Made available in DSpace on 2014-10-09T12:38:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:00:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 02759.pdf: 4084534 bytes, checksum: 9f566ae8144088d7793859fc3ba3a449 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:32:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:10:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 03303.pdf: 2739006 bytes, checksum: 37fea580dbe76269b12b7bdf94c093e8 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Biociencias, Universidade de Sao Paulo - IB/USP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:32:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:10:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 01537.pdf: 1505528 bytes, checksum: 79b06b0cf173671eeb859566744153c3 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Orientador: Assis Vicente Benedetti / Co-orientador: Rodrigo Della Noce / Banca: Hercilio Gomes de Melo / Banca: Roberto Zenhei Nakazato / Resumo: Este trabalho aborda a deposição de cobalto sobre zinco utilizando a técnica de deslocamento galvânico. Inicialmente foi feito um estudo detalhado do zinco nas diversas condições em que foram depositados os filmes de cobalto. Os filmes de cobalto foram sintetizados em banhos de cloreto e sulfato com e sem glicina em pH 3 e 5 e analisados por SEM, MO, EDXS, XDR e VSM. Durante o processo de deposição foi monitorado o potencial em circuito aberto e adicionalmente foram realizadas medições de espectroscopia de impedância eletroquímica com a finalidade de elucidar os possíveis processos que ocorrem durante a deposição. Os filmes de cobalto obtidos mostram que a adição de glicina resulta numa deposição mais homogênea e sem a formação de produtos secundários como Zn5(OH)8Cl2.2H2O e Zn4(SO4)(OH)6.4H2O. A adição da glicina ainda revela uma maior evolução de hidrogênio no sistema, possivelmente relacionada à desprotonação do íon glicinato. O estudo eletroquímico do processo de deposição através de medições de potencial em circuito aberto revela maior estabilidade de potencial com a utilização de glicina no banho. O monitoramento da deposição de cobalto utilizando EIS mostra que os íons Co2+ facilitam o processo de dissolução de Zn. Com o aumento da concentração de glicina e do tempo de deposição aumenta os valores de capacitância da dupla camada elétrica e diminui a resistência à transferência de carga, sugerindo que ambas variáveis induzem o crescimento da área do eletrodo. As medidas das propriedades magnéticas mostram uma maior deposição de material metálico magnético em pH 3 em cloreto e sem a utilização de glicina, sendo que com a adição da mesma foi observado maior quantidade de cobalto metálico depositado em pH 5. Já em sulfato observa-se maior deposição de cobalto metálico na presença e ausência de glicina ambos em pH 5. / Abstract: This work comprises the cobalt deposition onto zinc by using the galvanic displacement technique. The cobalt films were prepared from chloride and sulfate baths with and without glycine, and at pH 3 and 5. The deposits were characterized by: SEM, OM, EDXS, XRD and VSM. During the deposition process, it was monitored the open circuit potential and subsequently were conducted electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measurements in order to elucidate the possible processes that may occur during the galvanic deposition. The results showed that the glycine addition leads to a more homogeneous deposition and no byproducts, such as Zn5(OH)8Cl2.2H2O and Zn4(SO4)(OH)6.4H2O, are formed. Furthermore, the glycine addition to the bath revealed a higher hydrogen evolution during the deposition process, possibly related to the deprotonation of glycinate ion. The electrochemical study of the galvanic displacement process by measuring the open circuit potential revealed a higher potential stability when glycine was employed in the bath. The monitoring of cobalt deposition by EIS showed that the Co2+ ions facilitate the process of Zn dissolution. By increasing the glycine concentration and the deposition time, the capacitance values, related to the double electric layer, increase and the charge transfer resistance decreases, suggesting that both parameters induce an increase in the electrode area. The magnetic properties of the Co deposits, extracted from the VSM measurements, exhibited the highest saturation magnetization for the deposit obtained from chloride bath at pH 3 without the glycine addition, indicating the presence of a higher amount of metallic Co in this condition. In the case of the sulfate bath, the highest saturation magnetization was reached for the deposits obtained at pH 5 in the presence of glycine. / Mestre

No presente trabalho, foram estudados catalisadores de Co10%SiO2, com adições de La2O3 e CeO2, para a reação de reforma a vapor do etanol (RVE), visando aumentar a atividade catalítica e reduzir a formação de carbono sobre o catalisador. O teor mássico de cobalto utilizado foi de 10%, enquanto que os teores de La e Ce seguiram as seguintes proporções em 10%CoLa2%Ce50%-xSi50%, onde X = 2%, 4% e 6%. Os suportes foram preparados pelos métodos de co-precipitação e impregnação a fim de avaliar o efeito do método de preparação sobre o comportamento catalítico, e a fase ativa foi incorporada através do método da impregnação. Todos os catalisadores obtidos foram submetidos à análise de Espectroscopia Dispersiva em Emissão de Raios X (EDX), Difratometria de Raios X (DRX), Redução à Temperatura Programada (RTP) e Área Superficial Específica pelo método BET. Os catalisadores preparados pelo método de co-precipitação do suporte também foram analisados por Difratometria de Raios X- H2 \"in Situ\". Em seguida os catalisadores foram aplicados na reação RVE, e dentre os catalisadores estudados o que apresentou a maior seletividade para o H2 em cada método foi selecionado para a realização de estudos referentes á variação do teor em massa da fase ativa (10% e 20%) e a variação da temperatura de reação. O desempenho destes catalisadores foi comparado com o obtido para os catalisadores sem aditivo no suporte. Após os testes catalíticos, o coque formado foi quantificado por Análise Elementar e caracterizado por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Difratometria de Raios X. Ao analisar os resultados de DRX e RTP observou-se a formação da fase Co3O4 para todos os catalisadores. E para os catalisadores mistos Co/La-Ce-Si, cujos suportes foram co-precipitados e impregnados, identificou-se, através do DRX, a formação da solução sólida entre o óxido de cério e o óxido lantânio. Nos ensaios reacionais foi observado que os catalisadores com maiores teores de La3+, para ambos os métodos de preparação, foram mais seletivos para H2, e que a temperatura influenciou no desempenho catalítico da reação. Ao analisar o carbono após a RVE, somente os catalisadores suportados em La2O3 puro, para ambos os métodos, apresentaram a espécie La2O2CO3 identificada através da DRX, que minimiza a formação do coque, e através da analise por MEV do catalisador após a reação, verificou-se que o coque formado foi filamentoso, permitindo a exposição do cobalto metálico por um maior período de tempo. / This research reports studies with Co/SiO2 catalysts modified with La2O3 and CeO2 by steam reforming of ethanol (SRE) in order to increase the catalytic activity and reduce the carbon formation on the catalyst. The amount of Co used was 10%, already of La and Ce were 10% CoLaxCe50-xSi50, where X = 2%, 4% and 6%. The supports were prepared according co-precipitation and impregnation methods in order to evaluate the effect on the catalytic performance. The active phase was incorporated by impregnation method. All were characterized by Energy Dispersive X Ray Spectroscopy (EDX), X Ray Diffraction (XRD), Temperature-Programmed Reduction (TPR) and Specific Surface Area (BET) and those prepared by co-precipitation were also analyzed by X Ray Diffraction in Situ. Thereafter, the catalysts were applied in the SRE and the highest selectivity against H2 in each method was selected for studies of variation of the mass content of active phase (10% and 20%) and temperature reaction. The performance was compared with catalysts without additive in the holder. After tests, the coke formed was determined by Elemental Analysis and characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM) and XRD. From the XRD and TPR results was possible identify the presence of Co3O4 phase in all catalysts. In the mixed catalyst (Co/Ce-La-Si) was identified, by XRD, the formation of solid solutions between the cerium and lanthanum. Was observed that the catalyst with higher concentrations of La3+, in both methods of preparation, were more selective against H2, furthermore the temperature affected the performance of the catalysis. After characterization and quantification of the produced carbon during SRE, only catalysts supported in pure La2O3, for both methods, showed the formation of La2O2CO3, which minimizes coke formation and was identified by XRD. Through of SEM analysis of the catalyst after the reaction, it was found that coke formed a filamentous-like structure, allowing the exposure of the metallic cobalt for a longer period of time with the support.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:42:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:56:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 05242.pdf: 4554031 bytes, checksum: a4475d4c8f70b6c49362da60da24b5c9 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

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Estudos sobre a formação dos complexos de metais, seus equilíbrios e, também, o aproveitamento analítico desses diferentes sistemas constituem uma tradicional linha de pesquisa em Química. Mais especificamente, as espécies formadas entre os vários pseudo-haletos e outros ligantes, com muitos cátions dos metais de transição, vêm sendo sistematicamente investigadas em nossos laboratórios de Química Analítica. Nesta linha, o emprego do íon tiocianato como ligante tem se destacado dentre os métodos analíticos para a determinação de cobalto, cuja procura tem sido crescente à medida que o homem, ao longo de sua evolução, descobre e produz novos materiais contendo esse metal. Desta forma, tendo em vista algumas características típicas do sistema Co(II)/SCN-, tal como sua intensa coloração, objetivou-se, nesta oportunidade, explorá-lo espectrofotometricamente com maior profundidade. Conseqüentemente, diversos parâmetros envolvidos na complexação dos íons cobalto (II) pelo tiocianato, tais como: a acidez do meio, a concentração disponível de ligante e a presença de solventes orgânicos no sistema, tiveram seus efeitos avaliados individualmente. Com os resultados destes estudos, estabeleceram-se as condições experimentais otimizadas para a montagem do método analítico, visando a determinação de íons cobalto(II). São elas: C (HClO4) =0,050 mol L-1 C (SCN-)=0,203 mol L-1 C(THF)=60% (v/v) Através de estudos espectrofotométricos preliminares, observou-se que o sistema apresenta dois máximos de absorção nestas condições experimentais: 316 e 622 nm, sendo esta última banda, aquela normalmente utilizada neste tipo de trabalho. Estudos de calibração nos dois comprimentos de onda indicaram que as leituras obedecem fielmente à lei de Beer em ambos os casos, porém com sensibilidade significativamente maior na região ultravioleta (E(316nm)= 1,20 x 104 e E(622nm)= 1,95 x 103 L mol-1 cm-1). Outros estudos sobre estabilidade, repetibilidade (precisão) e de possíveis interferentes também foram realizados, sendo os resultados bastante satisfatórios para fins analíticos. Observou-se interferência das espécies: I-, Al3+, IO3-, Mn2+, NO2-, BrO3-, S2O32-, Hg2+, Cd2+, quando presentes em concentrações cem vezes superiores à de cobalto(II). Entretanto, tal efeito desaparece quando estes íons acham-se em concentrações dez vezes maior do que a do metal de interesse. Aplicações analíticas do método proposto foram testadas em um produto farmacêutico (vitamina B12) e em uma liga odontológica, com resultados plenamente satisfatórios, já que os erros percentuais obtidos ficaram dentro da faixa aceitável (< 5%). A técnica de espectroscopia de absorção atômica foi utilizada paralelamente nestas análises, para efeito comparativo, na qual a determinação de cobalto mostrou-se possível na liga odontológica, mas inadequada para o fármaco (erro da ordem de 20%), nas condições de abertura realizadas. A comparação dos resultados mostra a potencialidade do método proposto, tendo em conta a simplicidade, exatidão e custo das aparelhagens. Finalizando, a possível influência do níquel (presente naturalmente em diversas amostras reais) na determinação de cobalto foi avaliada sob as condições experimentais estabelecidas para o método espectrofotométrico proposto. Observou-se que este “contaminante” natural exibe um pico de absorção em 245 nm e, através dos estudos, confirmou-se a aditividade das absorbâncias dos respectivos complexos (Co e Ni). Testou-se a possibilidade de determinação espectrofotométrica simultânea destes dois metais, através de leituras nos respectivos máximos (245 e 316 nm), empregando-se um sistema algébrico com duas equações simples, cujos resultados foram plenamente satisfatórios. As faixas úteis de trabalho, em termos de concentrações de cobalto e níquel foram, respectivamente: 0,94 a 4,04 mg L-1 e 28,7 a 123,7 mg L-1, respectivamente. / Studies about the formation of metallic complexes, their equilibria and also the analytical utilization of these different systems represent a traditional research line in Chemistry. More specifically, the species formed among the various pseudohalides and other ligands, with several cations of transition metals, have been systematically investigated in our Laboratories. The use of the thiocyanate ion as ligand has been intensive from among the analytical methods for cobalt(II) determination, of which interest has increased more recently, according to the man discovers and production of new materials containing this metal. Due some typical characteristics of the system Co(II)/SCN-, such as its colored complexes, the principal purpose of this study was to explore it more carefully by visible-ultraviolet spectrophotometry. Consequently, several parameters involved in the cobalt(II)/thiocyanate complexes formation, such as acidity level, concentration of free ligand, and the percentage of organic solvents in the system, had their respective effects evaluated individually. Through the results of these diverse studies, appropriate experimental conditions were established for the analytical methods, for the determination of the cobalt(II) ion. They are: C (HClO4)=0.050 mol L-1 C (SCN-)=0.203 mol L-1 C(THF)=60% (v/v) Preliminary spectrophotometry studies showed two absorption maxima (peaks) under these optimized experimental conditions: 316 and 622 nm, being this last visible band normally applied for this type of work (determination). Calibration studies at these two wavelengths showed that the Beer’s Law is obeyed in both cases, but a higher sensitivity was obtained in the ultraviolet region ( E(316nm)= 1.20 x 104 e E(622nm)= 1.95 x 103 L mol-1 cm-1). Other studies about stability, precision, accuracy and possible interferences were also performed, showing satisfactory results for the analytical purposes. It was observed some interference of the following species: I-, Al3+, IO3-, Mn2+, NO2-, BrO3-, S2O32-, Hg2+ and Cd2+, when present in concentrations one hundred times higher than the cobalt(II). However, this effect disappears when these ions are presented on concentration just ten times higher. Analytical applications of the proposed method were tested for a pharmaceutical product (B12 vitamin) and for an odontological alloy, with large success, since the percentage of error was within the tolerance range (<5%). Atomic absorption spectroscopy was also used in this analysis for comparision, in which the cobalt determination was possible for the alloy but inadequate for the pharmaceutical product (error about 20%). Comparison of the results shows the potentiality of this alternative spectrophotometric method, taking in account its simplicity, accuracy and equipments prices. Finally, the influence of nickel (naturally present in several real samples) on the spectrophotometric cobalt determination was evaluated, under the optimized experimental conditions. It was observed that this natural “contaminating” exhibits an absorption peak at 245 nm. Other confirmatory studies show the additivities of the respective absorbances (nickel and cobalt/thiocyanate complexes), allowing the simultaneous spectrophotometric determination of these these metals, using a matematical system with two equations (peaks 245 and 316 nm). This attempt was well satisfactory and the useful concentration ranges for cobalt and nickel were, respectively, 0.94 to 4.04 mg L-1 and 28.7 to 123.7 mg L-1.