester F. Santos / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T11:08:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kawakami_Kenji_D.pdf: 19175620 bytes, checksum: b6a661ea70e2abc1018ffcac8a295caa (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Não informado / Abstract: In this work is developped a procedure for evaluation of oxides films properties. Through Electrochemical Impedance Spectroscopy, by obtaining from Bode diagrams a capacitance and dissipation coefficient. It is proposed a mathematical model for the metal-oxide-eletrolute system description based on na equivalent circuit. The oxide films properties are evaluated by fitting procedure. The technique . is applied to Ti-6AI-7Nb anodized alloys, used as a substitute for Ti-6AI-4Valloy, in surgical aplications. The results show the possibility of film properties evaluation from direct analysis of Bode diagrams / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vivia Ruth Abrantes Goncalves.pdf: 252235 bytes, checksum: 3bf6fe972171ed66057ab5014847e3d9 (MD5) Previous issue date: 2008-02-12 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Brazil is pioneering in the use of ethanol as combustible. It is a renewable fuel that is contributing for to reduce the levels of CO2 emission in the atmosphere, but that present contaminant such as Zn, Cu, Cd, Fe, Cl, Ni, Co e Pb metals. The presence of heavy metals in fuel ethanol is obtained in different steps as production and storage of ethanol, therefore, the monitoring of these inorganic contaminants is of fundamental importance for the quality of the fuel ethanol. Due to high sensibility of stripping voltammetric techniques for quantification of heavy metals and a few number of works in the literature for this kind of matrix, the objective of this work was optimize a procedure in order to contribute to this important subject that is the determination of metal trace in fuel ethanol, using a mercury film electrode (MFE). The following parameters were optimized: supporting electrolyte concentration, preconcentration time, deposition potential, scan rate, pulse amplitude, pH and composition of the reaction medium. Sensitivity was evaluated through the peak current in the simultaneous determination of Cd(II), Pb(II) and Cu(II) metal ions. The results optimized were: concentration HNO3: 5,0 x 10-3 mol.L-1, tpre: 6 minute, Edep: -700 mV, pH: 2.0 and composition of the water/ethanol mix solution (80/20%). Concentrations of Cd(II), Pb(II) and Cu(II) were studied in the concentration range between 2,0 x 10-9 and 1,0 x 10-8 mol.L-1 and the analytical curves presented good correlation coefficients (near 1,0) and sensitivity amperometric with the following values for Cd(II), Pb(II) e Cu(II) metal ions, respectively: 37.5 A.L.mol-1, 31.5 A.L.mol-1 e 77.4 A.L.mol-1. The detection limits found for Cd(II), Pb(II) and Cu(II) were of 4.2 x 10-10 mol.L-1, 4.6 x 10-10 mol.L-1 and 9.0 x 10-10 mol.L-1, respectively. The quantification limits were 1.4 x 10-9 mol.L-1, 1.5 x 10-9 mol.L-1 and 2.0 x 10-9 mol.L-1 for Cd(II), Pb(II) and Cu(II), respectively. The application of the optimized procedure in commercial fuel ethanol sample presented a good analytical performance and the concentrations of the metals were obtained by standard addiction method, presenting the following results: 4.7 x 10-8 mol.L-1 for Pb(II) and 1.7 x 10-7 mol.L-1 for Cu(II). Cd(II) was not detected on these samples. The statistical evaluation presented good results of precision (CV) for Pb(II) 18.7% and Cu(II) 8.63 %. The proposed method was compared with Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry (GFAAS) for quantification the metallic species in commercial fuel ethanol and the results showed good agreement among the two techniques / O Brasil é pioneiro no uso de etanol como combustível. Trata-se de um combustível renovável que vem contribuindo para reduzir os níveis de emissão de CO2 na atmosfera, mas que apresenta contaminantes tais como os metais Zn, Cu, Cd, Fe, Cl, Ni, Co e Pb. A presença de metais pesados em etanol combustível é oriunda das diferentes etapas de produção e armazenamento do etanol, portanto, o monitoramento destes contaminantes inorgânicos é de fundamental interesse para a qualidade do etanol como combustível. Devido a alta sensibilidade das técnicas voltamétricas de redissolução para a quantificação de metais pesados e o pequeno número de trabalhos na literatura para esse tipo de matriz, o objetivo deste trabalho foi otimizar um procedimento que contribuísse com esse importante assunto que é a determinação de metais em nível de traços em etanol combustível, usando um eletrodo de filme de mercúrio (MFE). Os parâmetros otimizados foram: concentração do eletrólito suporte, tempo de pré-concentração, potencial de deposição, velocidade de varredura, amplitude de pulso, pH e composição do meio reacional. A sensibilidade foi avaliada pela corrente de pico na determinação simultânea dos íons metálicos Cd(II), Pb(II) e Cu(II). Os resultados otimizados foram: concentração de HNO3: 5,0 x 10-3 mol.L-1, tpré: 6 minutos, Edep:-700 mV, v: 20 mV.s-1, Amp.: 50 mV, pH: 2.0 e composição da solução mista água/etanol: 80/20%. As concentrações dos íons Cd(II), Pb(II) e Cu(II) foram estudadas na faixa de concentração entre 2,0 x 10-9 e 1,0 x 10-8 mol.L-1 e as curvas analíticas apresentaram bons coeficientes de correlação (próximo de 1,0) e sensibilidade amperométrica com os seguintes valores para os íons metálicos Cd(II), Pb(II) e Cu(II), respectivamente: 37,5 A.L.mol-1, 31,5 A.L.mol-1 e 77,4 A.L.mol-1. Os limites de detecção encontrados para Cd(II), Pb(II) e Cu(II) foram de 4,2 x 10-10 mol.L-1, 4,6 x 10-10 mol.L-1 e 9,0 x 10-10 mol.L-1, respectivamente. Os limites de quantificação foram 1,4 x 10-9 mol.L-1, 1,5 x 10-9 mol.L-1 e 2,0 x 10-9 mol.L-1 para Cd(II), Pb(II) e Cu(II), respectivamente. A aplicação do procedimento otimizado em amostras de etanol combustível comercial apresentou boa resposta analítica e as concentrações dos metais foram determinadas pelo método de adição padrão, apresentando os seguintes resultados: 4,7 x 10-8 mol.L-1 para Pb(II) e 1,7 x 10-7 mol.L-1 for Cu(II). Cd(II) não foi detectado nas amostras analisadas. A avaliação estatística apresentou bons resultados de precisão (CV) para Pb(II) 18.7% e Cu(II) 8.6%. A exatidão foi avaliada comparando os resultados obtidos pelo método proposto com Espectrofotometria de Absorção Atômica com Forno de Grafite (GFAAS), para quantificação das espécies metálicas em etanol combustível comercial e os resultados mostraram boa concordância entre as duas técnicas.

A oxidação anódica local utilizando o Microscópio de Força Atômica (AFM - Atomic Force Microscopy) foi investigada aplicando-se uma tensão negativa entre sonda de nitreto de silício e superfícies de Si. Todas as amostras foram limpas em uma solução de 1 NH4OH (30%): 1H2O2 (38%): 4H2O(DI) a 80ºC conhecida na literatura como SC1 (Standard Cleaning 1) ou, alternativamente, uma imersão em solução diluída de ácido hidrofluorídrico seguido de SC1 ou fervura em álcool isopropílico. As nano-oxidações consistiram de padrões quadrados localizados de óxido com área de 0,25 µm² e foram obtidos através do crescimento de linhas paralelas com espaço e comprimento interlinear constante (<2 nm) e várias varreduras dos quadrados em uma mesma área. Das análises de AFM, foram obtidos perfis transversais e 3D, os quais foram empregados na obtenção da espessura do óxido como função da tensão aplicada, número de varreduras e intervalo de tempo após a limpeza SC1. Foi observado que a espessura aumenta com a tensão negativa aplicada e com o número de varreduras. Também foram realizadas simulações para levantar as distribuições de tensão e de campo elétrico no sistema sonda-ar-silício ou sonda-ar-óxido-silício(substrato). Observou-se uma oxidação local assistida por um alto campo elétrico capaz de induzir difusão iônica local finita na extremidade da sonda. Foi simulado também o efeito das diferentes terminações de sonda do AFM, circular ou pontiaguda, no campo elétrico e na queda de tensão. Foram também realizadas oxidações com sondas recobertas com ouro em superfícies de Si precedidas de imersão simples em solução de ácido hidrofluorídrico seguido ou não do procedimento de limpeza SC1. Por fim, análises de absorção por infravermelho (FTIR) foram realizadas em superfícies de Si oxidadas por AFM para analisar a estrutura dos óxidos anódicos obtidos. A oxidação anódica utilizando sondas de nitreto de silício ocorre apenas após pré-limpeza terminada com SC1, sendo catalisada pelos altos campos elétricos (_ 106 V/cm), tendo como elementos reagentes, as espécies H2O adsorvidas e o óxido nativo hidrolisado na superfície após a etapa de limpeza SC1. / Local anodic oxidation of silicon using Atomic Force Microscopy (AFM) was investigated by applying a negative voltage between silicon nitride tip and Si surfaces. All samples were cleaned with an ammonium-based solution known in literature as standard cleaning 1 (SC1) or a dip in a diluted hydrofluoric acid solution followed by SC1 or, also, boiling in isopropyl alcohol. Localized squares patterns of oxide, 0.25 µm² in area, were formed by growing parallel lines with constant interlinear spacing and length and several scans in the same area. From AFM analysis with non-biased tip, it was obtained 3D and section profiles, which were used to obtain the oxide thickness as a function of the applied voltage, number of scans and interval of time after SC1 cleaning. It was noteworthy that thickness increases with the applied negative voltage and with the number of scans. Simulations were performed in order to model voltage and electric field distributions of the system tip-air-silicon or tip-air-oxide-silicon(substrate) indicating a local oxidation assisted by high electrical field and local ionic diffusion of species. It was simulated the effect of tip termination, circular or sharpen, on the electric field and voltage distributions. In addition, oxidations were performed using Au coated tips onto Si surfaces previously dipped in diluted hydrofluoric acid solution followed or not by SC1 cleaning process. Finally, infrared absorption analysis (FTIR) were performed in order to analise the structure of the obtained anodic oxides. The anodic oxidation using silicon nitride tips has occurred only after SC1 precleaning step, being catalized by high electric field (_ 106 V/cm), having as reagents, the adsorbed water species and hydrolized native oxide on the surface after the SC1 cleaning step.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-03-31T12:15:22Z No. of bitstreams: 1 glauciogualtierihonorio.pdf: 2076153 bytes, checksum: 5da73e6a28cee53b63fa855e4efb6984 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-04-24T02:56:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 glauciogualtierihonorio.pdf: 2076153 bytes, checksum: 5da73e6a28cee53b63fa855e4efb6984 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-24T02:56:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 glauciogualtierihonorio.pdf: 2076153 bytes, checksum: 5da73e6a28cee53b63fa855e4efb6984 (MD5) Previous issue date: 2013-03-08 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Dependendo da sua origem, o mel pode ter uma mistura de diferentes componentes, principalmente carboidratos, que conferem sabor adocicado ao produto. A concentração mineral é baixa, e depende do ambiente onde o mel é produzido, sendo afetada pela composição do solo, pela geologia e pelas condições geográficas locais. Por ser resultado de um processo de bioacumulação, o mel pode ser utilizado para obter informações a respeito do ambiente em que as abelhas produtoras vivem. O presente trabalho desenvolveu uma metodologia para extração e quantificação de Cu, Pb, Cd e Zn em mel com eletrodo de diamante dopado com boro, por voltametria de pulso diferencial. A metodologia foi otimizada por meio de planejamento de experimentos, com obtenção de modelos de previsão, após um estudo detalhado a cerca da ativação da superfície do eletrodo. O uso de ferramentas estatísticas, como Análise de Componentes Principais, Análise de Variância e superfícies de resposta auxiliaram na obtenção de condições ótimas de análise para os metais com o eletrodo proposto. Para análise de Cu, Pb e Cd utilizou-se o potencial de deposição de -0,95 V vs Ag|AgCl por 240 segundos, em ácido clorídrico 0,1 molL-1. A análise de Zn foi realizada em tampão acetato 0,5 molL-1 com um potencial de deposição de -1,5 V vs Ag|AgCl por 240 segundos. Por se tratar de uma matriz heterogênea e rica em matéria orgânica, um tratamento de digestão da amostra foi necessário. A mineralização do mel em chapa de aquecimento foi o procedimento mais adequado para tratamento da amostra. O método otimizado apresentou seletividade, boa sensibilidade, precisão, exatidão e robustez. A concentração dos analitos encontrados variaram entre 0,242 e 1,378 mgL-1 para o Cu; 0,129 e 0,918 mgL-1 para o Pb e 0,819 e 2,492 mgL-1 para o Zn. O Cd não foi detectado em nenhuma das amostras. As medidas obtidas foram comparadas com eletrodo de carbono vítreo modificado com filme de mercúrio e espectrometria de absorção atômica com forno de grafite, e os resultados encontrados não diferiram estatisticamente, sendo analisados por Análise de Variância. / Depending on the origin, honey can be a mixture of different components, mainly carbohydrates, which give a sweet taste to the product. The mineral concentration is low and depends on the environment where the honey is produced, being affected by soil composition, geology and by the respective geographical locations. Being the result of a process of bioaccumulation, honey can be used to collect information about of environment in which bees live. This study developed a methodology for the extraction and quantification of Cu, Pb, Cd and Zn in honey with boron-doped diamond electrode, by differential pulse voltammetry. The methodology was optimized through design of experiments, obtaining prediction models, after a detailed study concerning the activation of the electrode surface. The use of statistical tools such as Principal Components Analysis, Analysis of variance and response surfaces assisted in obtaining optimum conditions for the analysis of metals with such electrode. For analysis of Cu, Pb and Cd was used the deposition potential of -0.95 V vs Ag|AgCl for 240 seconds, hydrochloric acid 0.1 molL-1. Zn analysis was performed in acetate buffer 0.5 mol L-1 with a deposition potential of -1.5 V vs Ag|AgCl for 240 seconds. Because it is a heterogeneous matrix, rich in organic matter, treatment of digestion of the sample was necessary. The mineralization of honey on heating plate was the most appropriate for treatment of the sample. The optimized method showed selectivity, good sensitivity, precision, accuracy and robustness. The concentration of analytes ranged between 0.242 and 1.378 mgL-1 for Cu, 0.129 and 0.918 mgL-1 for Pb and 0.819 and 2.492 mgL-1 for Zn. The Cd was not detected in any sample. The measurements obtained were compared with glassy carbon electrode modified with mercury film and atomic absorption spectrometry with graphite furnace, and the results did not differ statistically, by Analysis of variance.

Esta dissertação descreve o desenvolvimento de uma metodologia de determinação de Cu(II), Pb(II), Cd(II) e Zn(II) em amostras ambientais por voltametria de redissolução anódica (ASV) automatizada com sistema de Análise por Injeção Sequencial (SIA). Sensores impressos com o eletrodo de trabalho de filme fino de mercúrio foram utilizados em uma cela de fluxo. As determinações foram feitas por adição de padrão, com o sistema SIA fazendo a diluição em linha da solução padrão de referência e formando na bobina coletora e auxiliar um segmento contendo as zonas de amostra, solução padrão e solução de diluição. A concentração do padrão preparada nesse segmento gerou um sinal de corrente indistinguível do sinal gerado por uma solução padrão de mesma concentração preparada em batelada em balão volumétrico. Os limites de quantificação e detecção foram da ordem de &#181;g L-1, comparáveis à de técnicas de espectrometria atômica com detecção óptica, cujos custos instrumentais e de manutenção são significativamente maiores. Com o sistema proposto os limites de quantificação e detecção podem ser aumentados ou diminuídos pela simples alteração dos parâmetros como vazão e número de reversões de fluxo, bem como o tempo de deposição no potenciostato. Os limites de detecção e quantificação foram, respectivamente, de 1,3 e 4,3 &#181;g L-1 para o Cu(II), 1,4 e 4,6 &#181;g L-1 para o Pb(II), 0,6 e 1,8 &#181;g L-1 para o Cd(II) e 4,2 e 14 &#181;g L-1 para o Zn(II). Esses limites de detecção e quantificação foram obtidos quando o método funcionou com volume de amostra de 1000 &#181;L, vazão de 10 &#181;L s-1 (durante a etapa de deposição), e utilizando 3 reversões de fluxo (volume de reversão = 950 &#181;L), totalizando um tempo de deposição de 315 segundos. O potenciostato, trabalhando sincronicamente com o sistema SIA operou com potencial de condicionamento de -0,1 V vs. pseudo referência de Ag (100 s), potencial de deposição de -1,0 V para Cu(II), Pb(II) e Cd(II) e de -1,3 V para Zn(II) (315 s), frequência de onda quadrada de 100 Hz, incremento de potencial de 6 mV e altura de pulso de 40 mV. Para determinação de Zn(II) foi necessário depositar Ga0 no eletrodo de trabalho e evitar a formação do intermetálico de Zn0 com Cu0. Estudos de interferentes não apontaram desvios significativos em interferentes aniônicos e catiônicos, mas apresentaram desvios significativos na presença de ácidos húmicos e ácidos fúlvicos. A exatidão do método foi avaliada por estudos de adição e recuperação em amostra de água que resultaram taxas de recuperação próximas de 100%. A exatidão também foi avaliada pelas porcentagens de recuperação das concentrações dos metais da amostra certificada de sedimento CRM-701 submetido ao processo de extração sequencial BCR®. As concentrações obtidas foram testadas pelo teste t de Student, mostrando que os desvios dos valores obtidos em relação aos valores certificados não sugerem a existência de diferenças estatísitcamente significativas. / This dissertation describes the development of a methodology for determination of Cu(II), Pb(II), Cd(II) and Zn(II) in environmental samples by anodic stripping voltammetry (ASV) automated by Sequential Injection Analysis (SIA). Screen printed thin mercury film sensors were used as working electrode in a flow cell. The determinations were made by standard addition, with the SIA system performing the inline dilution of the reference standard solution and forming a segment inside the holding coil containing zones of sample, standard and dilution solutions. The concentration of the standard prepared in this segment generated a current signal undistinguishable from the signal generated by a standard solution of the same concentration prepared manually in a volumetric flask. The limits of quantification and detection were at the level of &#181;g L-1, comparable to those of atomic spectrometry techniques with optic detection, whose instrumental and maintenance costs are significantly higher. With the proposed system the limits of quantification and detection can be increased or lowered by simple change of parameters such as flow rate and number of flow reversals, as well as the deposition time at the potenciostat. The limits of detection and quantification were, respectively, 1.3 and 4.3 &#181;g L-1 for Cu(II), 1.4 and 4.6 &#181;g L-1 for Pb(II), 0.6 and 1.8 &#181;g L-1 for Cd(II) and 4.2 and 14 &#181;g L-1 for Zn(II). These limits of detection and quantification were obtained for a sample volume of 1000 &#181;L, flow rate of 10 &#181;L s-1 (during the deposition step), and utilizing 3 flow reversals (volume of reversion = 950 &#181;L) totalizing a deposition time of 315 seconds. The potentiostat worked synchronically with the SIA system performing a conditioning potential of -0,1 V vs pseudo reference of Ag (100 s), deposition potential of -1,0 V for Cu(II), Pb(II) and Cd(II) or -1,3 V for Zn(II) (315 s), square wave frequency of 100 Hz, potential step of 6 mV and pulse height of 40 mV. For determination of Zn(II), deposition of Ga0 on the working electrode was necessary to avoid the formation of intermetallic between Zn0 and Cu0. Studies of interference did not point significant deviation for anionic and ionic potentially interfering substances, but exhibited significant deviations in the presence of humic and fulvic acids. The accuracy of the method was assessed by spike and recovery experiments in a water sample that resulted recovery rates near of 100%. The accuracy was also assessed by percentages of recovery of concentrations of metals in the certified sediment sample CRM-701 undergoing the sequential extraction procedure of BCR®. The concentrations obtained were tested by test t of Student, showing that the deviations of the obtained values don´t suggest the occurrence of statistically significant differences

Os setores sul e norte do complexo estuarino lagunar de Cananéia-Iguape, sujeitos a diferentes pressões antrópicas, foram estudados quanto às características hidrológicas e hidroquímicas das águas de superfície e fundo, com ênfase às concentrações de zinco, cádmio e chumbo dissolvidos. A amostragem contou com coletas espaciais e temporais, em dois períodos sazonais (outono e primavera) de 2007. Os metais estudados foram: o zinco, devido ação tóxica ou como micronutriente, dependendo de sua concentração, o cádmio e o chumbo, considerados sem função biológica positiva conhecida e com alto grau de toxicidade para a biota. A metodologia utilizada na determinação da concentração dos metais traço foi a voltametria por redissolução anódica. No setor sul, a variação da salinidade foi característica de um sistema estuarino não impactado. Os teores dos metais traço encontrados sofreram variação entre 0,040 e 0,509 ?g L-1 para o zinco, 0,001 e 0,024 ?g L-1 para o cádmio e entre 0, 030 e 0,175 ?g L-1 para o chumbo. No setor norte, a variação salinidade mostrou forte influência de água doce. O zinco sofreu variação entre 0,097 e 0,257 ?g L-1, o cádmio entre 0,004 e 0,024 ?g L-1 e o chumbo 0,033 e 0,259 ?g L-1. Nos dois setores, as concentrações dos metais traço estiveram sempre abaixo dos limites propostos pela legislação ambiental brasileira (CONAMA) e norte-americana (EPAUSA). O presente estudo mostrou um maior do impacto antrópico na região norte, com potencial de exportação para o setor sul e plataforma. As maiores concentrações dos metais traço estudados ocorreram nas águas de fundo, mais próximas à interface com o sedimento. O setor sul, sujeito a uma variação da salinidade mais definida, mostrou maior potencial para a remobilização dos metais traço para a coluna de água com o movimento de maré. O estudo dos ciclos biogeoquímicos dos metais traço deve ser incentivado no monitoramento ambiental da região. / The south and north regions of Cananeia-Iguape estuarine-lagoon system submitted to different anthropic pressures were studied to evaluate their hydrological and hydrochemical characteristics mainly considering the concentrations of dissolved zinc, cadmium and lead. The sampling included spatial and temporal samples obtained in two seasons (autumn and spring) of 2007. The metals studied were zinc as a toxic agent and micronutrient depending on the concentration and cadmium and lead with no biological positive relevance and high toxicity to the biota. The methodology used in the trace metals determination was anodic stripping voltammetry. In the south portion the salinity variation was characteristic of non-impacted estuaries. The zinc concentrations ranged from 0,040 to 0,509 ?g L-1. The cadmium ranged from 0,001 to 0,024 ?g L-1. The lead content ranged from 0,030 to 0,175 ?g L-1. In the north portion, the salinity variation showed high influence of fresh water. The zinc concentrations ranged from 0,097 to 0,257 ?g L-1. The cadmium concentrations ranged from 0,004 to 0,024 ?g L-1. The lead values ranged from 0,033 to 0,259 ?g L-1. The concentration of trace metals on both portions were below the limits proposed by the Brazilian environmental law (CONAMA) and North American (EPAUSA) legislation. The present study revealed higher anthropic impact in the north region with exporting potential to the south and to the continental shelf. Higher trace metals concentrations were observed in the bottom waters near to the sediment interface. The south region, submitted to most defined tide movements, showed an important potential for trace metals remobilization to the water column. The trace metals biogeochemistry cycles study should be enhanced for better environmental monitoring.