O presente trabalho objetiva disponibilizar informações claras e ordenadas aos leitores em língua portuguesa acerca do vasto campo que é o monitoramento de espécies gasosas tóxicas ou perigosas em distintos ambientes. Também esclarece alguns termos técnicos comumente usados nesta área e tece comentários sobre a legislação e as normas brasileiras relativas ao assunto monitoramento de gases tóxicos ou perigosos, sempre buscando um paralelo com publicações técnicas de organizações internacionais de amplo conhecimento dos profissionais da área. Segue com uma elucidação dos princípios de funcionamento dos sensores de gases, componentes básicos das tecnologias mais extensivamente usadas, bem como as vantagens e desvantagens dos equipamentos deles decorrentes com vistas a permitir uma escolha acertada de tecnologias e equipamentos para uma resposta otimizada e eficiente envolvendo monitoramento de gases em situações rotineiras e especiais. Objetiva também prover uma exemplificação prática envolvendo o uso de equipamento de sensoriamento. Para tanto, finaliza com um exemplo de monitoramento de emissões poluentes, avalia comparativamente a performance de queima e tira conclusões acerca das emissões poluentes decorrentes da queima de gás liquefeito de petróleo (GLP) e gás natural (GN) comerciais em um forno.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2014. / Submitted by Andrielle Gomes (andriellemacedo@bce.unb.br) on 2015-07-02T18:19:02Z No. of bitstreams: 1 2014_NathanCostaAlvesSouza.pdf: 51389623 bytes, checksum: 2d631aa6c660de3475d2c825ad608929 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-07-03T13:03:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_NathanCostaAlvesSouza.pdf: 51389623 bytes, checksum: 2d631aa6c660de3475d2c825ad608929 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-03T13:03:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_NathanCostaAlvesSouza.pdf: 51389623 bytes, checksum: 2d631aa6c660de3475d2c825ad608929 (MD5) / Com a expansão da barreira de exploração nas atividades petrolíferas no mar, as empresas estão utilizando cada vez mais veículos subaquáticos em operações offshore. A substituição de mergulhadores de profundidades por UUVs (Unmanned Underwater Vehicles) é devido não somente à capacidade de atuar em profundidades maiores que 300 metros, mas também em operações de grande duração e menor risco nas atividades de instalação e manutenção de infraestrutura subaquática. No entanto, os UUVs necessitam superar as outras duas dificuldades técnicas apresentadas na exploração offshore: as condições prevalecentes no clima e a invisibilidade das operações no mar. Essas condições interferem na eficácia de navegação dos veículos aquáticos, principalmente em UUVs que são dependentes das leituras dos seus sensores para funcionarem como projetados. Quanto mais programação e processamentos dos múltiplos sensores, melhor fica para que o sistema (ou operador no caso de ROVs) consiga navegar bem no ambiente subaquático. Porém, cada sensor capta ruído, processando de forma limitada a informação. Isso em conjunto com a elevada dinâmica não-linear e invisibilidade no mar faz com que não seja possível garantir a navegação ou operação confiável dos veículos subaquáticos baseando-se somente na leitura dos sensores. A metodologia apresentada neste trabalho tem o objetivo de possibilitar a implementação de navegação autônoma, manipulando as informações captadas pelos sensores e a incerteza de atuação do modelo não-linear do veículo em um sistema de tratamento por uso de um filtro probabilístico. Juntamente com algoritmos de planejamento de trajetória em grades de ocupação, esta metodologia é ensaiada em um veículo subaquático autônomo com resultados que demonstram seu pleno funcionamento em um caso de localização global em ambiente subaquático não controlado. ______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / With the expansion of the boundaries of oil and gas exploration at sea, the industry is using more underwater vehicles in offshore operations than divers. Replacing professional divers by UUVs (Unmanned Underwater Vehicles) is due not only to the its capacity to operate in depths greater than 300 meters, but also to lower the risk and time it can stay underwater in installation and maintenance of underwater infrastructure. However, UUVs need to overcome other two technical difficulties presented in offshore exploration: the adverse conditions in marine climate and the invisibility of operations at sea. These conditions affect the efficiency of navigation of marine vessels, especially of UUVs, which are dependent of the readings from its sensors to function as designed. The more information that are inferred from the readings of multiple sensor, the better it is for the system (or for the pilot in the case of ROVs) to plan the navigation in underwater environments. However, in each sensor reading, noise is captured during the process, which interferes the accuracy of the reading. The noise, together with the high nonlinear dynamics and the invisibility at sea makes it difficult to guarantee reliable navigation and operation of underwater vehicles based solely on sensor reading. The procedure presented in this paper aims to enable implementation of autonomous navigation by manipulating the information captured by sensors and by the nonlinear model actuation of the vehicle to infer position through use of a probabilistic filter. Along with path planning algorithms in occupancy grids, this methodology is tested on a autonomous underwater vehicle with results that demonstrate its full operation in a global location problem in a uncontrolled underwater environment.

Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade do Extremo Sul Catarinense - UNESC, como requisito à obtenção do título de Mestre em Ciência e Engenharia de Materiais. / Cristais líquidos com geometria molecular em forma de disco ("disk like") possuem uma ampla gama de aplicações em eletrônica molecular, como por exemplo: fotocondutores, OLEDs, células solares fotovoltaicas e sensores químicos, devido a sua elevada organização, excelente transporte de cargas e estabilidade térmica. Na presença de agentes externos, como temperatura e campos elétricos, a orientação dos cristais líquidos é afetada, produzindo um sinal óptico que pode ser facilmente visualizado por técnicas empregues em sensores ópticos: absorção óptica e emissão/luminescência. Neste contexto, compostos contendo como centro [1,3,5]-triazinas foram projetados de maneira a exibir propriedades luminescentes e semicondutoras, bem como fases líquido-cristalinas, sendo bons candidatos para emprego em materiais funcionais discóticos. Neste trabalho é apresentada a síntese e caracterização de compostos baseados no heterociclo tris-[1,2,4]-triazolo-[1,3,5]-triazina (TTT) proposto como centro para cristais líquidos discóticos, obtidos de um novo bloco de construção o qual pode ser utilizado para obtenção de diversos materiais discóticos em apenas uma etapa. A estrutura química desse heterociclo foi inteiramente caracterizada por técnicas de FTIR (espectroscopía de infravermelho por transformada de Fourier), RMN (ressonância magnética nuclear) de 1H e 13C e EM (espectroscopía de massas). As propriedades térmicas foram avaliadas por TGA (análise termogravimétrica), DSC (calorimetria diferencial de varredura) e por MOLP (microscopia óptica de luz polarizada). Membranas foram preparadas por técnicas de “spin coating” e as propriedades ópticas foram obtidas por análises de espectroscopia de absorção (UV). Os compostos sintetizados exibiram forte fluorescência azul em solução. A condutividade iônica foi determinada por eletroquímica e os resultados obtidos demonstram um grande potencial para a aplicação destes materiais como sensores ópticos.

Orientador : Prof. Dr. Luiz Humberto Marcolino Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba, 27/02/2015 / Inclui referências : f. 110-123 / Resumo: Neste trabalho é descrita a construção e aplicação de eletrodos de pasta de carbono modificados com biochar e antimônio (EPCMSb) para a determinação voltamétrica de paraquat através de um procedimento simples, rápido e sensível. As medidas foram realizadas por voltametria de redissolução adsortiva por onda quadrada, sendo o procedimento proposto composto por 5 etapas iniciadas pela incorporação do antimônio a superfície do biochar em circuito aberto, redução eletroquímica do antimônio para a estabilização do sinal de fundo, pré-concentração do paraquat, em circuito aberto, na superfície do EPCMSb obtido na etapa anterior, obtenção dos voltamogramas por redissolução catódica e renovação da superfície do eletrodo para a próxima medida. Parâmetros relacionados ao dispositivo, como quantidade de biochar utilizado na composição da pasta de carbono e tempo de incorporação de Sb ao eletrodo, em relação ao eletrólito suporte, parâmetros instrumentais e comparação entre voltametria foram examinados em detalhes. Sob condições otimizadas, foi obtida uma curva analítica para a determinação de paraquat empregando o EPCMSb, o qual apresentou uma faixa linear de resposta entre 2,0 x 10-7 e 2,9 x 10-6 mol L-1, com limite de detecção e quantificação calculados de 3,4 x 10-8 mol L-1 e 1,1 x 10-7 mol L-1, respectivamente, após a pré-concentração do analito durante dois minutos. O estudo de repetibilidade apresentou RSD = 2,0% para 10 medidas consecutivas com a mesma superfície e o estudo de reprodutibilidade apresentou RSD = 2,7% para medidas com 10 superfícies diferentes. Estudos de adição e recuperação em amostra de água e de frutas cítricas fortificadas com o analito foram realizados, obtendo-se recuperações na faixa de 95 a 102% para água de torneira, e de 85 a 120% para as amostras de suco, em geral, indicando assim que não há efeitos de matriz significativos. Efeitos de possíveis interferentes encontrados nas amostras de suco foram realizados, entre eles citrato de sódio, ácido ascórbico e sacarose, sendo que apenas a sacarose em uma concentração 10 vezes maior que a concentração do analito apresentou interferência do sinal obtido pelo dispositivo proposto. Palavras-chave: Eletrodo Modificado, Antimônio, Biochar, Paraquat, Sensor Eletroquímico / Abstract: This work describes the construction and application of carbon paste electrodes modified with biochar and antimony (EPCMSb) for the voltammetric determination of paraquat through a simple, rapid and sensitive procedure. The measurements were carried out by adsorptive stripping voltammetry by square wave, and the proposed procedure consists of 5 steps initiated by the incorporation of antimony surface of biochar at open circuit, electrochemical reduction of antimony to the stabilization of background signal, preconcentration paraquat open circuit on the surface of EPCMSb obtained in the previous step, obtaining a cathodic stripping voltammetry and the electrode surface renewal for the next measurement. Related parameters to device, such as amount of biochar used in the composition of the carbon paste and Sb incorporation time the electrode in relation to the supporting electrolyte, instrumental parameters and comparing voltammetry were examined in detail. Under optimized conditions, an analytical curve was obtained for the determination of paraquat employing EPCMSb, which showed a linear response range between 2.0 x 10-7 and 2.9 x 10-6 mol L-1, with limit of detection and quantification calculated between 3.4 x 10-8 mol L-1 and 1.1 x 10-7 mol L-1, respectively, after pre-concentration of the analyte for two minutes. The repeatability study presented RSD = 2.0% for 10 consecutive measurements of the same electrode surface and the reproducibility study showed RSD = 2.7% for measurements with 10 different surfaces. Studies of the addition and recovery in water and citrus fruits spiked samples with the analyte were performed, yielding recoveries ranging from 95 to 102% of tap water and 85 to 120% juice samples, generally, thereby indicating that there is no significant matrix effects. Possible interfering effects found in juice samples were conducted, including sodium citrate, ascorbic acid and saccharose, with only saccharose at a concentration 10 times higher than the concentration of the analyte signal obtained from the interference presented by the proposed device. Keywords: Modified Electrode, Antimony, Biochar, Paraquat, Electrochemical Sensor

Orientador : Prof. Dr. Aldo José Gorgatti Zarbin / Coorientador : Prof. Dr. Luiz Humberto Marcolino Jr. / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba, 26/02/2016 / Inclui referências : f. 160-178 / Área de concentração : Química / Resumo: Este trabalho consiste da síntese e caracterização de nanocompósitos de grafeno e níquel metálico ou hidróxido níquel, e a posterior aplicação desses materiais na forma de filmes finos como eletrodos para baterias, sensores e dispositivos eletrocrômicos. A síntese desses nanocompósitos foi realizada através de duas rotas: na primeira abordagem foram utilizadas soluções de grafeno carregado negativamente (grafeneto) em diferentes solventes como agentes redutores para os íons Ni2+. A síntese desses nanocompósitos foi realizada em atmosfera inerte e produziu nanocompósitos do tipo grafeno/níquel metálico com diferentes proporções, onde as partículas de níquel apresentaram tamanho nanométrico (~5 nm). Na segunda abordagem as amostras foram preparadas utilizando dispersões de óxido de grafeno (GO) em etileno glicol. As amostras de GO foram obtidas através da oxidação do grafite, seguida da esfoliação do óxido de grafite (Gr-O). Diferentes parâmetros foram avaliados, tais como o tempo e a temperatura de oxidação, e a fonte de ultrassom para a esfoliação. As dispersões de GO em etileno glicol foram preparadas utilizando a amostra mais oxidada. A síntese dos nanocompósitos pelo método poliol foi realizada em diferentes temperaturas, gerando nanocompósitos entre grafeno (ou óxido de grafeno reduzido - rGO) e níquel metálico ou hidróxido de níquel. Nos nanocompósitos rGO/níquel metálico, as partículas de níquel apresentaram estrutura cristalina cúbica de face centrada e o aumento da proporção GO:Ni2+ levou a um coalescimento das nanopartículas. Já nos nanocompósitos rGO/Ni(OH)2, a proporção GO:Ni2+ também foi variada e todas as amostras produziram Ni(OH)2 com estrutura ? e com diâmetro de partícula nanométrico (~5 nm), o que é muito interessante para aplicações eletroquímicas. Em ambas as sistemáticas os nanocompósitos foram caracterizados eletroquimicamente em meio alcalino, levando ao par redox Ni(OH)2/NiOOH. Entretanto, na primeira abordagem os eletrodos foram modificados utilizadando a técnica de drop casting e na segunda os materiais foram processados na forma de filmes finos utilizando uma metodologia de sistema bifásico desenvolvida em nosso grupo de pesquisa (GQM-UFPR). Os filmes finos dos nanocompósitos rGO/?Ni(OH)2 também foram avaliados quanto a sua potencialidade para aplicação como eletrodos para baterias, sensores de glicerol e dispositivos eletrocrômicos em meio alcalino. Como materiais para armazenamento de energia, os nanocompósitos apresentaram excelentes valores de energia e potência (43,7 W h kg-1 e 4,8 kW kg-1, respectivamente). Como sensores para a detecção de glicerol, baixos limites de detecção e uma ampla faixa linear foram obtidos (15,4 ?mol L-1 e 10 a 800 ?mol L-1, respectivamente). Quando empregados como materiais eletrocrômicos, bons valores de eficiência eletrocrômica foram alcançados (69,4 cm2 C-1). Em todos os casos os nanocompósitos apresentaram desempenhos superiores aos do Ni(OH)2 preparado como controle. Esses filmes também foram aplicados como cátodos na construção de dispositivos assimétricos de armazenamento de energia, utilizando filmes de carbono ativado como ânodos. Palavras-chave: nanocompósitos, hidróxido de níquel, níquel metálico, óxido de grafeno reduzido, grafeno, bateria alcalina, sensor, glicerol, eletrocromismo, filmes finos, interfaces líquido-líquido. / Abstract: This work aims the synthesis and characterization of nanocomposites between graphene and nickel or nickel hydroxide and their use as thin films in electrodes applied in alkaline batteries, sensors and electrochromic devices. The nanocomposites syntheses were carried out through two approaches. The first procedure involved negatively charged graphene solutions (graphenide) in different solvents as reducing agent for the Ni2+ ions. All the synthetic steps were carried out inside a glove box and graphene/metallic nickel nanocomposites were obtained with different proportions, where the nickel particles showed nanometric sizes (~5 nm). In the second procedure graphene oxide (GO) dispersions in ethylene glycol were used. The GO samples were obtained through the oxidation of graphite, followed by the exfoliation of graphite oxide (Gr-O). Different parameters were evaluated, such as the time and temperature of the oxidation, and the ultrasound source for the exfoliation step. The GO dispersions used in the synthesis were prepared using the sample with the higher oxidation degree. Nanocomposites were obtained through the polyol method in different temperatures, leading to nanocomposites between graphene (reduced graphene oxide - rGO) and metallic nickel or nickel hydroxide. For the rGO/metallic nickel nanocomposites, the nickel species presented a face-centered cubic structure and the increase of the GO:Ni2+ proportion led to a coalescence of the nanoparticles. For the other nanocomposites, the GO:Ni2+ proportion was also evaluated and all the samples led to Ni(OH)2 with ? structure and nanometric particle sizes (~5 nm), which is very interesting for electrochemical applications. The nanocomposites obtained through the two procedures were electrochemically characterized in alkaline medium, leading to the Ni(OH)2/NiOOH redox pair. However, for the first route the electrodes were modified through the drop casting technique and for second procedure the nanocomposites were processed as thin films using a biphasic system developed in our research group (GQM-UFPR). The rGO/?Ni(OH)2 nanocomposites thin films were also evaluated as electrodes for batteries, glycerol sensors and electrochromic devices in alkaline medium. When applied for energy storage the nanocomposites showed high energy and power values (43.7 W h kg-1 and 4.8 kW kg-1, respectively). As glycerol sensors, low detection limits and a wide linear range were obtained (15.4 ?mol L-1 and 10 to 800 ?mol L-1, respectively). In the electrochromism area, good electrochromic efficiency values were reached (69.4 cm2 C-1). In all applications the nanocomposites showed higher performances than the Ni(OH)2 control sample. These thin films were also employed as cathode for the construction of asymmetric devices for energy storage, using activated carbon films as anode. Keywords: nanocomposites, nickel hydroxide, metallic nickel, reduced graphene oxide, graphene, alkaline batteries, sensor, glycerol, electrochromism, thin films, liquid-liquid interfaces.

Resumo: A identificação da categoria de um veículo que trafega em uma via é um importante parâmetro para sistemas de gerenciamento de tráfego. A classificação veicular tem aplicações como planejamento do sistema viário, estimativa de emissões veiculares e fiscalização de tráfego. Várias técnicas são empregadas para realizar a tarefa de classificação de veículos, sendo que a maioria processa informações provenientes dos sensores indutivos. Neste trabalho, é avaliado um sistema para classificação de veículos tanto em seis categorias, como em oito categorias. O sistema utiliza rede neural perceptron multicamada (Multi-Layer Perceptron - MLP) e é comparado com outras técnicas lineares de classificação como as medidas de similaridade Distância Euclidiana e Distância de Mahalanobis. As variáveis de entrada utilizadas para a rede neural foram extraídas a partir dos perfis magnéticos adquiridos. Este estudo apresenta uma análise da seleção dos parâmetros de entrada para a classificação. O sistema avaliado foi capaz de alcançar índices de acerto na classificação de 97% em seis categorias e 90% em oito categorias. Os resultados dos testes mostram a viabilidade técnica de se utilizar o sistema em equipamentos fixo de fiscalização eletrônica, permitindo a diferenciação de categorias muito semelhantes entre si como, por exemplo, caminhonetes de camionetas.

Orientador : Prof. Dr. Luiz Humberto Marcolino Júnior / Co-orientador : Prof. Dr. Márcio Fernando Bergamini / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba, 13/05/2015 / Inclui referências : f. 96-107 / Resumo: O presente trabalho descreve a utilização como modificador de eletrodos um nanocompósito de óxido de grafeno e nanopartículas de bismuto (GO-NPsBi), e avaliar seu comportamento eletroanalítico para a determinação de íons chumbo e cádmio. Para a síntese das NPsBi foi empregado como sal precursor o Bi(NO3)3 (nitrato de bismuto) dissolvido em etilenoglicol e como agente redutor/passivante o ácido ascórbico, dissolvido em álcool etílico, sendo avaliado a razão entre o metal:redutor entre 1:3, 1:6, 1:9 e 1:12. A síntese foi efetivada em banho de ultrassom investigando o tempo de reação entre 2 e 20 minutos. Após 24 horas, o produto foi lavado centrifugado. A caracterização das NPsBi foi realizada através das técnicas de difração de raios-X, microscopia eletrônica de transmissão, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier. A partir dos dados de difração de raios X. Foi obtida melhor resposta eletroquímica para a síntese de razão 1:6 e 10 minutos. O óxido de grafeno (GO) foi produzido pela oxidação de grafite por permanganato de potássio em meio ácido e posteriormente esfoliado com o auxilio de um ultrassom de ponta O nanocompósito foi formado pela dispersão do GO em água (0,1 mg mL-1) e adicionado neste meio as NPsBi (1,0 mg mL-1), a mistura foi mantida sobre banho ultrassônico durante 1 hora. Para a avaliação da potencialidade eletroanalítica foram utilizados eletrodos de carbono vítreo (ECV) modificados com as nanocompósito pelo método de drop casting, na determinação de Pb(II) e Cd(II), adotando um procedimento de redissolução anódica em conjunto com a voltametria de onda quadrada (ASSQW). Foi estudado o pH do tampão acetato utilizado como eletrólito suporte, entre 4,50 e 6,00 obtendo melhor comportamento em pH 4,75. Para a quantidade de modificador, o EQM foi avaliado contendo 5, 10, 15 e 20 ?L da suspensão, o qual a quantidade de 15 ?L obteve o melhor desempenho. Foi estudado ainda o tempo de deposição e todos os parâmetros da técnica voltamétrica empregado e as condições de compromisso adotadas foram, 120 segundo para tempo de deposição, 10 Hz para frequência, 75 mV para amplitude de pulso e 5 mV para incremento de potencial. Foram construídas curvas analíticas para íons investigados, sendo verificada uma região de resposta linear entre 1,00 x 10-7 e 1,41 x 10-6 mol L-1 para Pb(II) e Cd(II), com limites de detecção de 30,3 e 26,6 nmol L-1, respectivamente. Foi possível concluir que a utilização do nanocompósito GO-NPsBi é um potencial modificador para eletrodos melhorando o sinal na determinação de íons inorgânicos, podendo este eletrodo ser utilizado para o controle de descartes em efluentes de Pb(II) e Cd(II) dentro dos limites impostos pelo CONAMA, como demonstrado pelo estudo de adição e recuperação em amostras simuladas em água de torneira. Palavras-chave: Sensores eletroquímicos, Nanopartículas de bismuto, chumbo e cádmio. / Abstract: This study describes the use as electrodes modified with nanocomposite of graphene oxide and bismuth nanoparticles (GO-NPsBi), and evaluate their electroanalytical behavior for the determination of lead and cadmium ions. For the synthesis of NPsBi was used as salt precursor Bi(NO3)3 (bismuth nitrate) dissolved in ethylene glycol as a reducing agent and / passivating ascorbic acid, dissolved in ethanol, and evaluated the ratio of the metal: reducer between 1:3, 1:6, 1:9 and 1:12. The synthesis was carried out in an ultrasound bath investigating the reaction time between 2 and 20 minutes. After 24 hours, the product was washed centrifuged. The characterization of NPsBi was carried out through the techniques of X-ray diffraction, transmission electron microscopy, scanning electron microscopy and infrared spectroscopy by Fourier transform. From the data of X-ray diffraction best electrochemical response was obtained for the synthesis ratio of 1:6, 10 minutes. The graphene oxide (GO) was produced by the oxidation of graphite by potassium permanganate in an acid medium and then exfoliated with the aid of an ultrasound tip was nanocomposite formed by dispersing the GO in water (0.1 mg mL-1) and added to this medium to NPsBi (1.0 mg mL-1), the mixture was kept under ultrasonic bath for 1 hour. To evaluate the potential electroanalytical were used glassy carbon electrodes (ECV) with the modified nanocomposite by drop casting method, the determination of Pb (II) and Cd (II), by adopting a procedure anodic stripping voltammetry in conjunction with voltammetric square wave (ASSQW). The study the pH of the acetate buffer used as supporting electrolyte, between 4.50 and 6.00 getting better behavior at pH 4.75. For the amount of modifier, the EQM been reported containing 5, 10, 15 and 20 uL of suspension, wherein the amount of 15 uL performed best. It was also studied the deposition time and all parameters of employee voltammetric technique and commitment conditions were adopted, 120 seconds for deposition time, 10 Hz frequency to 75 mV pulse amplitude and 5 mV for potential growth. Ion analytical curves were constructed investigated for a linear response region being scanned between 1.00 x 10-7 and 1.41 x 10-6 mol L-1 to Pb (II) and Cd (II), with detection limits 30.3 and 26.6 nmol L-1, respectively. It was concluded that the use of the GO-NPsBi nanocomposite modifier is a potential for improving the signal electrodes in the determination of inorganic ions, which may be used for the electrode discharges of effluent control in Pb (II) and Cd (II) within the limits imposed by CONAMA, as demonstrated by the study of addition and recovery in simulated in tap water samples. Keywords: electrochemical sensors, bismuth nanoparticles, lead and cadmium.

Orientador: José Arana Varela / Co-orientador: Sergio Mazurek Tebcherani / Banca: Evaldo Toniolo Kubaski / Banca: Máximo Siu Li / Banca: Sônia Maria Zanetti / Banca: Anderson André Felix / Resumo:Este trabalho é referente ao estudo investigativo da influência de um tratamento térmico assistido por pressão nas respostas de propriedade elétrica, como sensor de gás e propriedade ótica de fotoluminescência de nanopartículas de trióxido de tungstênio (WO3), obtidas por processo hidrotermal assistido com micro-ondas adaptado. As condições de tratamento foram de 180 ºC sob pressão de 2 MPa durante 32 horas. Os óxidos obtidos foram previamente caracterizados por difração de raios X (DRX), volumetria de adsorção de nitrogênio (BET), espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (FEG-SEM) e espectroscopia micro Raman. Pelas técnicas combinadas foi possível caracterizar detalhadamente os materiais sintetizados, como sua estrutura, forma, tamanho e composição química. Foi possível comparar a respostas do material quando o óxido é submetido ao tratamento térmico assistido por pressão com o óxido obtido somente com tratamento térmico convencional. A originalidade do trabalho está em compreender como o tratamento térmico assistido por pressão está alterando as respostas do trióxido de tungstênio, sem a necessidade da adição de dopantes. Quando analisado a propriedade ótica após esse tratamento com pressão, o trióxido de tungstênio apresentou um aumento na intensidade de emissão, passando da emissão de maior contribuição em 460 nm (azul) para a emissão em 549 nm (verde). O espectro ainda apresenta um deslocamento para o vermelho, em comprimentos de onda maiores. Este deslocamento e mudança na intensidade podem estar correlacionados a diminuição de vacâncias de oxigênio após o tratamento térmico assistido por pressão. Também foram estudadas as propriedades elétricas como sensor de gás do tipo-n para gases redutores e oxidantes (H2 e NO2, respectivamente). As amostras tratadas... / Abstract: The aim of this work is to study the influence of a pressure-assisted heat treatment on the electrical and optical properties of nanoparticulate tungsten trioxide (WO3) obtained by microwave assisted hydrothermal method. The behavior of WO3 as gas sensor and its pholominescence emission were used to evaluate the electrical and optical properties, respectively. Samples were heat-treated under an air pressure of 2 MPa at 180ºC for 32 h. The oxides obtained were previously characterized by X-ray diffraction (XRD), nitrogen adsorption volumetric (BET), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), and field emission scanning electron microscopy (FEG-SEM) and micro Raman Spectroscopy. Using combined techniques, the structure, morphology, size and chemical composition of the synthetized materials were characterized in details. A comparison between samples that underwent the pressure-assisted heat treatment and samples that underwent a conventional heat treatment was established. The originality of the work is to understand how the pressure-assisted heat treatment chames the tungsten trioxide behavior without the addition of dopants. The photoluminescence emission intensity increased after the pressure treatment, and the maximum emission changed from 460 nm (blue) to 549 nm (green). The spectrum exhibited a red shift at higher wavelengths. This displacement and change in intensity can be correlated to a decrease in oxygen vacancies after the pressure-assisted heat treatment. In addition, the electrical properties were investigated as a n-type gas sensor for NO2 and H2 that are reducing and oxidizing gases, respectively. Samples became more resistive to electric current impeding the investigation of the sensing properties of the oxide under study. / Doutor

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2014-05-26T12:04:32Z No. of bitstreams: 1 2013_HernanedeToledoBarcelos.pdf: 3394622 bytes, checksum: 2a2a51af44579b661ad2639dcc908716 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-05-26T14:23:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_HernanedeToledoBarcelos.pdf: 3394622 bytes, checksum: 2a2a51af44579b661ad2639dcc908716 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-26T14:23:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_HernanedeToledoBarcelos.pdf: 3394622 bytes, checksum: 2a2a51af44579b661ad2639dcc908716 (MD5) / Neste trabalho foram preparadas duas sílicas quimicamente modificadas, a partir da sílica gel 60, com área superficial específica (SBET) de 391,93 m2 g-1. As sílicas foram inicialmente modificadas via reação de silanização com a molécula de 3-aminopropiltrietóxissilano (APTES) formando o material denominado SiN, que em seguida foi funcionalizado separadamente com o pesticida ácido-2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) e com glutaraldeído por rota heterogênea, obtendo-se os materiais funcionalizados SiD e SiG respectivamente. Os materiais foram caracterizados através de análises elementares de C, H e N, medidas de porosidade, análises termogravimétricas, espectroscopia na região de infravermelho e RMN de 29Si e 13C. As análises elementares indicaram as quantidades de e 1,15 10-3 mol 2,4-D por grama de SiD e 1,57 10-3 mol de glutaraldeído por grama de SiG. As medidas de área superficial, volume de poros e de diâmetro médio de poros dos materiais, mostraram uma diminuição em relação ao material de partida. Os espectros de FTIR apresentaram bandas características dos grupos imobilizados na superfície das sílicas. As superfícies funcionalizadas (SiD e SiG) foram utilizadas na confecção de eletrodos de pasta de carbono quimicamente modificados e estes eletrodos foram utilizados na detecção eletroquímica dos micropoluentes 2,4-D e catecol em soluções aquosas diluídas, sendo que para o último, foi também testada uma composição de SiG com lacase suportada. Foram efetuados estudos de voltametria cíclica, determinando-se a presença de um par redox para o 2,4-D em 150 e 482 mV e de um par redox para o catecol em 180 e 455 mV. Medidas de diferencial de pulso para se determinar os pHs ótimos para a detecção das analito foram efetuadas nos intervalos de redução dos analitos, determinando-se os valores ótimos de pH 3 e pH 5 para a quantificação de 2,4-D e catecol respectivamente. Foram construídas curvas de corrente de pico em função da concentração do analito nos pHs ótimos, afim de ser atestar a viabilidade do uso dos materiais (SiD e e SiG) na obtenção como sensores eletroquímico, determinando-se assim os limites de detecção de 7,57 ppb para o 2,4-D e 0,300 ppb para o catecol. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work, were prepared two chemically modified silica from silica gel 60 with specific surface area ( SBET ) of 391,93 m2 g- 1. The silicas were initially modified through silanization reaction with 3- aminopropyltriethoxysilane ( APTES ) forming SIN, which was then functionalized separately with the pesticide 2,4- dichlorophenoxyacetic acid (2,4- D) and glutaraldehyde through the heterogeneous route, thus obtaining the materials SiD and SiG respectively. The materials were characterized by elemental analyzes of C, H and N, measurements of porosity, thermogravimetric analysis, infrared spectroscopy and 29Si and 13C NMR. Elemental analyzes indicated amounts of 1,15 10-3 mol of 2,4-D per gram of SiD and 1,57 10-3 mol of glutaraldehyde per gram of SiG. The surface area measurement, pore volume and average pore diameter of the materials, showed a decrease compared to the starting material. FTIR spectra showed characteristics bands from immobilized groups on the silica´s surface. The functionalized surfaces (SiD and SiG) were used to manufacture carbon paste electrodes chemically modified and these were used in the electrochemical detection of catechol and 2,4- D micropollutants in dilute aqueous solutions, and for the last, it was also SiG tested with laccase supported sample. Cyclic voltammetry tests were carried out determining the presence of a redox couple for 2,4 -D in 150 and 482 mV and a redox pair to catechol at 180 and 455 mV. Measurements of differential pulse to determine the optimum pH for the detection of analyte were performed at intervals of analytes reduction, establishing the optimum values of pH 3 and pH 5 for quantification of 2,4-D and catechol, respectively. Curves of peak current as function of analyte concentration at optimum pH were performed in order to attest the viability of (SiD SiG) material as electrochemical sensors, the detection limits of 7,57 ppb to 2,4-D and 0,300 for catechol were found.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, 2012. / Submitted by Tania Milca Carvalho Malheiros (tania@bce.unb.br) on 2013-04-24T11:13:21Z No. of bitstreams: 1 2012_WelderSouzaSilva_Parcial.pdf: 3576359 bytes, checksum: 7ebb8a6b177a8d4ed1c4e178c3fd787d (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2013-04-24T13:42:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_WelderSouzaSilva_Parcial.pdf: 3576359 bytes, checksum: 7ebb8a6b177a8d4ed1c4e178c3fd787d (MD5) / Made available in DSpace on 2013-04-24T13:42:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_WelderSouzaSilva_Parcial.pdf: 3576359 bytes, checksum: 7ebb8a6b177a8d4ed1c4e178c3fd787d (MD5) / A tecnologia de PET-CT representa um grande avanço para a medicina nuclear, pois permite a detecção de alterações funcionais, metabólicas e bioquímicas em órgãos ou tecidos, mesmo antes que as alterações anatômicas se manifestem no paciente, no entanto a busca por informações a cerca de um possível câncer nos pulmões apresenta desafios significativos para esta tecnologia devido ao tempo necessário para captação das imagens e o movimento dinâmico associado aos processos fisiológicos de auto preservação do indivíduo, como a respiração e os batimentos cardíacos. O presente trabalho tem a finalidade de desenvolver e implementar uma tecnologia complementar no estudo de casos cancerígenos, envolvendo o aparelho respiratório, podendo ser aplicada em clínicas de medicina nuclear nos estudos do metabolismo pulmonar, através de investigação por intermédio da administração de radiofármacos e análise de radiação por PET (PositronEmissionTomography). Para este intento foi associado um sinal de controle, emitido por um transdutor de fluxo que utiliza os princípios de medição da variação térmica da massa de ar a partir da alteração resistiva de sensores térmicos no padrão NTC(NegativeTemperatureCoefficient), ao sincronismo entre o ciclo respiratório, do paciente a ser avaliado, e a captura de imagens geradas por uma Gama Câmara. Neste projeto foram desenvolvidos alguns modelos de condicionamento dos sinais utilizados nos estágios de entrada e saída do circuito eletrônico proposto, sendo estes amplamente testados na plataforma virtual do simulador digital, PROTEUS. O caráter de ineditismo deste projeto tem como base a possibilidade de sincronizar o sinal de respiração a partir do módulo de ECG, o que pode gerar grande economia para as instituições de saúde que não dispõem de recursos financeiros para aquisição do módulo de respiração dedicado fornecido como optativo pela indústria de fabricação dos equipamentos PET-CT. Outro aspecto relevante do protótipo sugerido é a possibilidade de sincronismo em uma ampla faixa de leitura do ciclo respiratório, tornando possível uma visualização seletiva da posição relativa do alvo marcado, podendo assim, melhorar o fator de SUV - Standard UptakeValue. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The PET-CT technology represents a major breakthrough for nuclear medicine, since it allows the detection of functional abnormalities, metabolic and biochemical changes in organs or tissues, even before anatomical changes become manifest in the patient, however the search for information about a possible lung cancer presents significant challenges for this technology due to the time required to capture the images and the dynamic movement associated with the physiological processes of self-preservation of the individual, such as breathing and heartbeat. The present study aims to develop and implement a complementary technology to study cancer cases involving the respiratory system and can be applied in clinical nuclear medicine in studies of lung metabolism through investigation by means of the administration of radiopharmaceuticals and analysis radiation by PET (Positron Emission Tomography). For this purpose we associate a control signal issued by a flow transducer which utilizes the principles of measuring the thermal variation of the air mass from the resistive change in the pattern of thermal sensors NTC (Negative Temperature Coefficient), the synchronism between cycle respiratory the patient being evaluated, and capturing images generated by a gamma camera. In this design have been developed models of conditioning of signals used in the input and output stages of the proposed electronic circuit, the latter being extensively tested in the virtual platform of the simulator digital PROTEUS. The character of this unprecedented project is based on the possibility of synchronizing the respiration signal from the ECG module, which can generate big savings for healthcare institutions that lack the financial resources to purchase the module supplied as breathing dedicated by optional equipment manufacturing industry PET - CT. Another relevant aspect of the prototype is suggested the possibility of timing over a wide range of reading the respiratory cycle, making it possible to selectively display the relative position of the target marked and can thus improve factor SUV - Standard Uptake Value.