Os primeiros estudos sobre a utilização do azoteto de sódio, NaN3, como eletrólito de suporte em polarografia, revelaram a existência de onda catalítica quando o meio era acidulado, contendo HN3, na presença de íons de cobalto(II). O presente trabalho procurou esclarecer a natureza da onda catalítica com os íons de cobalto(II). Para isto foram estudados diversos fatores como ânions indiferentes, a presença de íons de hidrogênio, a influência do oxigênio, composição da solução em relação à concentração de azoteto, de cobalto(II) e papel da substância tensoativa. Os resultados experimentais levaram à conclusão de que se tratava de onda catalítica com evolução de hidrogênio, cujo mecanismo se assemelha muito ao observado no sistema CO(II)/CN-. Há evidências de participação de fenômenos de adsorção de complexos de cobalto(II) com azoteto, passando intermediariamente ao estado de oxidação (I) e reoxidação a hidreto complexo de cobalto(III). Este por ação catalítica de espécie neutra Co(N3)2 se decompõe liberando hidrogênio molecular e regenerando o complexo de cobalto(II). Verificou-se também corrente catalítica no sistema HN3N-3 na presença de níquel(II). / Previous studies about sodium azide as suporting electrolyte in polarography showed existence of a catalytic wave in acidic media, HN3, in the presence of cobalt(II). The aim of this work was to elucidate the nature of the catalytic wave obtained with cobalt(II) ions. For this purpose several factors were studied such as: indifferent anions, the presence of hydrogen protons, the influence of oxygen, composition of the solution concerning the azide ion concentration, cobalt(II) and the role of surface active substances (Triton X-100). From the experimental data it was concluded that there is a catalytic wave with hydrogen libertion whose mechanism is very similar to the one observed in the Co(II)/CN- system. There is evidences of adsorption phenomena of cobalt(II) azide complexes going through an oxidation state(I) and reoxidation to cobalt(III) hydride complex. This complex is then decomposed catalytically by the neutral species Co(N3)2 with molecular hydrogen liberation and regeneration of the cobalt(II) complex. Catalytic wave has been found to occur in HN3/N-3 buffer as caused by the presence of nickel(II).

Desenvolveu-se sistemática de trabalho para coletar valores da função ñ vs. concentração de ligante e processos de cálculo de constantes de equilíbrio. Os sistemas Co(II)/N-3 e Ni(II)/N-3 foram analisados com o objetivo de identificar os complexos formados e determinar as respectivas constantes de estabilidade. O estudo desses sistemas foi realizado a (25,0 ± 0,l) °C e em força iônica 2,0 M ajustada com NaClO4. Com base na formação de soluções tampão N-3/ HN3 e na variação de pH provocada pela adição do íon metálico Co(II) ou Ni(II), realizou-se um estudo potenciométrico para cada um dos sistemas acima indicados. Estes estudos foram realizados numa ampla faixa de concentração analítica de azoteto (0 a 2,000 M) e para diversas concentrações do íon metálico, para possibilitar uma análise mais detalhada sobre a formação dos complexos. Em relação ao sistema Co(II)/N-3 foi possível determinar a formação de cinco espécies mononucleares. As respectivas constantes de estabilidade foram calculadas por três métodos diferentes. A comparação dos desvios calculados para os valores de ñ obtidos a partir de cada um dos três conjuntos de constantes permitiu decidir pelo seguinte conjunto de constantes: β1 = 5,67 ± 0,20 M-1 β2 = 19,5 ± 2,1 M-2 β3 = 6,52 ± 4,66 M-3 β4 = 15,8 ± 2,0 M-4 β5 = 4,83 ± 0,31 M-5 Num comportamento diverso ao dos íons Co (II) o niquel levou à formação de complexos polinucleares. Realizou-se então um estudo monográfico envolvendo aspectos estruturais, qualitativos e quantitativos sobre a formação de complexos polinucleares. O sistema Ni(II)/-3 foi então analisado através do método potenciométrico citado mas em condições que permitiram a obtenção de um número maior de dados experimentais em relação ao sistema Co(II)/N-3, para tornar possível a determinação da composição assim como o cálculo das constantes de estabilidade das espécies existentes em equilíbrio. Dois métodos de cálculo foram utilizados, adotando-se o seguinte conjunto de constantes de equilibrio: mononucleares Ni(N3)+ β11 = 5,80 Ni(N3)2 β12 = 9,69 Ni(N3)-3 β13 = 7,54 Ni(N3)=4 β14 = 534 binucleares Ni2(N3)3+ β21 = 4,06 Ni2(N3)2+2 β22 = 31,8 Ni2(N3)+3 β23 = 175 Ni2(N3)4 β24 = 2,06x104 Ni2(N3)-5 β25 = 2,30x105 Ni2(N3)=6 β26 = 7,15x105 trinucleares Ni3(N3)2+4 β34 = 2,28x104 Ni3(N3)+5 β35 = 3,51x106 Ni3(N3)6 β36 = 1,17x108 Três estudos complementares foram realizados para o sistema Ni(II)/N-3. A utilização de métodos espectrofotométrico e potenciométrico em condições de excesso de metal em relação ao ligante permitiu determinar as contantes de estabilidade das espécies mono e binucleares mais simples: NiN+3 e Ni2N3+3. O método espectrofotométrico forneceu um valor de β11 = 6,90 M-1, enquanto que o segundo método forneceu β11 = 7,53 ± 0,10 M-1 e β21 = 4,29 ± 0,15 M-2. Medidas espectrofotométricas realizadas nas condições do segundo método permitiram calcular as absortividades molares das duas espécies, em cinco comprimentos de onda na faixa do ultravioleta. No comprimento de onda de absorção máxima dos complexos (293 nm) os valores de ε encontrados foram os seguintes: ε11 = 362 e ε21 = 475 cm-1mol-11. Finalmente, um estudo condutométrico feito em alta concentração de Ni(II) (0,4 M) e para concentrações variáveis de azoteto permitiu identificar a formação da espécie Ni2(N3)-5. Fez-se uma série de diagramas de distribuiçao, os quais mostraram as contribuições de cada espécie em função do ligante e, eventualmente, da concentração total do íon metálico (sistemas polinucleares). / A systematic approach in order to obtain ñ data vs. free ligand concentration was developed as well as calculation procedures for treatment of the data to obtain stability constants. The Co(II)/N-3 and Ni(II)/N-3 systems were analysed with the purpose to identify the formed complexes and to compute its stability constants. The equilibria studies were performed at 25.0 ± 0.1° C and 2.0 M ionic strength maintained with NaClO4. The pH change in azide/hydrazoic acid buffers caused by the metal cation addition was the basis of the potentiometric method to study the complex formation. A wide range of azide concentration was used at several metal cation (cobalt or nickel) concentration in order to provide reliable results. With regard to the Co(II)/N-3 system the formation of five stepwise complexes was detected. The stability constants were computed from three different calculation procedures. The best set of formation constants is: β1 = 5,67 ± 0,20 M-1 β2 = 19,5 ± 2,1 M-2 β3 = 6,52 ± 4,66 M-3 β4 = 15,8 ± 2,0 M-4 β5 = 4,83 ± 0,31 M-5 The nickel(II)/azide system presented a quite different behaviour as compared with the cobalt(ll) one, as extensive polynuclear complex formation is attained. A monographic study about this kind of complex formation seemed interesting to be included in this thesis. An extensive study of the nickel(II)/azide system was performed at conditions wich provide enough experimental data to be treated on basis of polynuclear complex formation. Two different calculation procedures lead to the following set of equilibrium constant: mononuclear Ni(N3)+ β11 = 5,80 Ni(N3)2 β12 = 9,69 Ni(N3)-3 β13 = 7,54 Ni(N3)=4 β14 = 534 binuclears Ni2(N3)3+ β21 = 4,06 Ni2(N3)2+2 β22 = 31,8 Ni2(N3)+3 β23 = 175 Ni2(N3)4 β24 = 2,06x104 Ni2(N3)-5 β25 = 2,30x105 Ni2(N3)=6 β26 = 7,15x105 trinuclears Ni3(N3)2+4 β34 = 2,28x104 Ni3(N3)+5 β35 = 3,51x106 Ni3(N3)6 β36 = 1,17x108 Two complementary studies, potentiometric and spectrophotometric, were performed at high metal cation/1igand ratio in order to create conditions for the existence of on1y a few species as Ni(N3)+ and Ni2(N3)3+. β11 from spectrophotometric method is 6.90 M-1; from potentiometric method β11 is 7.53 ± 0.10 M-1 and β21 is 4.29 ± 0.15 M-2. The molar absorptivities at λmax, 293 nm, was calcu1ated as ε11 = 362 cm-1. mol-1.1 and ε21 = 475 cm-1. mol-1.1. Finally a conductometric titration of 0.4 M niekel(II) with 3.9 M sodium azide showed a high contribution of Ni2(N3) -5 in agreement with the potentiometric study. A series of distribution diagrarns were plotted in order to have the percent contribution of each species vs. the ligand concentration and, eventually, vs. the metal concentration when polynuclear complexes are formed.

Atualmente com o advento da nanociência e nanotecnologia, as nanopartículas magnéticas têm encontrado inúmeras aplicações nos campos da biomedicina, diagnóstico, biologia molecular, bioquímica, catálise, etc. As nanopartículas magnéticas funcionalizadas são constituídas de um núcleo magnético, envolvido por uma camada polimérica com sítios ativos, que podem ancorar metais ou compostos orgânicos seletivos. Estas nanopartículas são consideradas materiais híbridos orgânico-inorgânicos de grande interesse em aplicações comerciais devido à particularidade das propriedades obtidas. Entre as aplicações importantes podemos citar: tratamento por magnetohipertermia, carregadores de fármacos para áreas específicas do corpo, seleção de moléculas específicas, biossensores, melhoria da qualidade de imagens por RMN, etc. O trabalho foi desenvolvido em duas partes: 1) a síntese do núcleo constituído de nanopartículas superparamagnéticas de ferrita de cobalto e, 2) o recobrimento do núcleo por um polímero bifuncional o 3-aminopropiltrietoxissilano. Os parâmetros estudados na primeira parte da pesquisa foram: pH, concentração molar da base, tipo de base, ordem de adição dos reagentes, modo de adição dos reagentes, velocidade de agitação, concentração inicial dos metais, fração molar de cobalto e tratamento térmico. Na segunda parte estudou-se: o pH, a temperatura, o catalisador, a concentração do catalisador, o tempo de reação, a relação H2O/silano, o tipo de meio, o agente umectante e a eficiência do recobrimento em relação ao pH. Os produtos obtidos foram caracterizados pelas técnicas de difratometria de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS), espectroscopia de emissão atômica (ICP-AES), espectroscopia por infravermelho (FTIR), análises termogravimétricas (TGA/DTGA), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e curvas de magnetização (MAV) / Nowadays with the appear of nanoscience and nanotechnology, magnetic nanoparticles have been finding a variety of applications in the fields of biomedicine, diagnosis, molecular biology, biochemistry, catalysis, etc. The magnetic functionalized nanoparticles are constituted of a magnetic nucleus, involved by a polymeric layer with active sites, which ones could anchor metals or selective organic compounds. These nanoparticles are considered organic-inorganic hybrid materials and have great interest as materials for commercial applications due to the specific properties. Among the important applications it can be mentioned: magnetohyperthermia treatment, drugs delivery in specific local of the body, molecular recognition, biossensors, enhancement of nuclear magnetic ressonance images quality, etc. This work was developed in two parts: 1) the synthesis of the nucleus composed by superparamagnetic nanoparticles of cobalt ferrite and, 2) the recovering of nucleus by a polymeric bifunctional 3-aminepropyltriethoxysilane. The parameters studied in the first part of the research were: pH, hydroxide molar concentration, hydroxide type, reagent order of addition, reagent way of addition, speed of shake, metals initial concentrations, molar fraction of cobalt and thermal treatment. In the second part it was studied: pH, temperature, catalyst type, catalyst concentration, time of reaction, relation ratios of H2O/silane, type of medium and the efficiency of the recovering regarding to pH. The products obtained were characterized using the following techniques X-ray powder diffraction (DRX), transmission electronic microscopy (MET), scanning electronic microscopy (MEV), spectroscopy of scatterbrained energy spectroscopy (DES), atomic emission spectroscopy (ICP-AES), themogravimetric analysis (TGA/DTGA), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC) and magnetization curves (VSM)

Nesta tese de doutorado foram desenvolvidas metodologias para obter espectros Raman intensificados pela superficie de adsorbatos orgânicos em eletrodos de Fe, Co e Ni, que são metais que apresentam baixo fator de intensificação SERS. Foram desenvolvidos procedimentos de ativação eletroquímica para eletrodos puros dos três metais. Os protocolos de ativação eletroquímica foram utilizados para obter espectros SERS de piridina, 1,10-fenantrolina e 2- e 4-aminopiridina. O fator de intensificação determinado para o três metais, da ordem de 102-103 vezes, depende fortemente do modo vibracional do adsorbato. Os espectros SERS da piridina nos metais de transição, quando comparados com os cálculos de espectros vibracionais de cluster da piridina com átomos metálicos por DFT mostram que a formação do radical α-piridil com a adsorção nos metais de transição, proposta na literatura, não ocorre. Os perfis de excitação SERS calculados pelo modelo de transferência de carga da piridina apresentaram boa correlação com os dados experimentais. Os resultados SERS para a 1,10-fenantrolina mostraram que a espécie que adsorve é a molécula livre, com a espécie adsorvida semelhante ao complexo sintetizado. A dependência das intensidades relativas com o potencial nos espectros SERS é diferente da observada para os espectros Raman ressonante dos complexos da phen com metais de transição, mostrando que o estado excitado monitorado pelas duas técnicas é diferente. O monitoramento da adsorção das 2-aminopiridinas nos metais de transição permitiu sugerir a adsorção pelo anel piridínico para potenciais menos negativos e através dos nitrogênios piridínico e amínico para potenciais mais negativos em eletrodos de Co e Ni, e para o Fe adsorve apenas pelo nitrogênio piridínico. Em solução eletrolítica 0,1 mol.L-1 KCl, a 4-aminopiridina passa de fracamente ligada para um complexo de superficie semelhante ao complexo sintetizado para potenciais mais negativos. Utilizando a solução eletrolítica 0,1 mol.L-1 KI, as duas espécies são observadas para um intervalo maior de potenciais. No eletrodo de Ni, observa-se 4-aminopiridina protonada para E = -0,7 V; para potenciais mais negativos um complexo de superficie semelhante ao complexo sintetizado é observado. Os filmes eletrodepositados de Co e Ni em eletrodos de Ag ativado eletroquimicamente permitiram a obtenção de espectros SERS da py com alto fator de intensificação. Os filmes com espessuras maiores que 2 monocamadas de Co ou Ni apresentaram bandas intensas da piridina adsorvida nestes metais, sem bandas da piridina adsorvida em Ag, indicando que os filmes não apresentam pinholes, com intensidade SERS 100 vezes maior do que os metais puros. As intensidades relativas dos espectros SERS são similares à obtidas nos espectros SERS da piridina nos metais puros para filmes finos mais espessos do que 7 monocamadas. Foram construídos substratos de Au SERS-ativos com alto desempenho e reprodutibilidade por eletrodeposição sobre uma máscara de microesferas de poliestireno. Os espectros SERS da 4-mercaptopiridina adsorvida nos substratos otimizados apresentaram intensidade 2 vezes maior do que o eletrodo de Au ativado eletroquimicamente. A reprodutibilidade do sinal SERS para estes substratos foi de ± 15 %, indicando que estes substratos podem ser utilizados como sensores para sistemas de interesse analítico. / Surface-enhanced Raman spectra of organic adsorbates on Fe, Co and Ni electrodes were acquired after the development of specific methodologies described in this PhD thesis. Electrochemical activation procedures were developed for the three bare metaIs electrodes. The electrochemical activation protocols were applied for the acquisition of SERS spectra of pyridine, 1,10-phenanthroline and 2- and 4-aminopyridine on Fe, Co e Ni electrodes. The total and relative intensities changes of SERS bands with the applied potentials were explained by the charge transfer mechanism, which had a large contribution in the SERS enhancement for these metaIs. The enhancement factor determined for the three metaIs, on the 102-103 times range, strongly depends on the adsorbate\' s vibrational modes. The SERS spectra of pyridine on the transition metals and vibrational spectra calculations of pyridine with metallic atoms showed that the formation of α-pyridil in the adsorption on transition metaIs, suggested in the literature, didn\'t occur. The calculated pyridine SERS excitation profiles present reasonable correlaton with the experimental data. The SERS results for 1,10-phenanthroline showed that the free molecule was the adsorbing species. The potential dependence of the SERS relative intensities was different from those of the resonance Raman spectra of 1,10-phenanthroline complexes with transition metal ions, indicating that different excited states were probed by the two techniques. 2-aminopyridine adsorbed through the pyridinic ring at less negative potentials and through both pyridinic and aminic nitrogens at more negative potentials on Co and Ni electrodes, but for Fe electrode it adsorbed exclusively through the pyridinic nitrogen. 4-aminopyridine adsorbed perpendicularly to the electrode. In 0,1 mol.L-1 KCl electrolytic solution, 4-aminopyridine changed from weak1y bound to a surface complex similar to the synthesized complex at more negative potentials. In 0,1 mol.L-1 KI electrolytic solution, both species were observed in a larger potential interval. On the Ni electrode, protonated 4aminopyridine was observed for V = -0.7 V, and for more negative potentials a surface complex, similar to the synthesized one, was observed. The electrodeposition of ultrathin film of Co and Ni on electrochemically-activated Ag electrodes allowed obtaining SERS spectra of pyridine with high enhancement factors. The SERS spectra of py for films thickness higher than 2 monolayers of Co or Ni presented intense bands of pyridine adsorbed on these metals, and no bands of pyridine adsorbed on Ag were observed, indicanting the absence of pinholes in the films. The relative intensities of SERS spectra on the thin films were similar to those obtained for the SERS of pyridine on the bare metaIs electrodes for films thicker than 7 monolayers, but with SERS intensity 100 times higher. The SERS activity and signal strength reproducibility of Au nanostructured substrates obtained by electrodeposition on a polystyrene masking were evaluated. The SERS spectra of 4-mercaptopyridine adsorbed on optimized electrodes presented intensities 2 times greater than those of the electrochemically activated Au electrode. The SERS intensity reproducibility for these substrates was ± 15%, indicating the potential use of such substrates as sensors.

A redução da emissão de compostos nitrogenados tem sido um dos grandes desafios da área de proteção ambiental e o tratamento catalítico pode reduzir significativamente tal emissão. Neste caminho, têm sido testadas várias categorias de catalisadores. Considerando-se o potencial de utilização de catalisadores de cobre e de cobalto nos processos de abatimento de compostos nitrogenados, bem como a necessidade de exploração dos efeitos gerados pelos suportes de óxido de cério e óxido de titânio, este trabalho teve como objetivos a preparação e a caracterização dos sistemas catalíticos CuO e Co3 O4 suportados em TiO2 , CeO2 e CeO2 -TiO3 (1%, 10%, 20% e 50% de CeO2 ), para aplicação no processo de redução de NO com CO na presença e ausência de O2 . Os catalisadores foram obtidos a partir do método de impregnação. Na caracterização das amostras foram utilizadas as técnicas de difração de raios X (DRX), redução à temperatura programada com H2 (RTP-H2 ), espectroscopia Raman, espectroscopia por energia dispersiva de raios X (EDX), fisissorção de nitrogênio e espectroscopia UV-visível próxima a região do infra-vermelho (UV-VIS-NIR). Os resultados da caracterização mostraram que os catalisadores apresentam fases de CuO altamente dispersas, bem como formando cristalitos com os suportes. Mostraram, também, que o cobalto está sobre a forma oxida Co3 O4 . As reações de redução de NO com CO mostraram que os catalisadores de cobre são mais ativos para estas reações e a adição do suporte CeO2 em TiO2 aumenta significativamente esta atividade. A adição de O2 na reação diminuiu a atividade frente à reação de redução de NO, isso porque o oxigênio é adsorvido sobre a superfície do catalisador, diminuindo sua atividade. / The reduction of the nitrogen composites emissions has been one of the great challenges of the ambient protection area and the catalytic treatment can reduce significantly such emissions. In this way, it has been tested some categories of catalysts. Considering the potential of use of copper and cobalt catalysts in the processes of nitrogen composites discouragement, as well as the necessity of exploration of the effect generated for CeO2 and TiO2 supported , this work had as objective the preparation and the characterization of the catalytic systems supported CuO and Co3O4 in TiO2, CeO2 and CeO2-TiO2 (1%, 10%, 20% and 50% of CeO2), for application in the reduction process of NO with CO in presence and absence of O2. The catalysts had been gotten from the impregnation method. In the characterization of the samples the techniques that had been used was: X-ray diffraction had been used, temperature programmed reduction, Raman spectroscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy, nitrogen physsisorption and UV-visible spectroscopy next the region to the infra-red ray (UV-VIS-NIR). The results of the characterization had shown that the catalysts present highly dispersed phases of CuO, as well as cristalitts. And, that cobalto meets under the form Co3O4. The reactions of reduction of NO with CO had shown that the copper catalysts are more active than the cobalto and the addition of the CeO2 support in TiO2 increases significantly this activity. The addition of O2 in the reaction diminished the activity front to the reaction of reduction of NO, just because the oxygen is adsorbed on the surface of the catalysts, diminishing its activity

Compostos com alto conteúdo de hidrogênio, tais como hidrazina (N2H4) e íons borohidreto (BH4-), apresentam grande potencialidade como combustíveis em células a combustível ou em reformadores eletroquímicos para a geração de hidrogênio, uma vez que apresentam alta densidade de energia. Além disso, as reações de eletro-oxidação dessas espécies podem ser catalisadas por metais não nobres como Ni e Co, em eletrólito alcalino. Dessa forma, este projeto de pesquisa teve como objetivo a síntese e a investigação da atividade eletrocatalítica de eletrocatalisadores formados por nanopartículas de níquel e cobalto e por níquel em combinação com outro metal também ativo, como a platina, representados genericamente por NiO/C, Co3O4/C NiO-Pt/C, para a eletro-oxidação de hidrazina e de íons borohidreto. Os resultados eletroquímicos mostraram maiores atividades eletrocatalíticas, tanto para a eletro-oxidação de hidrazina quanto para íons borohidreto, para Co3O4/C em relação ao NiO/C, mas evidenciaram maior estabilidade para NiO/C. Tanto para NiO/C como para NiO-Pt/C, os experimentos mostraram que, em potenciais logo acima do de circuito aberto, a atividade eletrocatalítica origina-se da coexistência de espécies de Ni0 ou Pt0 e Ni-OH superficiais, onde a reação de eletro-oxidação de hidrazina é catalisada com efeito sinérgico bifuncional relacionado ao acoplamento de Ni-H ou Pt-H, gerado pela adsorção dissociativa de hidrazina (ou borohidreto), e Ni-OH, gerado pela descarga de OH- em baixos potenciais. Em altos sobrepotenciais, as correntes faradaicas aumentam significativamente e, para as duas reações, é proposto uma mecanismo de mediação de elétrons, no qual a hidrazina ou os íons borohidreto reduzem quimicamente o óxido de níquel ou de cobalto, com a geração de produtos destes combustíveis, e isto é seguido pela eletro-oxidação do metal, induzido pelo alto potencial do eletrodo, fechando o ciclo de mediação. Resultados de experimentos de DEMS online (Differential Electrochemical Mass Spectrometry), tanto para NiO/C ou Co3O4/C, quanto para NiO-Pt/C (somente para hidrazina neste caso), mostraram que as correntes faradaicas são seguidas pela geração do produto principal (N2 para o caso de hidrazina; BO2- para o borohidreto, sendo que este último não pode ser detectado por DEMS) em baixos sobrepotenciais e, em altos sobrepotenciais, o sinal do produto principal é acompanhado pelos sinais de H2 e de NH3, com comportamento similar. Este resultado evidencia que a reação de eletro-oxidação completa de hidrazina ou de íons borohidreto ocorre em maior extensão somente em baixos sobrepotenciais, sendo que, em altos sobrepotenciais, onde se tem a formação de óxidos de níquel ou de cobalto, as reações operam em maior extensão por vias incompletas de eletro-oxidação, para as quais tem-se a mediação de elétrons como mecanismo reacional. / High hydrogen content compounds, such as hydrazine (N2H4) and borohydride ion (BH4-) exhibit high prospect as fuel for fuel cells or electrochemical reformers for hydrogen generation, since they present high energy density. Moreover, their electro-oxidation reactions can be catalyzed on non-noble electrocatalysts, such as Ni and Co, in alkaline electrolyte. In this way, this project aimed the synthesis and the investigation of the electro-catalytic activity of nickel, cobalt and nickel/platinum nanoparticles based electrocatalysts, named as NiO/C, Co3O4/C and NiO-Pt/C, for hydrazine and borohydride electro-oxidation reactions. Electrochemical results showed high electrocatalytic activity of Co3O4/C for both reactions, (hydrazine and borohydride electro-oxidation), however NiO/C showed more stability. For both NiO/C and or NiO-Pt/C, the experiments showed that under potentials slightly above the open-circuit potential, the electrocatalytic activity comes from the co-existence of Ni0, Pt0 and Ni-OH on the surface. The hydrazine electro-oxidation reaction is catalyzed by a bi-functional synergistic effect related to the Ni-H or Pt-H coupling generated from dissociative adsorption of hydrazine (or borohydride), and Ni-OH, produced by OH- discharge in low potentials. In high overpotentials, the faradaic currents increase significantly for both reactions. An electron-mediated mechanism is proposed for this condition, where the hydrazine or borohydride ions reduces chemically the nickel or cobalt oxide, producing the reaction products from these fuels and, this is followed by the metal electro-oxidation, induced by the high potential of the electrode, completing the mediation cycle. For all electrocatalysts (only hydrazine for NiO-Pt/C), online DEMS (Differential Electrochemical Mass Spectrometry) results showed that the faradaic currents keep up with by the generation of the main product, in low potentials (N2 for hydrazine and BO2- for borohydride, but this last one cannot be detected by DEMS). In high overpotentials, the main product signal is followed by the signals, with similar behavior, of H2 and NH3. This result evidences that the complete hydrazine and borohydride electro-oxidation reactions preferentially occur in low overpotentials, whereas, in high overpotentials, when the nickel or cobalt oxides are present, the reactions occurs preferentially by incomplete pathways, in an electron-mediated mechanism.

No tratamento das maloclusões muitas vezes se impõe a necessidade de extrações dentárias para cumprir as metas do tratamento ortodôntico em busca da oclusão normal. Um dos recursos para o fechamento de espaços após exodontias é a utilização de arcos de retração com alças. Atualmente existe, no mercado, uma grande disponibilidade de arcos pré-fabricados, fornecidos por diversos fabricantes, que apresentam variações na forma e número de alças, espessura dos fios e ligas metálicas diferentes. O conhecimento das propriedades mecânicas e das forças liberadas por estes arcos é de extrema importância para que se obtenha uma resposta biológica adequada durante a movimentação dentária. O presente estudo procurou avaliar, experimentalmente, as forças liberadas por alguns tipos mais utilizados de arcos com alças produzidos com fios de secção retangular com variações de geometria (espessura, número e forma das alças), liga metálica e fabricante, impondo-lhes diferentes ativações. Buscou-se ainda determinar a quantidade de ativação onde ocorre o limite de proporcionalidade e, finalmente, fazer comparações entre os arcos com o intuito de fornecer ao ortodontista subsídios para a escolha do arco adequado. Para tal foram utilizados 19 tipos diferentes de arcos submetidos a testes de tração. Foram registradas as forças continuamente até uma deformação das alças de 4 mm. As comparações foram realizadas por meio de testes estatísticos isolando-se apenas uma característica de variação permitindo uma melhor compreensão do fator preponderante na alteração da força. Os resultados revelaram variações importantes nas forças a cada 0,5 mm de ativação, sendo de forma geral, ativações de 0,5 e 1,0 mm as que liberam forças mais adequadas. Os limites de proporcionalidade ocorreram na sua maioria acima de 1,5 mm de ativação até 2,5 mm, podendo em arcos mais flexíveis ocorrer acima de 4,0 mm. As comparações estatísticas demonstraram diferenças significativas entre todos os grupos avaliados, revelando que todas as variações (geometria, espessura, material e fabricante) exercem influência sobre a força gerada, sendo que a liga metálica parece ser preponderante. / In malocclusion treatments, dental extractions become necessary, in some cases, in order to achieve orthodontic goals of normal occlusion. One of the devices employed to close spaces after dental extraction is the use of retraction arches with loops. Nowadays, there is a wide range of pre-manufactured arches in the market, which present variations in shape, number of loops, thickness of the wire and metallic alloys. It is extremely important to understand mechanical properties as well as the forces delivered by these arches in order to achieve proper biological response during tooth movement. The present study tried to evaluate, experimentally, forces delivered by some of the most frequently employed arches made of rectangular wires with different geometrical characteristics (thickness, number and shape of loops), metallic alloys and made by different manufacturers, when submitted to different levels of activation. It was tried to determine the activation level at proportional limit and compare these values for different arches, in order to provide the orthodontists with accurate data which may help them to choose the proper arches. Nineteen different types of arches were submitted to tension tests. Forces were continuously measured up to 4 mm level of loop deformation. Statistical tests were employed to make comparisons, with only one type of variation for each test, which allowed a better comprehension of the main factor in force change. Results revealed important variations in forces at 0.5 mm intervals, and generally, 0.5 mm and 1.0 mm levels of activation delivered the most proper forces. Proportional limit occurred, mostly, over 1.5 mm and up to 2.5 mm levels of activation, except for more flexible arches, when it occurred above 4.0 mm. Statistical comparisons showed significant differences between all groups studied, demonstrating that all variations (geometry, thickness, material and manufacturer) can influence the delivered force. In spite of this, metallic alloys seemed to be the most important factor determining force deliverance variation.

Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2017-08-11T12:02:32Z No. of bitstreams: 1 hebersilaspires.pdf: 1057538 bytes, checksum: a1059a1d408dc6d11e6268b18f3dd3af (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-11T12:54:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 hebersilaspires.pdf: 1057538 bytes, checksum: a1059a1d408dc6d11e6268b18f3dd3af (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-11T12:54:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 hebersilaspires.pdf: 1057538 bytes, checksum: a1059a1d408dc6d11e6268b18f3dd3af (MD5) Previous issue date: 2008-01-14 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho descreve a síntese e caracterização de três ligantes, N-(2-piridil)oxamato de etila (OPy), N-(3-piridil)oxamato de etila (MPy) e N-(4-piridil)oxamato de etila (PPy). Estes ligantes contêm pontes do tipo oxamato e encontram-se descritos na literatura; são isômeros e apresentam algumas propriedades em comum, como por exemplo, solubilidade. A partir destes ligantes, quatro novos precursores foram sintetizados e caracterizados, três deles contendo cátions tetrametilamônio, [Me4N]2[Cu(OPy)2].9H2O (MeCuOPy), [Me4N]2[Cu(MPy)2].2H2O (MeCuMPy) e [Me4N]2[Cu(PPy)2].4H2O (MeCuPPy), e um contendo o cátion sódio em sua composição, Na2[Cu(MPy)2].4H2O (NaCuMPy). Usando estes precursores, três cadeias inéditas foram obtidas, sendo elas CoCu(OPy)2.4H2O (CoCuOPy), CoCu(MPy)2.6H2O (CoCuMPy) e CoCu(PPy)2.7H2O (CoCuPPy). As cadeias são insolúveis na maioria dos solventes orgânicos e inorgânicos, decompondo-se em soluções ácidas. As propriedades magnéticas também foram investigadas sendo que os resultados indicaram que as cadeias comportam-se como sistemas magnéticos unidimensionais. Todos os compostos obtidos neste trabalho foram caracterizados por análise elementar, espectroscopia vibracional na região do IV e solubilidade. Os ligantes também foram caracterizados por ponto de fusão e ressonância magnética nuclear para carbono (RMN-13C) e hidrogênio (RMN-1H). Para os precursores, foi também utilizada espectroscopia de absorção na região do ultravioleta e visível. Para a determinação do número de moléculas de solvente, no caso dos precursores e das cadeias, foi utilizada análise térmica. / This work describes the synthesis and characterization of three ligands, ethyl N-(2-pyridyl)oxamate (OPy), ethyl N-(3-pyridyl)oxamate (MPy) and ethyl N-(4-pyridyl)oxamate (PPy). These ligands have oxamato bridges and are described in the literature; they are isomers and present some properties in common, for example, solubility. From these ligands, four novel precursors have been synthesized and characterized, three of them containing tetramethylamonium cations (Me4N+), [Me4N]2[Cu(OPy)2].9H2O (MeCuOPy), [Me4N]2[Cu(MPy)2].2H2O (MeCuMPy) and [Me4N]2[Cu(PPy)2].4H2O (MeCuPPy), and one containing the Na+ cation in its composition, Na2[Cu(MPy)2].4H2O (NaCuMPy). Using these precursors, three new chains have been obtained, CoCu(OPy)2.4H2O (CoCuOPy), CoCu(MPy)2.6H2O (CoCuMPy) and CoCu(PPy)2.7H2O (CoCuPPy). The chains are insoluble in most organic and inorganic solvents, decomposing in diluted acid solutions. The magnetic properties have been also investigated. The results indicated that the chains behave as onedimensional magnetic molecular systems. All compounds obtained in this work were characterized by elemental analysis, vibrational spectroscopy (IR) and solubility. The ligands were characterized also by melting point and nuclear magnetic resonance for carbon (NMR-13C) and hydrogen (NMR-1H). For the precursors, UV-Vis spectroscopy was used. To determine the number of solvent molecules in precursors and chains, thermal analysis has been used.

Una de las consecuencias de la interacción de las radiaciones ionizantes sobre las células es la inducción de alteraciones cromosómicas. Esta relación de causalidad ha hecho que las alteraciones cromosómicas sean consideradas como un buen indicador de exposición a dichos agentes. Existen agentes químicos que modulan la respuesta de los tejidos frente a las radiaciones. Estos compuestos son de utilidad cuando muestran cierta selectividad, ya sea protegiendo los tejidos sanos (radioprotectores) o aumentando la sensibilidad de los tejidos a las radiaciones (radiosensibilizadores). El propóleos es la sustancia que vamos a evaluar. El propóleos es un producto de extraordinario interés para la medicina e industria farmacéutica, al que se atribuyen diversos efectos beneficiosos para la salud. De entre las muchas propiedades del EEP (extracto etanólico de propóleos) están el ser antioxidante y secuestrador de radicales libres. El objetivo de esta tesis es la evaluación del efecto radioprotector del propóleos. Para ello se ha obtenido un extracto etanólico de propóleos (EEP) y se han irradiado muestras de sangre periférica con distintas condiciones, a distintas dosis de radiación en ausencia y presencia de EEP y a una misma dosis de radiación, en presencia de EEP a distintas concentraciones. Para la evaluación se han analizado, utilizando técnicas citogenéticas, las alteraciones cromosómicas presentes en linfocitos en primera división mitótica. Los resultados obtenidos muestran una disminución del número de alteraciones totales tanto cuando irradiamos a una dosis y distintas concentraciones de EEP, obteniendo una protección frente al daño radioinducido de hasta un 44%, como cuando irradiamos a distintas dosis en presencia y ausencia de una concentración conocida de EEP, obteniendo una reducción significativa de los coeficientes lineal y cuadrático de la curva de calibración obtenida. La concentración propuesta para radioprotección sería entre 120-500 µg·ml-1, donde obtenem / Montoro Pastor, A. (2006). Evaluación citogenética del efecto radioprotector del extracto etanólico de propóleos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1908 / Palancia

[ES] La presente tesis doctoral se enmarca en el ámbito de la Química Sostenible, en el cual se identifica la catálisis como una de las herramientas más importantes para su aplicación. En este sentido, en esta tesis doctoral, se han desarrollado catalizadores de cobalto para llevar a cabo reacciones de interés industrial o relacionadas con las tecnologías energéticas emergentes a través de la activación de moléculas pequeñas. Estas reacciones se llevan a cabo a nivel industrial con catalizadores basados en metales nobles o en condiciones de reacción severas. El objetivo es reemplazar estos catalizadores por otros basados en metales más abundantes en la corteza terrestre, en este caso el cobalto, o llevar a cabo las reacciones en condiciones de reacción más suaves, respectivamente, estudiando en todo caso la relación entre la estructura y la actividad del catalizador. Los resultados de esta tesis doctoral se presentan en cuatro capítulos. En el capítulo cuatro, se presentan los resultados del desarrollo de catalizadores de cobalto estables al aire y a la humedad basados en compuestos de coordinación para llevar a cabo la hidrosililación de alquenos sin aditivos y evitando el uso de atmósfera inerte durante la reacción. Además, se ha estudiado la actividad de estos catalizadores usando un amplio rango tanto de alquenos como de silanos para comprobar la generalidad de la reacción. Finalmente, se ha estudiado el mecanismo de reacción usando Raman in-situ, lo cual ha permitido identificar la especie de cobalto activa como intermedio de reacción. En el capítulo cinco, uno de los compuestos de coordinación estudiados para el proceso de hidrosililación de alquenos, se ha heterogeneizado usando como soporte un carbón activo de alta área superficial. La presencia de 6 nitrógenos coordinados al cobalto en el precursor inicial ha sido clave en la formación del material final, que es altamente activo y selectivo en la reacción de hidrogenación de nitroarenos y en la síntesis de aminas secundarias y de isoindolinonas en reacciones tándem en condiciones de reacción más suaves que las reportadas en bibliografía y usando agua como medio de reacción. Además, este catalizador puede ser reusado en varios ciclos de reacción sin una pérdida apreciable de actividad, demostrando que es un material heterogéneo y robusto. La estructura del catalizador se ha estudiado por varias técnicas de caracterización avanzadas, con el fin de correlacionar su estructura con la actividad en estas reacciones catalíticas. En el sexto capítulo se resumen los resultados obtenidos para el desarrollo de una familia de compuestos tetranucleares de cobalto, cuya densidad electrónica puede ser modulada haciendo uso de diferentes ligandos. Esta densidad electrónica está correlacionada con su actividad catalítica en reacciones de oxidación, como la oxidación de ciclohexano a ciclohexanol y ciclohexanona. En este sentido, se ha llevado a cabo un amplio estudio de la actividad catalítica de esta familia de catalizadores, que han demostrado ser activos y selectivos en esta reacción, en condiciones netas y usando aire empobrecido como oxidante, y del mecanismo de reacción a través de EPR y Raman, que ha permitido correlacionar la estructura de cada catalizador con su papel en cada proceso individual del mecanismo global de esta reacción. Finalmente, en el capítulo siete, uno de los compuestos tetranucleares de cobalto se ha utilizado como precursor en la síntesis de MOFs con ligandos ampliamente utilizados en la síntesis de estos materiales, como son el H3BTC y el H2bda, obteniéndose dos MOFs nuevos, el primero de ellos (Co2-MOF) basado en dos SBUs de cobalto dinucleares en la que una de ellas presenta tres posiciones de coordinación libres, con las ventajas que esto conlleva y, el segundo de ellos (2D-Co-MOF), basado en nanoláminas dobles apiladas por interacciones π-π stacking entre los ligandos piridina axiales. La dispersión de estos MOFs en Nafion da como resultado los correspondientes composites, que presentan una buena adherencia a los electrodos de grafito, una alta estabilidad a largo plazo y, además, un elevado rendimiento electrocatalítico para la reacción de oxidación del agua en medio neutro, mejorando los resultados reportados en bibliografía para materiales similares. Además, se ha estudiado el mecanismo de reacción, que sigue sin conocerse a ciencia cierta hoy en día, para el 2D-Co-MOF, basándonos en su topología particular y en estudios espectroscópicos y electroquímicos. / [CA] La present tesi doctoral s'emmarca en l'àmbit de la Química Sostenible, en el qual s'identifica la catàlisi com una de les eines més importants per a la seua aplicació. En aquest sentit, en aquesta tesi doctoral, s'han desenvolupat catalitzadors de cobalt per a dur a terme reaccions d'interés industrial o relacionades amb les tecnologies energètiques emergents a través de l'activació de molècules xicotetes. Aquestes reaccions es duen a terme a nivell industrial amb catalitzadors basats en metalls nobles o en condicions de reacció severes. L'objectiu és reemplaçar aquests catalitzadors per altres basats en metalls més abundants en l'escorça terrestre, en aquest cas el cobalt, o dur a terme les reaccions en condicions de reacció més suaus, respectivament, estudiant en tot cas la relació entre l'estructura i l'activitat del catalitzador. Els resultats d'aquesta tesi doctoral es presenten en quatre capítols. En el quart capítol, es presenten els resultats del desenvolupament de catalitzadors de cobalt estables a l'aire i a la humitat basats en compostos de coordinació per a dur a terme la hidrosililació d'alquens sense additius i evitant l'ús d'atmosfera inerta durant la reacció. A més, s'ha estudiat l'activitat d'aquests catalitzadors usant un ampli rang tant d'alquens com de silanes per a comprovar la generalitat de la reacció. Finalment, s'ha estudiat el mecanisme de reacció usant Raman in-situ, la qual cosa ha permés identificar l'espècie de cobalt activa com a intermedi de reacció. En el quint capítol, un dels compostos de coordinació estudiats per al procés de hidrosililació d'alquens, s'ha heterogeneït usant com a suport un carbó actiu d'alta àrea. La presència de 6 nitrògens coordinats al cobalt en el precursor inicial ha sigut clau en la formació del material final, que és altament actiu i selectiu en la reacció d'hidrogenació de nitroarenos i en la síntesi d'amines secundàries i de isoindolinons en reaccions tàndem en condicions de reacció més suaus que les reportades en bibliografia i usant aigua com a mitjà de reacció. A més, aquest catalitzador pot ser reusat en diversos cicles de reacció sense una pèrdua apreciable d'activitat, demostrant que és un material heterogeni i robust. L'estructura del catalitzador s'ha estudiat per diverses tècniques de caracterització avançades, amb la finalitat de correlacionar la seua estructura amb l'activitat en aquestes reaccions catalítiques. En el capítol sis es resumeixen els resultats obtinguts per al desenvolupament d'una família de compostos tetranuclears de cobalt, la densitat electrònica del qual pot ser modulada fent ús de diferents lligands. Aquesta densitat electrònica està correlacionada amb la seua activitat catalítica en reaccions d'oxidació, com l'oxidació de ciclohexà a ciclohexanol i ciclohexanona. En aquest sentit, s'ha dut a terme un ampli estudi de l'activitat catalítica d'aquesta família de catalitzadors, que han demostrat ser actius i selectius en aquesta reacció, en condicions netes i usant aire empobrit com a oxidant, i del mecanisme de reacció a través de EPR i Raman, que ha permés correlacionar l'estructura de cada catalitzador amb el seu paper en cada procés individual del mecanisme global d'aquesta reacció. Finalment, en el sèptim capítol, un dels compostos tetranuclears de cobalt s'ha utilitzat com a precursor en la síntesi de MOFs amb lligands àmpliament utilitzats en la síntesi d'aquests materials, com són l'H3BTC i el H2bda, obtenint-se dos MOFs nous. El primer d'ells (Co2-MOF) basat en dos SBUs de cobalt dinuclears en la qual una d'elles presenta tres posicions de coordinació lliures, amb els avantatges que això comporta. El segon (2D-Co-MOF), basat en nanolámines per interaccions π-π stacking entre els lligands piridina axials. La dispersió d'aquests MOFs en Nafion dona com a resultat els corresponents composites, que presenten una bona adherència als elèctrodes de grafit, una alta estabilitat a llarg termini i, a més, un elevat rendiment electrocatalític per a la reacció d'oxidació de l'aigua al mig neutre, millorant els resultats reportats en bibliografia per a materials similars. A més, s'ha estudiat el mecanisme de reacció, que segueix sense conéixer-se amb certesa hui dia, per al 2D-Co-MOF, basant-nos en la seua topologia particular i en estudis espectroscòpics i electroquímics. / [EN] This thesis is focused on the field of Green Chemistry, in which catalysis is identified as one of the most important tools for its application. In this sense, in this thesis, cobalt catalysts were developed to carry out reactions of industrial interest or related to emerging energy technologies, through the activation of small molecules. These reactions are usually performed at industrial scale with catalysts based on noble metals or under severe reaction conditions. The main objective of this thesis is to replace these catalysts by others based on more abundant metals in the earth's crust, in this case cobalt, or to carry out the reactions in milder reaction conditions, respectively, studying in each case the relationship between the structure and the activity of the catalyst. The results of this thesis are presented in four chapters. In the first chapter, the results for the catalytic hydrosilylation of alkenes under aerobic conditions and without dry solvents or additives are presented, where the development of air-stable cobalt-aquo complexes is pivotal. In fact, this is the first case where these reactions are performed under aerobic conditions with first-row transition metal complexes. In addition, the activity of these catalysts has been studied using a wide range of both alkenes and silanes to check the scope of the reaction. Finally, the reaction mechanism has been studied using in-situ Raman, which has allowed the identification of the active cobalt species as a reaction intermediate. In the second chapter, one of the coordination compounds studied for the alkene hydrosilylation process has been heterogenized using an activated carbon with high area as support. The employment of a suitable molecular complex consisting of six bounds N-Co as initial precursor has been key in the formation of the final material. This catalyst has demonstrated to be highly active and selective in the hydrogenation of nitroarenes and in the synthesis of secondary amines and isoindolinones in tandem reactions under milder reaction conditions than those reported in the literature and using water as reaction medium. Moreover, this catalyst can be reused in several reaction cycles without an appreciable loss of activity. The structure of the catalyst has been studied by several advanced characterization techniques in order to correlate its structure with the activity in these catalytic reactions. In the third chapter, the results obtained for the development of a family of tetranuclear cobalt compounds, whose electron density is modulated by using different ligands, are summarized. This electron density is correlated with their catalytic activity in the oxidation of cyclohexane to cyclohexanol and cyclohexanone. In this sense, an extensive study of the catalytic activity of this family of catalysts, which have been shown to be active and selective in this reaction, has been carried out under neat conditions and using depleted air as oxidant. Moreover, the reaction mechanism has been studied through EPR and Raman, which has allowed to correlate the structure of each catalyst with its role in each individual step of the global mechanism of this reaction. Finally, in the fourth chapter, one of the tetranuclear cobalt compounds has been used as precursor in the synthesis of MOFs with ligands widely used in the synthesis of these materials, such as H3BTC and H2bda, obtaining two new MOFs. The first one (Co2-MOF) based on two dinuclear cobalt SBUs in which one of them presents three free coordination positions, with the advantages that this entails and, the second one (2D-Co-MOF), based on double nanolayers stacked by π-π stacking interactions between the axial pyridine ligands. The dispersion of these MOFs in Nafion results in the corresponding composites, which exhibit good adherence to graphite electrodes, high long-term stability and, in addition, high electrocatalytic performance for the water oxidation reaction (OER) in neutral media, improving the results reported in literature for similar materials. Furthermore, the reaction mechanism, which is still unresolved, has been studied for 2D-Co-MOF, based on its particular topology and on spectroscopic and electrochemical studies. / Gutiérrez Tarriño, S. (2021). Desarrollo de catalizadores de cobalto polinucleares y multifuncionales para la activación de moléculas pequeñas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/172324 / TESIS