Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas / Made available in DSpace on 2012-10-16T06:41:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T19:12:58Z : No. of bitstreams: 1 97847.pdf: 3826978 bytes, checksum: d7f65aabc8cd518bad214af572991d71 (MD5) / Estudo mecanístico da formação de sulfeto de carbono sobre diversas fontes de carbono, considerando aspectos cinéticos, caracterização de complexos C-S e efeitos catalíticos de sais inorgânicos. Redução de SO2 sobre matrizes carbonosas com formação de enxofre elementar ou CS2 considerando a conversão de carbono, cinética, distribuição de produtos e efeito de sais inorgânicos.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-10-18T15:18:23Z No. of bitstreams: 1 2017_SílviadaCunhaOliveira.pdf: 1889553 bytes, checksum: fdb68f970913e87ad49fc3b44730a1df (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-04-25T21:37:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_SílviadaCunhaOliveira.pdf: 1889553 bytes, checksum: fdb68f970913e87ad49fc3b44730a1df (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-25T21:37:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_SílviadaCunhaOliveira.pdf: 1889553 bytes, checksum: fdb68f970913e87ad49fc3b44730a1df (MD5) Previous issue date: 2018-04-25 / A captura e armazenamento de CO2 (CCS) em grandes fontes estacionárias e o emprego do biogás como fonte de energia constituem duas importantes abordagens para a redução das emissões de CO2. Em ambos os processos, a separação do CO2 pode ser realizada via adsorção por carbonos ativados. É sabido que, a pressões não elevadas, a adsorção de CO2 é mais eficiente em ultramicroporos (< 0,7 nm). Além disso, alguns autores consideram que a presença de grupos funcionais básicos superficiais, com destaque para os grupos nitrogenados, aumente a capacidade de adsorção de CO2 e a seletividade para adsorção deste frente ao N2 (principal componente de gases pós-combustão) e o CH4 (principal componente do biogás). Entretanto, outros autores consideram que os grupos nitrogenados não exercem tal influência. O motivo para esta controvérsia reside no fato de que, para as comparações, via de regra são empregados carbonos ativados com diferentes morfologias de poros (na maioria das vezes, o próprio processo de funcionalização altera a porosidade), de forma que o efeito da porosidade acaba por mascarar a influência dos grupos nitrogenados. Neste contexto, o objetivo central do presente trabalho foi obter pelo menos duas amostras de carbono ativado contendo morfologia de poros similar, mas com diferentes teores de grupos funcionais básicos nitrogenados, de forma que o efeito da presença destes grupos sobre a capacidade e a seletividade para a adsorção de CO2 pudesse ser avaliada. Para isso, dois carbonos ativados comerciais foram funcionalizados com NH3 (g) a 700 e 800 ºC. A incorporação foi monitorada por meio da análise da composição química (CHN e EDXRF) e da medida dos teores de grupos funcionais ácidos e básicos totais pelo Método de Boehm. Nas condições empregadas, verificou-se aumentos do teor de nitrogênio de 0,2% para até 5,5%, sendo o nitrogênio incorporado basicamente na forma de anéis aromáticos (pirróis e piridinas); com isso, o teor de grupos básicos totais aumentou de 0,448 para até 0,862 mmol/g. Os tratamentos também foram acompanhados por pronunciada remoção de grupos ácidos oxigenados. Conforme desejado, foram obtidos adsorventes com morfologia de poros muito similares, conforme constatado a partir das isotermas de adsorção de N2 (-196 oC), mas com teores de nitrogênio e grupos básicos e ácidos totais variados. Medidas das capacidades de adsorção de CO2 (de equilíbrio) e ensaios dinâmicos de adsorção em leito fixo (curvas de ruptura) para misturas CO2/N2 e CO2/CH4 mostraram que a incorporação dos grupos funcionais básicos nitrogenados não influenciou significativamente a capacidade e a seletividade para adsorção de CO2. Assim, conclui-se que a busca por carbonos ativados com melhores performances para aplicação em CCS e enriquecimento de biogás deve ser focada na otimização da morfologia de poros dos materiais. / CO2 Capture and Storage (CCS) at large stationary sources and the use of biogas as an energy source are two major approaches for reducing CO2 emissions. At both processes, the separation of CO2 can be accomplished through adsorption by activated carbons. It is known that, under not elevated pressures, the CO2 adsorption occurs more efficiently at ultramicropores (< 0,7 nm). Moreover, some authors consider that the presence of basic functional groups, mainly nitrogenated groups, increases the CO2 adsorption capacity and the selectivity for CO2 over N2 (main component of post-combustion gases) and CH4 adsorption (major constituent of biogas). However, other authors consider that nitrogenated groups do not have such influence. The main reason for this controversy lies on the fact that comparisons are usually carried out taking into account activated carbons with different pore morphologies. In this way, the effects of porosity end by masking the effects resulting from the presence of nitrogenated groups. In this context, the central goal of the present work was to obtain at least two samples of activated carbons with similar pore morphology but with different nitrogen content, so that the effect of these groups on the CO2 adsorption capacity and selectivity could be evaluated. For this purpose, two commercially available activated carbons were functionalized with NH3 (g) at 700 and 800 ºC. The incorporation of nitrogenated groups was monitored by means of CHN and EDXRF analyses, besides measuring the content of total basic and acidic groups by the Boehm's method. In the conditions employed, the nitrogen content increased from 0.2% up to 5.5%, being that the nitrogen was incorporated mainly in the form of aromatic rings (pyrroles and pyridines); thereby, the total content of basic groups increased from 0,448 up to 0,862 mmol/g. The treatments were also followed by pronounced removal of oxygen, mainly from acid groups. As desired, adsorbents with very similar pore morphology were obtained, as showed by the N2 adsorption isotherms (- 196 ºC), but with quite different nitrogen contents and total basic and acid groups. Measurements of CO2 adsorption capacities (of equilibrium) and fixed bed adsorption dynamical tests (breakthrough curves) for CO2/N2 and CO2/CH4 mixtures showed that the incorporation of basic nitrogenated groups did not significantly influence the capacity and the selectivity for CO2 adsorption. These results lend to the conclusion that the search for activated carbons with improved performances for application in CCS and biogas upgrading should be focused on the optimization of the material pore morphology.

Submitted by Suethene Souza (suethene.souza@ufpe.br) on 2015-03-12T19:14:19Z No. of bitstreams: 2 TESE Rommel de Santana Freire.pdf: 4884946 bytes, checksum: 313cf5933c1119e57a7f71619b48b927 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-12T19:14:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 TESE Rommel de Santana Freire.pdf: 4884946 bytes, checksum: 313cf5933c1119e57a7f71619b48b927 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2014 / CAPES / Vários países passaram a demonstrar um comprometimento maior com o desenvolvimento sustentável a partir da criação do Protocolo de Kyoto, em 1997, onde foram fixadas metas para redução da emissão de gases poluentes dos países signatários. Os países signatários do Protocolo de Kyoto possuem metas para a redução da emissão de Gases Efeito Estufa (GEE), para tanto recebem quotas, as quais são rateadas entre empresas de diversos setores. Por sua vez, essas empresas têm de reduzir suas emissões de gases poluentes, sob pena de arcarem com o pagamento de multas, caso ultrapassem os limites pré-estabelecidos. Contudo, algumas organizações não conseguem (ou não têm interesse) em atingir tais reduções, sendo obrigadas a adquirirem títulos específicos no mercado para compensar a parcela de emissões não reduzida, objetivando com isto, que perdas significativas sejam reduzidas ou até mesmo eliminadas. Este trabalho objetiva analisar os fatores influenciadores dos preços dos contratos futuros permissões para emissão de carbono (EUA), verificando se aspectos energéticos, políticos e macroeconômicos. Foi utilizado modelo vetorial com correção de erros (VECM), onde os resultados apurados mostram que os choques nos preços do carvão e gás natural, durante o período de 2008 até 2014, influenciam os preços dos EUAs. Durante o período 2015 até 2019, com a utilização do VAR, foram constatadas as mesmas influências do período anterior, porém com menor relevância. Também foi constatado, através da utilização dos modelos GARCH, EGARCH, TGARCH e MGARCH, durante o período de 2009 até 2014, que fatores macroeconômicos têm influência significativa nos preços dos EUAs, enquanto os aspectos políticos não apresentam relação significativa. Utilizou-se o Value at Risk histórico, com grau de confiança de 99% e 95%, para apurar o risco em contratos futuros de EUA, com vencimento no mês de dezembro, durante os anos de 2008 – 2019, sendo constatado que o maior risco foi apurado no ano de 2015.

Made available in DSpace on 2018-08-01T22:56:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_11716_Tese PAULO HENRIQUE 2018.pdf: 2779602 bytes, checksum: 0f1bc83a9e49ec32a80490f9cda881a5 (MD5) Previous issue date: 2018-01-25 / As questôes relacionadas às mudanças climáticas e a elevação da temperatura da atmosfera terrestre têm sido cada vez mais discutidas em todo o planeta. Neste cenário, o potencial das florestas em fixar carbono em sua biomassa vem ganhando destaque. Objetivou-se verificar o efeito do espaçamento sobre a biomassa (BIO) e o estoque de carbono (EC) em um povoamento de Anadenanthera peregrina (L.) Speg estabelecido em área de pastagem. A pesquisa foi desenvolvida na área experimental do Ifes Campus de Alegre, em Rive, Alegre, ES, Brasil. O povoamento foi implantado em junho de 2011 com diferentes espaçamentos (3 x 2, 3 x 3, 4 x 3, 4 x 4 e 5 x 5 m), distribuído em três blocos. Realizou-se o inventário florestal para obtenção do diâmetro a 1,30 m do solo (DAP) e da altura total das árvores (Ht) e na sequência foi amostrada a BIO acima do solo, com a seleção e derrubada de 45 árvores. Desse total, 15 árvores tiveram seu sistema radicular amostrado. Foi amostrada a necromassa de galhos no piso florestal em 15 parcelas (30 x 50 m) da pesquisa e ainda o solo nas profundidades 0-5, 5-10 e 10-20 cm em todas as parcelas obtendo-se o teor de carbono (TC) e carbono isotópico. A partir dos valores individuais, foram ajustados modelos de regressão para estimar a BIO populacional para cada compartimento das árvores. O EC foi calculado por meio da multiplicação da BIO pelo respectivo TC da amostra. Para o solo, o EC foi estimado usando a densidade do solo e do TC na amostra. O EC obtido por meio de equações de BIO multiplicada pelo TC determinado na amostra foi mais exato em relação aos outros métodos testados. As médias de BIO e EC total acima do solo foram, respectivamente, 16,42 e 7,21 Mg ha-1. A participação relativa das frações nesse total foi: galhos (44,99%), fuste (40,77%), folhas (13,99%) e casca (4,90%). Para as raízes e necromassa a média de BIO foi, respectivamente, 6,68 e 1,71 Mg ha-1 e para EC as médias foram, respectivamente, 0,76 e 2,95 Mg ha-1. Os teores médios de carbono variaram de 43,97% nas folhas até 44,31% na casca, com média aritmética geral de 44,20%. Convertendo o valor total do EC (EC solo + EC BIO + EC necromassa) em dióxido de carbono equivalente (CO2eq.), estima-se 1161,12 Mg de CO2 sequestrados da atmosfera. Não houve efeito do espaçamento de plantio sobre o EC do solo e sobre a necromassa. Após 68 meses de implantação do povoamento florestal, o EC total do solo foi reduzido em 22,72%. Entretanto, nesta idade, 20,99% do carbono do solo foi oriundo das árvores de A. peregrina, em substituição ao carbono oriundo da pastagem. Houve a tendência de maior quantidade de BIO e carbono nas árvores nos menores espaçamentos, com redução dos valores nos maiores espaçamentos. O solo foi o compartimento que estocou a maior porcentagem de carbono (70%), seguido da biomassa aérea (21%), raízes (6%) e da necromassa (3%). Palavras-chave: mudança de uso do solo, carbono orgânico, densidade básica, sequestro de carbono, mudanças climáticas.&#8195;

Magíster en Meteorología y Climatología / El impacto global de los aerosoles en el balance radiativo depende de las emisiones regionales. Por esto es necesario tener una visión de las propiedades ópticas de los aerosoles en muchos lugares del planeta. Además, se ha observado un aumento de las concentraciones de ozone en la tropósfera, cuyas mediciones son fundamental determinando el impacto de las actividades antropogénicas. En consecuencia, estaciones de vigilancia han sido instaladas desde 1995 dentro del programa de GAW por la OMM. Particularmente, en Chile, una de ellas es Cerro Tololo (TLL). Altas (bajas) concentraciones de ozono se observan durante la tarde-noche (mañana). Su variabilidad mensual está relacionada a la quema de biomasa del hemisferio sur. El carbono-negro-equivalente muestra el mismo patrón diurno que ozono, altas (bajas) concentraciones en verano (invierno). Su variabilidad mensual está probablemente asociada a actividad humana en los valles de los alrededores. Exponentes de Angstrom muestran que TLL está influenciado por arena y, más hollín de carbono-negro que quema de biomasa. Las parcelas de aire provienen de niveles superiores, sobre el océano y áreas contaminadas. Las primeras representan un intercambio entre estratósfera-tropósfera. Las segundas son producto de la brisa marina. Finalmente, las últimas representan el transporte local de los alrededores. / The global-impact of aerosols on the radiative balance depends on the regional emissions. In view of this, it is necessary to have a look of aerosol optical properties in several places of world. Furthermore, increasing ozone concentrations are observed in the troposphere and their measurements at remote places are keys to assess the impact of the anthropogenic activities. Accordingly, since 1995 watching stations have been installed as part of GAW Program by the WMO. Particularly, in Chile, one of them corresponds to Cerro Tololo (TLL). Ozone shows high (low) concentrations during afternoon and night (morning), and maximal (minimum) during spring (summer). Their monthly variability is linked to the biomass-burning in the southern hemisphere. Equivalent black carbon shows the same diurnal pattern as ozone, and high (low) concentrations in summer (winter). Their monthly variability is probably related to the human activity in the surrounding valleys. Angstrom exponents show that TLL is influenced by dust and aged diesel soot black carbon rather than biomass-burning emissions. Air parcels coming from upper-levels, over the ocean and polluted areas are observed at TLL. First parcels represent stratosphere-troposphere interchange. Second parcels represent see-breeze. Finally, third parcels represent local transport from the surrounding areas.

Doctor en Química / Los electrodos basados en nanotubos de carbono como material electródico, tienen múltiples ventajas; su bajo costo, buena conductividad eléctrica, un amplio rango de potencial, presentan actividad electro-catalítica muchas reacciones redox, y tienen relativa inercia electroquímica. Además, los electrodos preparados con nanotubos de carbono se pueden modificar agregando a los nanotubos, diferentes compuestos, con el objetivo de obtener lo que se conoce como un electrodo modificado. En general, el principal problema en la utilización de nanotubos de carbono, está en obtener una buena dispersión de nanotubos que permita preparar electrodos reproducibles. En el desarrollo de esta tesis se ha encontrado que la utilización de 1,3-dioxolano permite preparar dispersiones de nanotubos estables y reproducibles. El uso de este solvente presenta muchas ventajas; menor tiempo en la preparación de los electrodos, electrodos reproducibles y reutilizables. Se ha desarrollado una metodología que nos permite estudiar el comportamiento voltamétrico de compuestos poco solubles encapsulados en el electrodo modificado, sin la formación de enlaces covalentes. Los nitrocompuestos son retenidos en el electrodo en lugar de ser disueltos como en la voltametría tradicional. El electrodo modificado con nitrocompuesto, es suficientemente estable para ser lavado, manipulado y posteriormente ser reducido para formar derivados hidroxilamina en el electrodo, los cuales pueden ser oxidados para formar un electrodo modificado con derivados nitrosos. El uso de esta estrategia permite un considerable aumento en sensibilidad y selectividad de la respuesta voltamétrica. En esta tesis se ha descrito un procedimiento original para la modificación de electrodos de nanotubos de carbono con compuestos nitro-aromáticos, a través de un procedimiento simple y rápido basado en el encapsulamiento y modificación electroquímica, de los compuestos encapsulados en la nano-estructura formada por los nanotubos de carbono adheridos en el electrodo / The electrodes based on carbon nanotubes as electrodic material, have multiple benefits; its low cost, good electrical conductivity, wide potential range its shows electro-catalytic activity for a several redox reactions, and have electrochemical inertness. In general, the main problem in the use of carbon nanotubes, is to obtain a good dispersion of nanotubes allowing reproducible preparation of the modified electrodes. In developing this thesis it has found that the use of 1,3-dioxolane can prepare dispersions of stable and reproducible nanotubes. The use of this solvent has many advantages; less time preparing the electrodes, reproducible and reusable electrodes. It has developed a methodology that allows us to study the voltammetric behavior of poorly soluble compounds encapsulated on modified electrode, without formation of covalent bonding. The nitrocompounds are fixed in the electrode phase instead of being dissolved in the solution phase as is the case of traditional voltammetry. The modified electrode with nitrocompound is is sufficiently stable enough to be washed, manipulated and further reduced to form an hydroxylamine-derivatized electrode, which also can be oxidized to form a nitroso-derivatized electrode. The use of this strategy allows a considerable increase in sensitivity and selectivity of the voltammetric response. This thesis described an original procedure for modifying carbon nanotube electrodes with aromatic nitro compounds, through a simple and rapid method based on encapsulation and electrochemical modification of the compounds encapsulated in the nano-structure formed by the carbon nanotubes adhered to the electrode

Orientadores: Ester M. Danielli Nicola, Konradin Metze / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-09-11T20:53:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mariuzzo_AdrianadeAzevedoCoutinho_M.pdf: 3799006 bytes, checksum: 0027772915214bb19353e486cceceb9e (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: o presente trabalho mostra alguns aspectos da interação do laser 1com o tecido. As propriedades fisicas do laser são relatadas com o objetivo de explicar a razão dos seus diversos modos de atuar sobre os diferentes tecidos. o dano tecidual depende de vários parâmetros fisicos e biológicos, como: potência,tempode exposiçãoao laser,distânciafocal,diâmetrodo raio e tipo de tecido. o laser de C02, escolhido para realização deste trabalho, atua como um "bisturi cirúrgico" através da grande eficiência na conversão de sua radiação infravermelha em calor localizado. Tal característica faz com que seja, ainda, o mais utilizado na área médica, principalmente nas cirurgias. Neste estudo são revistas e discutidas diversas características do tecido muscular estriado, no sentido de explicar as peculiaridades das lesões conseqüentes à aplicação do laser C02. Dependendo da forma como os parâmetros do laser forem combinados, os efeitos podem variar, desde cortes profundos até cauterização. Foi demonstrado que ao serem utilizadas potências e tempos diferentes, mesmo mantendo constante energia total em uma dada área de tecido, as lesões causadas apresentam-se morfologicamente diferentes. . Os diferentes conjuntos de lesões resultantes da utilização do laser nas condições acima mencionadas foram analisados morfometricamente, sob microscopia óptica, imediatamente à aplicação, bem como após 1,4, 7, 15 e 21 dias. As alterações histológicas foram avaliadas e discutidas do ponto de vista quantitativo e qualitativo. Comparando o processo de reparação tecidual dos dois conjuntos extremos, constatamos diferenças significativas que permitiram considerar que a reparação de lesões causadas em condições de alta potência e curto tempo evolui de forma mais avançada, superando aquela das lesões conseqüentes à aplicação de baixa potência e longo tempo / Abstract: The aim of our studywas to comparebiologic effects such astissue damageand regeneration in rat skeletal musc1eafter C02 laser application with pulses of constant energy density, but with varying power and exposuretime. We used three different laser conditions: 20W x O.5s,10W x 1.0s and 5.0 W x 2.0s, alI having the sameenergy density (10 joules in a constant area). The animalswere sacrificedimmediatelyafter laser application,and after 1,4, 7, 15 and 21 days. Tissue damage produced by the C02 laser with high power provokes more profound craters with less tissue damage at the margins, as shown by lesser tissue carbonization, fewer foreign body giant cell granulomas and less tissue fibrosis and, on the other hand, an accelerated regeneration of muscle tissue / Mestrado / Mestre em Neurociencias

Nas últimas décadas, foram descobertas e estudadas diversas nanoestruturas baseadas em carbono, como os fulerenos, os nanotubos de carbono e o grafeno. Estas apresentam um conjunto de propriedades físicas excepcional, com vasto potencial de aplicação no desenvolvimento de novas tecnologias. Estes materiais também têm servido como blocos fundamentais para a criação de novas nanoestruturas, com propriedades físicas diferenciadas, que podem ser modificadas e controladas visando aplicações específicas. Estudos experimentais recentes nesta área são promissores, porém falta um maior entendimento fundamental destas novas estruturas e suas propriedades. O objetivo deste trabalho é propor novas nanoestruturas alternativas baseadas em carbono, buscar um melhor entendimento da estrutura de nanomateriais recentemente sintetizados e reportados na literatura e avaliar suas propriedades mecânicas através de simulações de dinâmica molecular, de modo a verificar se apresentam potencial para serem aplicados em dispositivos práticos no qual alta resistência mecânica e leveza sejam necessárias. Foram estudadas três classes de estruturas: superestruturas à base de anéis feitos com nanotubos de carbono (nanocorrentes e nanogrades) propostas neste trabalho, estruturas híbridas combinando grafeno e nanotubos, de forma a buscar uma estrutura mais resistente, reportadas recentemente na literatura (chamada de grafeno rebar), e superestruturas ramificadas utilizando nanofilamentos de diamante (diamond nanothreads) também sintetizados em estudos recentes. As superestruturas à base de anéis apresentaram excelentes propriedades mecânicas, apresentando resistência mecânica superior a materiais convencionais, porém com grande elasticidade, o que deve motivar mais estudos sobre essa emergente classe de nanomateriais. Os testes com o grafeno rebar permitiram demonstrar o conceito caraterístico da estrutura híbrida, onde os nanotubos agem como reforço estrutural para o grafeno. Finalmente, com base nos testes realizados, as superestruturas feitas a partir de nanofilamentos de diamante se mostraram instáveis para possível aplicação, tal que novas configurações devem ser buscadas. Estes resultados trazem um maior entendimento sobre a relação entre estrutura e propriedades destes nanomateriais, motivando futuros estudos teóricos e experimentais envolvendo a aplicação destas no desenvolvimento de novas tecnologias. / Several carbon-based nanostructures have been discovered and studied in the last decades, such as fullerenes, carbon nanotubes and graphene. These materials exhibit an outstanding set of physical properties, which can be applied in the development of new technologies. The same materials have also been used as building blocks for creating new nanostructures with different physical properties, which can be modified and controlled towards specific applications. Recent experimental studies in this area are promising, but a greater fundamental understanding of these new structures and their properties are still elusive. The objective of this dissertation is to propose novel carbon-based nanostructures, to obtain a better understanding of the structure of newly synthesized nanomaterials reported in the literature, and evaluate their mechanical properties using molecular dynamics simulations, in order to evaluate their suitability for the development of practical devices where strong and light-weight materials are required. Three types of carbon nanostructures were studied: superstructures based on rings made out of carbon nanotubes (nanochains and nanofences) proposed in this work, hybrid structures combining graphene and nanotubes, recently reported in the literature (called graphene rebar), and branched superstructures using diamond nanothreads (also synthesized in recent studies). Ring-based CNT superstructures exhibited excellent mechanical properties under tensile strain, with superior mechanical resistance compared to conventional materials, but with great elasticity. Tests with rebar graphene demonstrated that the nanotubes act as structural reinforcement for graphene. Finally, the branched superstructures based on diamond nanothreads proposed in this study were not stable, and alternatives should be investigated in the future. These results provide a better understanding of the relationship between structure and properties of the investigated nanomaterials, motivating future theoretical and experimental studies regarding their application in the development of new technologies.

A presente tese de doutorado apresenta, pela primeira vez, a produção de estruturas tridimensionais (3D) de nanotubos de carbono (NTC), nomeadas esponjas de NTC, por deposição química de vapor (CVD) empregando o catalisador sólido nanoestruturado em pó (magnésio ferrita - MgFe2O4). As nanopartículas de MgFe2O4 foram produzidas por síntese de combustão em solução (SCS). Esta técnica permite a produção de pós nanoestruturados de baixo custo e elevada qualidade. Sabe-se que as nanopartículas de MgFe2O4 são excelentes catalisadores para a produção de nanotubos de carbono (NTC). Propriedades como área superficial, inversão do espinélio, tamanho de cristalito, grau de aglomeração e sua correlação com as forças de van der Waals foram examinadas nesta tese. A síntese de arquiteturas 3D de NTC continua sendo um dos desafios mais importantes na nanotecnologia. Estes sistemas possuem um grande potencial para supercapacitores, eletrodos catalíticos, músculos artificiais e em aplicações ambientais. Nesta tese, realizou-se o estudo detalhado da influência dos parâmetros de síntese por CVD na obtenção de esponjas de NTC. Parâmetros como tempo de síntese, temperatura, fluxo de hidrogênio, fluxo de hexano e quantidade de catalisador empregado foram avaliados. A rota de síntese desenvolvida dispensa sistemas de aerossol, agentes dopantes e catalisadores comerciais, reduzindo significativamente o custo e a complexidade da síntese de esponjas de NTC, facilitando a reprodutibilidade. Ao final do estudo foi possível obter-se uma rota de síntese padrão com os seguintes parâmetros: 0,100 g de quantidade de catalisador, 100 cm3/min de fluxo de Hidrogênio, 40 minutos de tempo de síntese, 850º C de temperatura, 150 cm3/min de fluxo de Hexano e 300 cm3/min de fluxo de Argônio. Partindo deste padrão foi possível obter esponjas de NTC com tamanho de 8,78 mm de altura x 14 cm de comprimento x 9,9 mm de largura com cerca de 0,770 g. As esponjas sintetizadas apresentaram resistência à deformação mecânica e a temperatura, além de alta absorção de fluidos apolares (cerca de 1600 % em peso de gasolina e óleo diesel em apenas um minuto de contato). Estas propriedades indicam que as esponjas produzidas são fortes candidatas para aplicações ambientais. / This PhD thesis presents, for the first time, the production of carbon nanotube (CNT) sponges by chemical vapor deposition (CVD) employing solid nanopowered catalyst (magnesium-ferrite - MgFe2O4). Nanoparticles of MgFe2O4 were produced by solution combustion synthesis (SCS). This technique allows the production of low cost and high quality nanostructured powders. It is known that nanoparticles of MgFe2O4 are excellent catalysts for the production of carbon nanotubes. Properties such as surface area, spinel inversion, crystallite size, degree of agglomeration and its correlation with van der Waals forces were examined in this thesis. The synthesis of CNT 3D architectures remains one of the most important challenges in nanotechnology nowadays. These systems have high potential for application as supercapacitors, catalytic electrodes, artificial muscles and environmental applications. In this thesis, it was carried out a detailed study of the influence of the CVD synthesis parameters in the obtaining of CNT 3D Sponges. Parameters such as synthesis duration time, temperature, hydrogen flow, hexane flow and amount of catalyst employed were evaluated. The developed synthesis route dispenses aerosol systems, dopant agents and commercial catalysts, reducing significantly the synthesis cost and complexity, in a synthesis of easy reproducibility. At the end of the study, t was possible to obtain a standard synthesis route with the following parameters: 0.100 g of catalyst amount, 100 cm 3 / min of Hydrogen flow, 40 minutes of synthesis time, 850 ° C of temperature, 150 cm 3 / min of Hexane flow and 300 cm 3 / min of Argon flow. From this standard it was possible to was possible to obtain 3D CNT sponges with a size of 8.78 mm in height x 14 cm in length x 9.9 mm thick, weighting about 0.770 g. Macrostructure resistance to mechanical deformation and temperature, besides the high absorption of non-polar fluids (about 1600 wt. % to gasoline and diesel oil in only one minute of contact between them), indicate that the produced sponge is a strong candidate for environmental applications.

Os estoques de carbono orgânico do solo (ECOS) nos ecossistemas naturais normalmente podem se manter em equilíbrio por longos períodos, porém as atividades antrópicas, especialmente a expansão da agricultura, usualmente provoca diminuição nos ECOS, com implicações nas funções ecossistêmicas e produtivas dos solos. Assim, a estimativa dos ECOS nos solos sob condições naturais e em agroecossistemas e a distribuição desses estoques na paisagem são questões científicas atuais. Este trabalho teve como objetivo amostrar solos para estimar os ECOS, compilar estudos sobre ECOS já publicados e avaliar comparativamente ECOS nas regiões dos Campos de Cima de Serra e na parte central do Planalto do Rio Grande do Sul. Para estabelecer os ECOS nestas áreas foram utilizados dados primários (coleta de amostras a campo e análises laboratoriais) e dados secundários (levantamentos, estudos e projetos de pesquisa já realizados), prioritariamente em camadas superficiais (0-30cm). A consolidação de dos resultados obtidos do campo e de estudos possibilitaram comparar os estudos existentes de forma tabular e visualizar em mapas considerando classes de solos e usos das terras. Considerando a camada mais superficial de 0-30 cm, os estoques médios (média geral dos valores medidos) na região dos Campos de Cima da Serra (173,5 Mg C ha-1) foram três vezes maiores que na região central do Planalto do Rio Grande do Sul (59,5 Mg C ha-1). De maneira similar, os ECOS nas camadas mais superficiais (0-10 e 0-20cm) também consideradas neste estudo também foram pelo menos duas vezes maiores nos Campos de Cima da Serra. Os mapas produzidos permitem visualizar a distribuição espacial destes estoques nas regiões. Estas informações podem ser usadas para definir políticas públicas no âmbito de agricultura conservacionista e auxiliar na atualização dos inventários nacionais de gases de efeito estufa. / Organic carbon stocks in soils under natural conditions are usually in equilibrium, but human intervention specially with the expansion of agriculture and silviculture leads to SOC (soil organic C) stocks losses. Thus, SOC stocks estimation and their distribution in the landscape is a crucial scientific topic. This study aimed to measure and benchmark current SOC stocks in fields from the Campos de Cima da Serra and the central part of the Planalto do Rio Grande do Sul. To update the SOC stocks in the study areas, primary data were assessed derived from field sampling and laboratory analysis) and secondary data (obtained from published surveys and research projects). Data from 0-30cm soil layer were primarily considered in this study. The consolidation of results from field and studies allowed to compare SOC stocks in tabular form and view maps considering soil types and land of uses. Considering the upper soil layer (0-30 cm), the average SOC stock (173.5 Mg C ha-1 - overall means of the measured values) in the region of Campos de Cima da Serra was three times higher than in the central section of the Planalto of Rio Grande do Sul (59.5 Mg C ha- 1). Similarly, SOC stocks in the shallower layers (0-10 and 0-20 cm) were at least twice as high in the Campos de Cima da Serra. The maps produced display the spatial distribution of measured or calculated SOC stocks. This information can be used to guide public policy for conservation agriculture programs and assist in conducting national greenhouse gas inventories.