O processo de fosfatização é amplamente utilizado na indústria de tratamento de superfície de metais, especialmente de placas de baixa espessura, melhorando a aderência entre a superfície do metal e o revestimento de tinta, e aumentando a durabilidade dos sistemas de pintura contra ataques corrosivos. Os fosfatos tricatiônicos contendo zinco, níquel e manganês são comumente aplicados em aço, e muito se discute sobre a substituição do níquel por outro elemento com o objetivo de obter um fosfato mais amigável ao meio ambiente, tanto em seus processos como para as pessoas envolvidas. O nióbio tem sido avaliado nesse sentido. Os impactos ambientais mais significativos dos fosfatos estão relacionados com a presença do níquel e do cromo hexavalente utilizado no processo, devido a exposição ao contato humano e a contaminação residual da água e do solo. Seguindo a linha de pesquisa que estudou a substituição do níquel por nióbio em camadas formadas sobre o aço carbono, o presente estudo avaliou e caracterizou camadas de fosfato contendo zinco, manganês e nióbio, formadas em aço galvanizado, comparando os resultados com o fosfato de zinco, manganês e níquel, bem como com o fosfato de zinco e manganês, sem a adição de nióbio. Embora o uso de cromo não seja recomendado mundialmente, ainda hoje é utilizado no processo de selagem da porosidade da camada de fosfato, em banhos contendo cromo hexavalente, que é reconhecido por ser carcinogênico, estando associado a várias doenças. Devido às características passivantes do nióbio, este estudo também avaliou o banho tricatiônico contendo oxalato amoniacal de nióbio, como etapa de passivação das camadas, tanto em banhos bicatiônicos, quanto nos tricatiônicos, com resultados muito interessantes como opção de substituição do cromo hexavalente. Os resultados obtidos neste trabalho são promissores, pois algumas das formulações contendo nióbio se apresentaram equivalentes ao fosfato contendo níquel, tanto em morfologia, verificadas em microscopia eletrônica de varredura, ensaios gravimétricos, de porosidade e de aderência, quanto nas características de proteção anticorrosivas, verificadas nos ensaios eletroquímicos e em câmara de névoa salina. Embora apresentando eficácia compatível com fosfato contendo níquel, ajustes na estabilidade dos banhos ainda são necessários e mais estudos utilizando técnicas voltadas para o entendimento dos fenômenos que ocorrem na base dos poros, devem orientar as próximas etapas da linha de pesquisa. / The phosphating processes are widely used in industry as surface treatments for metals, especially for low thickness plates, improving the adhesion between the metallic surface and the paint coating, and increasing the durability of paint systems against corrosion attacks. The tricationic phosphates containing zinc, nickel and manganese are commonly applied on steel. There is much discussion about the replacement of nickel by another element in order to have an environmentally friendly phosphating process. Niobium as a replacement for nickel has been evaluated. The most significant environmental impacts of phosphating processes are related to the presence of nickel and hexavalent chromium used in the process, this last as a passivation treatment. Nickel and hexavalent chromium are harmful to human and environment leading to contamination of water and soil. In the present study phosphate layers containing zinc, manganese and niobium have been evaluated and characterized on galvanized steel, and the results were compared with phosphates containing zinc, manganese and nickel, or a bicationic phosphate layer with zinc and manganese. Although the use of hexavalent chromium is not recommended worldwide, it is still used in processes for sealing the porosity of phosphate layers. This element is carcinogenic and has been associated with various diseases. Due to the passivation characteristics of niobium, this study also evaluated the tricationic bath containing niobium ammonium oxalate as a passivation treatment. The results showed that it could act as a replacement for the hexavalent chromium. The results of the present study showed that formulations containing niobium are potential replacements for hexavalent chromium and similar corrosion protection was obtained for the phosphate containing nickel or that with niobium. The morphology observed by scanning electron microscopy, gravimetric tests, porosity and adhesion evaluation results indicated that the phosphate obtained with passivation treatment in niobium containing solution could be considered as a promising alternative to replace passivation with hexavalent chromium ions. Despite of the promising results, adjustments in the baths to obtain stability are still needed and should guide the next steps of the subject of this research.

Teores anômalos de cromo hexavalente vêm sendo detectados na água subterrânea de vários municípios da região noroeste do Estado de São Paulo, sendo que em Urânia foram observadas as maiores concentrações do elemento, afetando as condições do consumo e uso humano. Estudos prévios realizados indicaram que a origem do cromo na água subterrânea é natural e proveniente de minerais com cromo no aqüífero profundo. Este projeto teve como principais objetivos: (1) a caracterização química e mineralógica da fase sólida do aqüífero profundo, realizada em testemunhos de duas sondagens profundas; (2) a caracterização da estratificação das concentrações de cromo na água subterrânea, com base na coleta e análise de amostras de água provenientes de poços de monitoramento instalados em diferentes profundidades do aqüífero; (3) a identificação dos processos hidrogeoquímicos que justificam a passagem do cromo da fase sólida para a água. Para tanto, foram realizadas análises químicas e mineralógicas por WDS, microssonda eletrônica e CTC, diversos métodos de análise química da água subterrânea, utilizados programas como o AquaChem e PHREEQc para trabalhamento do banco de dados e modelagens, além de uma grande variedade de experimentos de laboratório. As análises químicas por WDS e microssonda eletrônica indicaram concentrações de cromo de até 12.600 ppm em cristais de diopsídio, e de 650 ppm em capas de argilomineral. O material sólido apresenta uma capacidade de troca de cátions da ordem de 30 meq/100g, com ordem de abundância dos cátions Ca>>Mg>>K>Na. Na porção profunda do aqüífero, foi observada uma anomalia de sódio adsorvido, influenciando na composição química da água. As características hidroquímicas do aqüífero indicaram a ocorrência de estratificações de águas com diferentes perfis hidroquímicos. As águas são, no geral, do tipo bicarbonatadas cálcicas, porém com uma elevação do conteúdo de sódio na base do aqüífero. O cromo foi identificado na água predominantemente na forma hexavalente, com concentrações que atingiram 0,139 mg/L, acima, portanto do limite de potabilidade (0,05 mg/L). A ocorrência de valores mais elevados de cromo na água parece estar associada a ambientes de elevados pH e Eh, como observado no aqüífero profundo, enquanto que nas zonas rasas, que apresentam valores de pH e Eh neutros, apresentaram baixo conteúdo de cromo. Os principais resultados dos ensaios de laboratório indicaram que há passagem de cromo para água subterrânea, através do ataque aos minerais pesados com pH ácido; os ensaios de batch test realizados apontaram que o material sólido do aqüífero apresenta alguma capacidade de adsorção de Cr6+, chegando a um máximo de 0,12 ppm; o experimento de solubilização indicou a passagem de pequenas concentrações de cromo para a água e que a composição química da água do ensaio é semelhante à água do aqüífero. O modelo mais provável das reações geoquímicas que explicam a passagem do cromo da fase sólida para a água é apresentado a seguir, divido por etapas: (1) o intemperismo dos diopsídios cromíferos deve ser o processo inicial de disponibilização de cromo para a água, resultando na precipitação do cromo como hidróxidos ou sendo adsorvido por hidróxidos de ferro e manganês; (2) ocorrência de uma reação de oxi-redução a partir do cromo trivalente que ocorre nos minerais secundários, disponibilizando o cromo para a água subterrânea, sendo que esta oxidação ocorre a partir da redução de óxidos de manganês presentes como minerais em aqüíferos, liberando Mn2+; (3) O Cr3+ é rapidamente e fortemente imobilizado por adsorção em argilominerais de baixo valor de pHpzc, enquanto que o Cr6+, devido à sua natureza aniônica, é preferencialmente retido em superfícies carregadas positivamente, como os óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio (minerais com elevados valores de pHpzc), principalmente em condições hidroquímicas neutras a ácidas; (4) altas concentrações de OH-, de HCO3- e de CO3 2- provavelmente elevam a competição pelos sítios de adsorção de ânions e causam a dessorção dos ânions de Cr6+ para a água do aqüífero. / Anomalous hexavalent chromium contents have been detected in groundwater in many municipalities of the northwestern region of São Paulo state. In the city of Urânia, the highest concentrations of this element have been observed, affecting the conditions for human consumption. Previous studies indicated that the origin of chromium in groundwater is from natural sources and derived from chromium minerals in the deep aquifer. The main objectives of this research are to: (1) characterize chemically and mineralogically the solid phase from the deep aquifer; (2) characterize the stratification of chromium concentrations in groundwater, based on sampling and analysis of groundwater from wells installed in different depths of the aquifer; (3) identify hydrogeochemical processes that justify the passage of chromium from solid phase to groundwater. To achieve these objectives, chemical and mineralogical analysis by WDS, microprobe and CEC were made, diverse chemical analytical methods were used for groundwater, database and modeling were used through AquaChem and PHREEQc programs, besides a great variety of laboratory experiments. Chemical analysis from WDS and microprobe indicated chromium concentrations of up to 12.600 ppm in diopside crystals, and up to 650 ppm in clay mineral coats. The solid material has a Cation Exchange Capacity (CEC) of about 30 meq/100g, with cation abundance order of Ca>>Mg>>K>Na. In the aquifer deep zone, it was observed an adsorbed sodium anomaly, that influences groundwater chemical composition. The aquifer hydrochemical characteristics indicated the occurrence of water stratifications with different hydrochemical profiles. The groundwaters are, in general, calcium bicarbonated, with a elevation of sodium contents in the base of the aquifer. Chromium was identified predominatly in hexavalent state of oxidation, with concentrations of up to 0,139 mg/L, thus above potability standards (0,05 mg/L). The occurrence of higher chromium concentrations in groundwater seems to be related to high pH and Eh environments, whereas shallow zones, that have neutral values of pH and Eh, presented low chromium contents. The main results of laboratory experiments have indicated that there is passage of chromium to groundwater through acid etching in heavy minerals; batch tests have shown that solid phase has some sorption capacity, reaching a maximum of 0,12 ppm; solubilization experiment indicated the passage of low concentrations of chromium to water and that chemical composition from the experiment water is similar to groundwater. The probable model that explain the passage of chromium from solid phase to groundwater is presented hereafter, divided in steps: (1) it is indicated that weathering of chromium diopsides must be the initial process of availability of chromium to water; (2) hexavalent chromium can only occur in groundwater after the occurrence of an oxi-reduction reaction from the trivalent chromium that occurs in minerals. Many authors recognize that this oxidation occurs from the reduction of manganese oxide presented as minerals in the aquifer, releasing Mn2+, that later will be oxidated again; (3) the trivalent chromium is rapidly and strongly immobilized by sorption in clay minerals of low values of pHzpc, whereas the hexavalent chromium, due to its anionic nature, is preferably retained in positively charged surfaces, like iron and aluminium hydroxides (minerals with high values of pHzpc), mainly in neutral to acid hydrochemical conditions; (4) high OH-, HCO3 - and CO3 2- concentrations probably elevate the competition for anion sorption sites and cause the desorption of hexavalent chromium anions to groundwater.

Foram sintetizadas novas classes de complexos Cr(III) e Ni(II) contendo ligantes tridentados. Os complexos de Cr(III) (Cr1, Cr2 e Cr4), baseados na unidade bispirazolil, quando ativados com MAO são capazes de oligomerizar o etileno, com atividades de até 27,2 x 103 mol C2H4/mol Cr.h e formando α-olefinas lineares entre C4 e C20. Por outro lado, os complexos Cr3, Cr5 e Cr6 proporcionam a formação majoritária de polímeros, quando [Al]/[Cr] = 300, apresentando atividade de até 37,2 x 103 kg de PE/mol Cr.h. Os complexos de Cr(III) (Cr7 – Cr11), baseados na unidade imina-fenolato, mostraram-se capazes de oligomerizar o etileno quando utilizado MAO como ativador, apresentando atividade catalítica de até 52,9 x 103 mol C2H4/mol Cr.h, e seletividade para fração C6 variando entre 19,7 e 23,6%. Os efeitos eletrônicos dos pré-ligantes do tipo imina-fenolato influenciam o centro metálico, provocando aumento na atividade catalítica. O comportamento dos complexos de Ni(II) (Ni1 – Ni20) na oligomerização do etileno foi investigado empregando MAO como cocatalisador. Esses precursores catalíticos apresentaram atividade de até 24,3 x 103 mol C2H4/mol Ni.h, com alta seletividade a 1-buteno e gerando pequenas quantidades de 2-butenos e hexenos. Os catalisadores apresentaram atividades que variaram de acordo com a estrutura do ligante. A influência de alguns parâmetros reacionais, que afetam o desempenho catalítico dos complexos Ni13 e Ni16, foi avaliada. O aumento do tempo reacional exerce influência na atividade catalítica, entretanto a seletividade não é afetada. O aumento da temperatura da reação apresentou uma diminuição na frequência de rotação. A variação na razão molar Al/Ni não exerce alterações significativas na atividade catalítica, assim como na seletividade para 1-buteno. Além disso, a ativação com EASC para o complexo Ni16 mostrou elevada FR (105,4 x 103 mol C2H4/mol Ni.h). / A new classes of Cr(III) and Ni(II) complexes containing tridentate ligands was synthesized. The complexes of Cr (III) (Cr1, Cr2 and Cr4), based on the bispirazolil unit, when activated with MAO are able to oligomerize ethylene with activities up to 27.2 x 103 mol C2H4/mol Cr.h forming α- linear olefins of C4 and C20. On the other hand, complexes Cr3, Cr5 and Cr6 provide the majority forming polymers, where [Al]/[Cr] = 300, having activity to 37.2 X 103 kg PE/mol Cr.h. The complexes of Cr(III) (Cr7 - Cr11), based on the imine-phenolate unit shown able to oligomerize ethylene when using MAO as activator, having catalytic activity up to 52.9 x 103 mol C2H4/mol Cr.h, and selectivity to C6 fraction ranging between 19.7 and 23.6%. Electronic effects on of the pre-ligands imine-phenolate type influence the metal center, causing an increase in catalytic activity. The behavior of Ni(II) (Ni1 – Ni20) in ethylene oligomerization was investigated using MAO as an cocatalyst. These catalyst precursors were active up to 24.3 x 103 mol C2H4/mol Ni.h, with high selectivity to 1-butene with small amounts of 2-butenes and hexenes. The catalysts showed activities that varied according to the structure of the ligand. The influence of some reaction parameters, that affect the catalytic performance complex of Ni13 and Ni16, was evaluated. Increasing the reaction time has an influence on catalytic activity, but the selectivity is not affected. Increasing the reaction temperature showed a decrease in the frequency of rotation. The change in the molar ratio Al/Ni exerts no significant changes in the catalytic activity, as well as selectivity to 1-butene. Moreover, activation with EASC for Ni16 complex showed high TOF (105.4 x 103 mol C2H4/mol Ni.h).

Amostras de vidros aluminoboratos de bário contendo impureza de cromo, apresentando proporções de íons Cr POT. 3+, Cr POT 5+ e Cr POT. 6+, determinadas pelas condições oxidantes ou redutoras de fusão, foram preparadas e caracterizadas pelas técnicas de absorção óptica (AO), fluorescência e de ressonância paramagnética eletrônica (RPE). As condições redutoras necessárias para favorecer a obtenção de vidros contendo majoritariamente íons de Cr POT. 3+ foram satisfeitas com a adição de 0,6% em peso de Sb IND. 2 O IND. 3. Nos vidros contendo antimônio, a banda 4 ANTIPOT. T IND. 2 do Cr POT. 3+ aparece ligeiramente deslocada para comprimentos de onda maiores e mais alargada, em relação ao vidro contendo apenas cromo como impureza adicional. O parâmetro de Racah B e a intensidade de campo ligante Ll foram determinados, obtendo-se os valores B = 759 cm-1 e = 15800 cm-1 para o vidro com cromo e antimônio e B = 736 cm-1 e = 16150 cm-1 para o vidro contendo apenas a adição de cromo. Foram observadas antirressonâncias de Fano nos espectros de AO, mais definidas nas amostras sem antimônio. Os espectros de RPE indicam que os íons Cr POT. 3+ isolados estão preferencialmente localizados em sítios distorcidos de simetria octaédrica, apresentando uma linha de absorção em g = 5,15, notando-se também a presença de pares de Cr POT 3+ caracterizados por uma componente da linha em g = 2,0. Com a adição de neodímio, os espectros de AO e de RPE do Cr POT. 3- não sofreram alterações, mas o espectro de fluorescência, com o máximo localizado em 776 nm, foi bastante modificado, mostrando uma diminuição da intensidade em regiões do espectro características da absorção do Nd POT. 3+, indicando a ocorrência de um processo de transferência de energia dos íons Cr POT. 3+ para os íons Nd POT. 3+ nos vidros aluminoboratos de bário, à temperatura ambiente. Os espectros de fluorescência e excitação dos vidros duplamente dopados com cromo e neodímio mostraram o efeito de antiressonâncias de Fano, com o deslocamento de Lamb dos vales associados ao neodímio sobre do Cr POT. 3+. / Barium aluminoborate glass samples containing chromium impurities, presenting Cr3- , Cr5- e Cr6+ íon amounts determined by the oxidizing or reducing melting conditions, have been prepared and characterized by Optical Absorption (OA), fluorescence and Electron Paramagnetic Resonance (EPR) techniques. The reducing conditions necessary to obtain glasses having mainly Cr3+ íons were satisfied with the addition of 0.6 wt% of Sb2 O3 to the batch. In glasses containing antimony, the 4T2 band is wider and shifted towards the higher wavelengths in relation to glass containing only chromium as additional impurity. The Racah parameter B and the ligand field intensity L1 were determined, yielding B = 759 cm-1 and L1 = 15800 cm-1 for the chromium- and antimony-doped glass, and B = 736 cm-1 and L1 = 16150 cm-1 for glass containing only chromium impurity. Fano antiresonances were observed in the OA spectra, better defined in the samples without antimony. The RPE spectra show that the Cr3- ions are preferentially located at distorted octahedral sites. An absorption line was observed at g = 5. 15 and it has been noted also the presence of Cr3+ pairs characterized by a line component at g = 2.0. With the addition of neodymium, the OA and EPR spectra of Cr3+ did not change, but the fluorescence spectrum observed at 776 nm was considerably modified, indicating the occurrence of an energy transfer process from Cr3+ to Nd3- íons in barium aluminoborate glasses at room temperature. The fluorescence and excitation spectra of glasses doped with chromium and neodymium have shown the Fano antiresonance effect, with the Lamb shift of the valleys associated to neodymium over the emission bands ofCr3+.

Amostras de vidros aluminoboratos de bário contendo impureza de cromo, apresentando proporções de íons Cr POT. 3+, Cr POT 5+ e Cr POT. 6+, determinadas pelas condições oxidantes ou redutoras de fusão, foram preparadas e caracterizadas pelas técnicas de absorção óptica (AO), fluorescência e de ressonância paramagnética eletrônica (RPE). As condições redutoras necessárias para favorecer a obtenção de vidros contendo majoritariamente íons de Cr POT. 3+ foram satisfeitas com a adição de 0,6% em peso de Sb IND. 2 O IND. 3. Nos vidros contendo antimônio, a banda 4 ANTIPOT. T IND. 2 do Cr POT. 3+ aparece ligeiramente deslocada para comprimentos de onda maiores e mais alargada, em relação ao vidro contendo apenas cromo como impureza adicional. O parâmetro de Racah B e a intensidade de campo ligante Ll foram determinados, obtendo-se os valores B = 759 cm-1 e = 15800 cm-1 para o vidro com cromo e antimônio e B = 736 cm-1 e = 16150 cm-1 para o vidro contendo apenas a adição de cromo. Foram observadas antirressonâncias de Fano nos espectros de AO, mais definidas nas amostras sem antimônio. Os espectros de RPE indicam que os íons Cr POT. 3+ isolados estão preferencialmente localizados em sítios distorcidos de simetria octaédrica, apresentando uma linha de absorção em g = 5,15, notando-se também a presença de pares de Cr POT 3+ caracterizados por uma componente da linha em g = 2,0. Com a adição de neodímio, os espectros de AO e de RPE do Cr POT. 3- não sofreram alterações, mas o espectro de fluorescência, com o máximo localizado em 776 nm, foi bastante modificado, mostrando uma diminuição da intensidade em regiões do espectro características da absorção do Nd POT. 3+, indicando a ocorrência de um processo de transferência de energia dos íons Cr POT. 3+ para os íons Nd POT. 3+ nos vidros aluminoboratos de bário, à temperatura ambiente. Os espectros de fluorescência e excitação dos vidros duplamente dopados com cromo e neodímio mostraram o efeito de antiressonâncias de Fano, com o deslocamento de Lamb dos vales associados ao neodímio sobre do Cr POT. 3+. / Barium aluminoborate glass samples containing chromium impurities, presenting Cr3- , Cr5- e Cr6+ íon amounts determined by the oxidizing or reducing melting conditions, have been prepared and characterized by Optical Absorption (OA), fluorescence and Electron Paramagnetic Resonance (EPR) techniques. The reducing conditions necessary to obtain glasses having mainly Cr3+ íons were satisfied with the addition of 0.6 wt% of Sb2 O3 to the batch. In glasses containing antimony, the 4T2 band is wider and shifted towards the higher wavelengths in relation to glass containing only chromium as additional impurity. The Racah parameter B and the ligand field intensity L1 were determined, yielding B = 759 cm-1 and L1 = 15800 cm-1 for the chromium- and antimony-doped glass, and B = 736 cm-1 and L1 = 16150 cm-1 for glass containing only chromium impurity. Fano antiresonances were observed in the OA spectra, better defined in the samples without antimony. The RPE spectra show that the Cr3- ions are preferentially located at distorted octahedral sites. An absorption line was observed at g = 5. 15 and it has been noted also the presence of Cr3+ pairs characterized by a line component at g = 2.0. With the addition of neodymium, the OA and EPR spectra of Cr3+ did not change, but the fluorescence spectrum observed at 776 nm was considerably modified, indicating the occurrence of an energy transfer process from Cr3+ to Nd3- íons in barium aluminoborate glasses at room temperature. The fluorescence and excitation spectra of glasses doped with chromium and neodymium have shown the Fano antiresonance effect, with the Lamb shift of the valleys associated to neodymium over the emission bands ofCr3+.

O processo de fosfatização é amplamente utilizado na indústria de tratamento de superfície de metais, especialmente de placas de baixa espessura, melhorando a aderência entre a superfície do metal e o revestimento de tinta, e aumentando a durabilidade dos sistemas de pintura contra ataques corrosivos. Os fosfatos tricatiônicos contendo zinco, níquel e manganês são comumente aplicados em aço, e muito se discute sobre a substituição do níquel por outro elemento com o objetivo de obter um fosfato mais amigável ao meio ambiente, tanto em seus processos como para as pessoas envolvidas. O nióbio tem sido avaliado nesse sentido. Os impactos ambientais mais significativos dos fosfatos estão relacionados com a presença do níquel e do cromo hexavalente utilizado no processo, devido a exposição ao contato humano e a contaminação residual da água e do solo. Seguindo a linha de pesquisa que estudou a substituição do níquel por nióbio em camadas formadas sobre o aço carbono, o presente estudo avaliou e caracterizou camadas de fosfato contendo zinco, manganês e nióbio, formadas em aço galvanizado, comparando os resultados com o fosfato de zinco, manganês e níquel, bem como com o fosfato de zinco e manganês, sem a adição de nióbio. Embora o uso de cromo não seja recomendado mundialmente, ainda hoje é utilizado no processo de selagem da porosidade da camada de fosfato, em banhos contendo cromo hexavalente, que é reconhecido por ser carcinogênico, estando associado a várias doenças. Devido às características passivantes do nióbio, este estudo também avaliou o banho tricatiônico contendo oxalato amoniacal de nióbio, como etapa de passivação das camadas, tanto em banhos bicatiônicos, quanto nos tricatiônicos, com resultados muito interessantes como opção de substituição do cromo hexavalente. Os resultados obtidos neste trabalho são promissores, pois algumas das formulações contendo nióbio se apresentaram equivalentes ao fosfato contendo níquel, tanto em morfologia, verificadas em microscopia eletrônica de varredura, ensaios gravimétricos, de porosidade e de aderência, quanto nas características de proteção anticorrosivas, verificadas nos ensaios eletroquímicos e em câmara de névoa salina. Embora apresentando eficácia compatível com fosfato contendo níquel, ajustes na estabilidade dos banhos ainda são necessários e mais estudos utilizando técnicas voltadas para o entendimento dos fenômenos que ocorrem na base dos poros, devem orientar as próximas etapas da linha de pesquisa. / The phosphating processes are widely used in industry as surface treatments for metals, especially for low thickness plates, improving the adhesion between the metallic surface and the paint coating, and increasing the durability of paint systems against corrosion attacks. The tricationic phosphates containing zinc, nickel and manganese are commonly applied on steel. There is much discussion about the replacement of nickel by another element in order to have an environmentally friendly phosphating process. Niobium as a replacement for nickel has been evaluated. The most significant environmental impacts of phosphating processes are related to the presence of nickel and hexavalent chromium used in the process, this last as a passivation treatment. Nickel and hexavalent chromium are harmful to human and environment leading to contamination of water and soil. In the present study phosphate layers containing zinc, manganese and niobium have been evaluated and characterized on galvanized steel, and the results were compared with phosphates containing zinc, manganese and nickel, or a bicationic phosphate layer with zinc and manganese. Although the use of hexavalent chromium is not recommended worldwide, it is still used in processes for sealing the porosity of phosphate layers. This element is carcinogenic and has been associated with various diseases. Due to the passivation characteristics of niobium, this study also evaluated the tricationic bath containing niobium ammonium oxalate as a passivation treatment. The results showed that it could act as a replacement for the hexavalent chromium. The results of the present study showed that formulations containing niobium are potential replacements for hexavalent chromium and similar corrosion protection was obtained for the phosphate containing nickel or that with niobium. The morphology observed by scanning electron microscopy, gravimetric tests, porosity and adhesion evaluation results indicated that the phosphate obtained with passivation treatment in niobium containing solution could be considered as a promising alternative to replace passivation with hexavalent chromium ions. Despite of the promising results, adjustments in the baths to obtain stability are still needed and should guide the next steps of the subject of this research.

Magíster en Ciencias, Mención Geología. Geólogo / Los suelos asociados a la meteorización de cuerpos ultramáficos, son conocidos por su alto contenido de metales como Fe, Co, Cr, Mn, Ni, elementos del grupo del platino (EGP) y Au. Tradicionalmente, estos depósitos de suelo y regolito sobre rocas ultramáficas están asociados a climas tropicales y largos tiempos de meteorización intensa. Sin embargo, dada la inestable naturaleza en superficie de la mineralogía presente en las rocas ultramáficas, es probable que los procesos que llevan a este enriquecimiento residual tras la meteorización de estas rocas, no estén únicamente restringidos a las latitudes donde se dan estos climas. A través del estudio geoquímico y mineralógico detallado de diversos perfiles de suelo desarrollados sobre los cuerpos ultramáficos serpentinizados del área de La Cabaña, IX Región, se pretende dilucidar si existe enriquecimiento, redistribución y movilidad de EGP en los suelos desarrollados sobre serpentinitas del área. En estas serpentinitas se reporta la presencia de cromita (FeCr2O4) accesoria, con pequeñas inclusiones micrométricas de minerales del grupo del platino. Esta relación sugiere que durante el proceso de meteorización y generación de suelo, la disolución de cromita controla en gran parte la liberación de los EGP. Bajo esta hipótesis, se determinaron las razones de isótopos estables de Cr (expresada como δ53/52Cr), para el uso de este sistema isotópico como monitor de procesos redox. Especialmente cuando existe reducción de especies de Cr(VI) moduladas por óxidos de Mn. Las concentraciones y patrones de enriquecimiento de EGP obtenidos en este estudio, se asemejan en una escala menor a los reportados en otros depósitos lateríticos en el mundo. No obstante, la principal diferencia está en que el Ni no es retenido en los perfiles muestreados. A pesar de esto, los resultados establecen que las condiciones de pedogénesis del área, permiten enriquecer los suelos en metales como Fe, Cr, Ti, Au, EGP y REE, en especial en aquellos horizontes donde el grado de meteorización es mayor. Enriquecimiento que puede ser atribuido al incremento de fases neo-formadas en estos horizontes, como oxi-hidróxidos de Fe-Al-Mn y minerales de arcilla, los cuales pueden tener una alta capacidad de adsorción de metales en ambientes superficiales. La señal isotópica de Cr muestra desviaciones a lo largo de un mismo perfil, donde una fuerte relación es encontrada entre los valores más negativos de δ53/52Cr y el mayor contenido de EGP, en particular Pt y Pd. Este resultado estaría reflejando los procesos de enriquecimiento de estos metales en los suelos estudiados, enriquecimiento probablemente modulado por procesos redox en el caso del Pd, y por la disolución de la cromita para el caso del Pt. / Este trabajo ha sido financiado por el Núcleo Milenio Trazadores de Metales en Zonas de Subducción NC130065

La dermatitis de contacto alérgica es una de las patologías prevalentes dentro de las consultas en un centro dermatológico, siendo los metales como níquel, cromo y cobalto los alergenos más frecuentes sobre todo en el ámbito laboral. . La clínica que se observa no difiere del resto de los eczemas, comenzando con eritema, edema, seguido de la aparición de vesículas con exudación. Los síntomas son prurito y en menores ocasiones ardor y dolor. Para el correcto diagnóstico, además de una buena historia clínica con los datos del paciente que permitan sospechar el origen de la afección, es necesario realizar testificaciones epicutáneas a fin de individualizar los posibles alergenos causantes del cuadro en estudio. Observamos en nuestros pacientes que el 2,48% estaba sensibilizado a níquel, 1,96% a cromo y que el 0,31% a los dos. A pesar de que estos resultados son bajos comparados con los expuestos en las publicaciones a nivel internacional, nuestros pacientes presentaron las características habituales para cada alergeno en estudio. Con respecto al níquel este afectó sobre todo a la población femenina, siendo frecuente el contacto extraprofesional por el uso de bisutería. La acción del cromo estuvo vinculada a varones trabajadores de la construcción, produciendo en su mayoría eczema de manos por el uso de cemento que contiene sales de cromo. Los datos expuestos en este estudio tienen la finalidad de fomentar grupos de investigación a nivel epidemiológico y la implementación de medidas preventivas tendientes a disminuir la morbilidad en nuestra región.

Neste trabalho, duas novas classes de complexos de CrIII contendo ligantes pirazol-éter (N^O) CrCl3[(3-fenoxipropil)pirazol] (Cr1), CrCl3[1-(3-fenoxipropil)- (3,5-dimetil-pirazol)] (Cr2), CrCl3[1-(3-fenoxipropil)-(3-fenil-pirazol)] (Cr3), CrCl3[1-(3-fenoxipropil)-3,5-bis(trifluormetil)pirazol] (Cr4) e ligantes imina-tioéter (N^S) CrCl3[(E)-2-metil-N-(2-(feniltio)benzilideno)propan-2-amina] (Cr5), CrCl3[(E)-4-metoxi-N-(2-(feniltio)benzilideno)anilina] (Cr6), CrCl3[(E)-N-(2-(feniltio)benzilideno)anilina] (Cr7), CrCl3[(E)-N-(2-(terc-butiltio)benzilideno)-2-metilpropan-2-amina (Cr8), CrCl3[(E)-N-(2-(terc-butiltio)benzilideno)anilina (Cr9) e uma nova classe de complexos de NiII contendo ligantes imina-tioéter tais como NiBr2[(E)-2-metil-N-(2-(feniltio)benzilideno)propan-2-amina] (Ni1), NiBr2[(E)-4-metoxi-N-(2-(feniltio)benzilideno)anilina] (Ni2), NiBr2[(E)-N-(2-(feniltio)benzilideno)anilina] (Ni3), NiBr2[(E)-N-(2-(terc-butiltio)benzilideno)-2-metilpropan-2-amina (Ni4), NiBr2[(E)-N-(2-(terc-butiltio)benzilideno)anilina (Ni5), foram sintetizados e caracterizados por espectrometria de massas de alta resolução, espectroscopia na região do infravermelho, espectroscopia eletrônica (Cr1, Cr2, Cr3, Cr4) e análise elementar (Cr1, Cr2, Cr3). Esta classe de catalisadores de cromo (Classe I), quando ativados com metilaluminoxano (MAO), foram capazes de oligomerizar etileno com frequências de rotação (FRs) entre 6.500 e 97.200 h−1 com boa seletividade para AOL. O complexo Cr3 apresentou maior seletividade a hexenos e octenos com boa atividade (FR = 17.000 h-1), sendo o complexo selecionado para a otimização das condições reacionais como solvente, razão molar [Al/Cr], tipo/procedência de cocatalisador, tempo e temperatura). Em condições ótimas ([Cr3] = 10 mol, tolueno, 80C, tempo = 15 min, 20 bar de etileno, [Al/Cr] = 1500) o pré-catalisador apresentou FR de 97.200 h-1 com 15,7% de hexenos e 13,6% de octenos com 95 e 91% de AOL, respectivamente. Resultando no sistema mais ativo encontrado na literatura. A Classe II de complexos de CrIII quando ativados com MAO, apresentaram FR entre 3.300 e 970.000 h-1 com boa seletividade para produção de AOL. O complexo Cr5 apresentou maior atividade (FR = 27.400 h-1), sendo o complexo selecionado para a otimização das condições reacionais. Em condições ótimas ([Cr5] = 10 mol, tolueno, 80C, tempo = 15 min, 20 bar de etileno, [Al/Cr] = 2000) o pré-catalisador apresentou FR de 970.800 h-1 com 17,9% de hexenos e 16,9% de octenos com 95% de AOL. Os resultados obtidos indicam que estes sistemas (Classe I e Classe II) preferencialmente atuam pelo mecanismo de inserção ao invés do mecanismo de expansão do ciclo, pela alta produtividade de butenos, olefinas de massa molecular elevada (>C12) e polietileno. A Classe II de ligantes foi utilizada para formação de novos complexos de NiII que, quando ativados com MAO, apresentaram FR = 3.700 - 412.000 h-1 com alta seletividade para buteno-1. O complexo Ni3 apresentou maior atividade (FR = 39.600 h-1), sendo o complexo selecionado para a otimização das condições reacionais. Em condições ótimas ([Ni3] = 10 mol, diclorometano, 30C, tempo = 20 min, 20 bar de etileno, [Al/Ni] = 2000) o pré-catalisador apresentou FR de 412.000 h-1 com 87,2% de buteno, sendo 51,3% de buteno-1. / In this work, two new classes of chromium complexes bearing pyrazole-ether bidentate ligands (N^O) CrCl3[(3-phenoxypropyl)pyrazole] (Cr1), CrCl3[1-(3-phenoxypropyl)- (3,5-dimethyl-pyrazol)] (Cr2), CrCl3[1-(3-phenoxypropyl)-(3-phenyl-pyrazole)] (Cr3), CrCl3[1-(3-phenoxypropyl)-3,5-bis(trifluormethyl)pyrazole] (Cr4) and imine-thioether (N^S) CrCl3[(E)-2-metyl-N-(2-(phenylthio)benzylidene)propan-2-amine] (Cr5), CrCl3[(E)-4-metoxy-N-(2-(phenylthio)benzyliden)aniline] (Cr6), CrCl3[(E)-N-(2-(phenylthio)benzylidene)aniline] (Cr7), CrCl3[(E)-N-(2-(terc-butylthio)benzylidene)-2-methylpropan-2-amine (Cr8), CrCl3[(E)-N-(2-(terc-butylthio)benzylidene)aniline (Cr9) and a new class of NiII complexes bearing imine-thioether ligands such as NiBr2[(E)-2-metyl-N-(2-(phenylthio)benzylidene)propan-2-amine] (Ni1), NiBr2[(E)-4-metoxy-N-(2-(phenylthio)benzylideno)aniline] (Ni2), NiBr2[(E)-N-(2-(phenylthio)benzylidene)aniline] (Ni3), NiBr2[(E)-N-(2-(terc-butylthio)benzylidene)-2-methylpropan-2-amine (Ni4), NiBr2[(E)-N-(2-(terc-butylthio)benzylidene)aniline (Ni5) were synthesized and characterized by high resolution electrospray ionization mass spectrometry, infrared spectroscopy, electronic spectroscopy (Cr1, Cr2, Cr3, Cr4) and elemental analysis (Cr1, Cr2, Cr3). The first class of Chromium precatalysts (Class I), when activated with methylaluminoxane (MAO), promoted the oligomerization of ethylene with Turnover Frequencies (TOF) between 6.500 and 97.200 h−1 with good selectivities for LAO. The complex Cr3 showed the best selectivity for hexenes and octenes with good activity (TOF = 17.000 h-1), and this complex was selected for further optimization of reaction conditions, such as solvent, molar ratio [Al/Cr], cocatalyst type/origin, time and temperature. Under optimal conditions ([Cr3] = 10 mol, toluene, 80C, time = 15 min, 20 bar ethylene, [Al/Cr] = 1500) this precatalyst showed TOF = 97.200 h-1 with 15,7% selectivity for hexenes and 13,6% for octenes, with 95 and 91% of LAO selectivity in each case, respectively. This system was the most active found in the literature. The chromium complexes of Class II under MAO activation, displayed TOF between 3.300 and 970.000 h-1 with good selectivities for LAO. The precatalyst Cr5 showed the best activity (TOF = 27.400 h-1, in the inicial screening), and therefore selected for further process optimization. In the best conditions ([Cr5] = 10 mol, tolueno, 80C, tempo = 15 min, 20 bar of ethylene, [Al/Cr] = 2000) this precatalyst showed TOF = 970.800 h-1 and 17,9% selectivity for hexenes and 16,9% for octenes with 95% of LAO for the both. The results indicate that these systems (Class I and Class II) act by insertion mechanism rather cycle expansion mechanism, because there are high productivity for butenes, high molecular weight olefins (>C12) and polyethylene. The N^S ligand class was used to synthesize a new class of NiII complexes, which after MAO activation, exhibited TOF = 3.700 - 412.000 h-1 with high selectivities for 1-butene. Ni3 exhibited the best activity (TOF = 39.600 h-1), and than under optimized conditions, ([Ni3] = 10 mol, dichloromethane, 30 C, time = 20 min, 20 bar ethylene, [Al/Ni] = 2000) the system led to TOF = 412.000 h-1 with 87,2% selectivity for butene and 51,3% of 1-butene.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-16T03:56:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T17:15:04Z : No. of bitstreams: 1 85047.pdf: 5721035 bytes, checksum: a481c7ea1a90fc17fcfb6609a69bb1ad (MD5) / A técnica de soldagem conhecida como técnica da meia-camada, proposta no código ASME - Seção XI é uma solução alternativa, com o depósito de 4 camadas de solda convenientemente aplicadas sobre o metal de base, foram comparadas em termos de estrutura, tenacidade e dureza das Zonas Térmicamente Afetadas (ZTA's). Ambos os procedimentos são dimensionados para serem utilizados sem a necessidade de um tratamento térmico pós soldagem (TTPS). Estes procedimentos utilizam-se do calor gerado pelo depósito das sucessivas camadas de solda para promover o refinamento e revenimento da ZTA dos cordões de solda das camadas precedentes. Foi feita a aquisição dos ciclos térmicos das soldas executadas, utilizando-se um sistema computadorizado desenvolvido para a aquisição e tratamento de dados obtidos dessas soldagens, com o uso de termopares. Os tempos de resfriamento entre 800-500oC foram analisados e comparados com os tempos obtidos do monograma proposto pelo IRSID. Uma metodologia para a previsão da dureza máxima obtida na Zona Térmicamente Afetada (ZTA) dos cordões de solda da primeira camada, utilizando-se os tempos de resfriamento obtidos dos ciclos térmicos das soldagens experimentadas é introduzida, aplicando-se os algoritmos propostos por Yurioka. Esses valores foram comparados com os valores de dureza medidos na ZTA grosseira dos cordões de solda da primeira camada depositada.