Neste trabalho foi estudado o sistema vítreo binário SiO2-MoO3 preparado pelo método sol-gel. As vantagens da utilização do método sol-gel em relação ao método tradicional de fusão seguido de choque térmico deve-se ao fato de que a utilização dos precursores já no estado líquido pode levar à formação de vidros mais homogêneos à temperatura ambiente. Em adição, como não há exposição à temperatura, propriedades desejáveis dos componentes podem ser preservadas. Desta forma, foram preparadas amostras no sistema binário por rota química, variando-se a proporção molar do MoO3 de 0,01% a 10,00%. O TEOS foi utilizado como precursor de SiO2 e o MoOCl4 foi o reagente de partida utilizado na obtenção do precursor de MoO3. O refluxo e o ultrassom foram as metodologias usadas para a preparação do precursor do MoO3. As amostras dos vidros foram preparadas sob a forma de monolitos e caracterizadas sob a forma de pó fino para as análises de DRX, análises térmicas (TGA e DSC), análises espectroscópicas por reflexão atenuada no infravermelho (ATR) e de espalhamento Raman. A solução precursora de MoO3 foi estudada por espectroscopia de absorção na região do UV-VIS e o pó desse precursor foi também analisado por espalhamento Raman. Através dos resultados de DRX obtidos foi possível comprovar a natureza amorfa de todas as amostras preparadas, bem como a formação da fase cristalina MoO3 após tratamento térmico à temperatura de 800oC. Mesmo apresentando picos cristalinos de MoO3 pós tratamento térmico, os vidros mantiveram as características de materiais amorfos, o que é um indicativo interessante para a preparação de vitrocerâmicas. Também foi possível descrever alguns fenômenos físico-químicos através das análises térmicas realizadas: as curvas TGA apontaram grandes perdas iniciais de massa devido a solventes orgânicos adsorvidos no gel, evidenciando a importância da realização de tratamento térmico para a obtenção de resultados mais satisfatórios, ao passo que as curvas DSC apontaram as temperaturas características dos vidros, deduzindo-se que o metal está se incorporando à matriz vítrea já que houve aumento da temperatura de transição vítrea (Tg) com o aumento da proporção molar de MoO3. Estudos estruturais dos sistemas vítreos buscaram identificar a forma como essa incorporação poderia estar ocorrendo. As análises de ATR na região do infravermelho identificaram ligações em rede do molibdênio com a sílica, corroborando para o fato de o molibdênio estar participando do sistema, modificando a matriz vítrea. Análises de espalhamento Raman identificaram espécies octaedricamente coordenadas de molibdênio,as quais podem ser responsáveis pelas propriedades fotocrômicas e ópticas não-lineares dos vidros. Dessa forma, os resultados alcançados sugerem a possibilidade de utilização dos vidros preparados por sol-gel para aplicação em fotônica ou outras aplicações que envolvam a óptica não-linear. / In this work, a binary system glassy SiO2-MoO3 was prepared by the sol-gel method. The advantage of using sol-gel method than the melt-quenching is the fact that it is possible to obtain more homogeneous glasses at room temperature. In addition the no temperature exposure leads to the preservation of desirable components properties. Thus samples were prepared in the binary system by sol gel varying the molecular MoO3 ratio from 0.01% to 10.00%. The TEOS was used as SiO2 precursor and MoOCl4 was the starting material used to obtain the precursor of MoO3. The methods used for MoO3 precursor preparation were the reflux and ultrasound. The samples were prepared as monoliths and characterized in the form of fine powder for the XRD analysis, thermal analysis (DSC and TGA), spectroscopic analysis by infrared attenuated reflection (ATR) and Raman scattering. The precursor solution of MoO3 was studied by absorption spectroscopy in the UV-VIS region and this precursor as powder was analyzed by Raman scattering. Through the XRD results it was possible to demonstrate the amorphous nature of all the prepared samples as well as the formation of MoO3 crystalline phase after heat treatment at 800oC. Even with the crystal peaks of MoO3 after heat treatment, the glasses kept the characteristics of amorphous materials, which is interesting for glass ceramics synthesis. It was also possible to describe some physical-chemical phenomena through thermal analyzes: the TGA curves showed large initial mass losses due to adsorbed organic solvents in gel, demonstrating the importance of heat treatment perform in order to obtain better results while DSC curves showed the possibility of metal incorporation into glassy matrix due to changes in the glass transition temperature (Tg) as consequence of MoO3 molar ratio increments. Infrared analyses identified connections between molybdenum and silica deducting that molybdenum probably is participating in the system by modifying the glass matrix. Raman scattering analysis identified octahedral coordinated molybdenum, most likely to be responsible for the photochromic and non-linear optical properties of glasses. The results suggest therefore the possibility of using the synthesized glasses for photonics or other optical non-linear applications.

Neste trabalho apresentamos a síntese e caracterização de nanoestruturas core/shell de TiO2/SiO2 e SiO2/TiO2. Visando aumentar a eficiência de DSSC’s, foi investigado o efeito das interfaces SiO2|TiO2 na diminuição de defeitos estruturais (trapping states) no TiO2, sem resultar no bloqueio da transferência de carga entre as partículas no fotoanodo. Foram obtidas nanoestruturas sintetizadas por diferentes períodos, pH, e tratamentos térmicos utilizando-se cores cristalinos e amorfos de SiO2 e TiO2. As amostras foram caracterizadas por Microscopia Eletrônica de Transmissão, UV-VIS, FTIR-ATR, Difratometria de Raios-X, Cronopotenciometria, Voltametria Linear e Impedância. Foram obtidos cores de TiO2 de cerca de 30 nm de diâmetro e shells de SiO2 de cerca de 5 nm de espessura, também obtivemos cores de SiO2 de 10 e 70 nm em diâmetro e encapsuladas com shell de TiO2 de 5 nm de espessura. Os resultados obtidos mostraram que há uma influência da fase polimorfica do material componente do core na fase polimorfica do material que compõe o shell, havendo um significativo retardo nas temperaturas de mudança de fase. Observou-se também uma correlação da fase polimórfica do TiO2 e a camada de SiO2 no bandgap das amostras. Constatamos que estruturas core/shell são eficientes na passivação de defeitos superficiais, embora a espessura da camada isolante deva ser controlada para não influenciar nos parâmetros elétricos do dispositivo. / In this work, we present the synthesis and characterization of core/shell structures of TiO2/SiO2 and SiO2/TiO2 nanoparticles. Aiming to improve the efficiency of DSSCs, the effect of SiO2|TiO2 interfaces to reduce the amount of trapping states on TiO2, without blocking charge transfer among nanoparticles across the photoanode, was investigated. Nanostructures were obtained trough different reaction periods, pH and thermal treatment temperatures using crystalline and amorphous cores of TiO2 and SiO2. The samples were characterized by transmission electron microscopy, UV-Vis, x-ray diffractometry, chronopotentiometry, linear sweep voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. TiO2 cores of ca. 30 nm in diameter were obtained an were encapsulated with a 5 nm thick SiO2 shell. SiO2 cores of ca. 70 nm in diameter were obtained and encapsulated in ca. 5 nm thick TiO2 shell. The results show an influence of polymorphic phase of the core material on the polymorphic phase of the shell material, resulting in a significative change in the phase transition temperatures. It was also determined a correlation between the polymorphic phase of TiO2 and the insulator layer on the samples bandgap. Finally we show that, even though core/shell structures are efficient in trapping states passivation, the thickness of the insulator layer must be controlled in order to not jeperdize the electric parameters of the photoelectrochemical device.

LOURENÇO, E. R. A. Produção e caracterização de biocimentos de apatitas nanométricas incorporados com dióxido de silício para aplicações biomédicas. 2016. 96 f. Tese (Doutorado em Ciência de Materiais) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-07-15T12:16:55Z No. of bitstreams: 1 2016_tese_eralourenço.pdf: 2661907 bytes, checksum: 8061c7620e5de7b85b72c32df1ebf079 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-07-18T14:22:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_tese_eralourenço.pdf: 2661907 bytes, checksum: 8061c7620e5de7b85b72c32df1ebf079 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-18T14:22:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_tese_eralourenço.pdf: 2661907 bytes, checksum: 8061c7620e5de7b85b72c32df1ebf079 (MD5) Previous issue date: 2016-04-14 / Calcium phosphate biocements exhibit high osteoconductivity, ease of molding and handling, as well as excellent biocompatibility and bioactivity. However, their use is limited to applications in which they are submitted to small loads, mainly due to their low mechanical strength. This study aimed at developing and characterizing biocements made from calcium phosphate bioceramics obtained by precipitation in aqueous solution, with the incorporation of nanometric silicion dioxide. The biocements were produced in the laboratory by adding nanometric silicon dioxide (in the proportions 10%, 20%, 30% and 40% by weight) to nanometric beta tricalcium phosphate. The samples were characterized by X-ray diffraction, infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, pH testing, testing of mechanical strength by diametrical compression and biological characterizations. X-ray results exhibited peaks identified as brushite as well as peaks representative of beta tricalcium phosphate, besides traces of tricalcium silicate and calcium carbonate. It is observed that the additive interferes with dissociation of beta tricalcium phosphate for the formation of brushite, and favors the formation of tricalcium silicate, which reduces the dissociation of beta tricalcium phosphate. In the analysis of infrared it was possible to identify functional groups of the phosphates and silicon dioxide bands present in biocements. Results of the morphological analysis showed a surface formed by brushite crystals in the form of plates surrounded by agglomerated particles (probably beta tricalcium phosphate / silicon dioxide). Tensile tests by diametrical compression for the various compositions of biocements showed that the percentage of silicon dioxide present influences the mechanical strength of the material. Additions of silicon dioxide improve mechanical strength up to a certain level, after which they become deleterious to strength. The pH of the obtained biociments remained 6.0 and 6.5, close to the neutral range. Analysis of citotoxicity of biocements showed that they did not affect the metabolism of mitochondrial enzymes, neither in the structural integrity of the nucleus nor in the cytoplasmic enzymatic activity of cells. In SBF solution, formation of an apatite on the surface of the material indicates that the biocement produced is bioactive. In general, the biocements produced are considered viable for biomedical applications. / Os biocimentos de fosfato de cálcio apresentam alta osteocondutividade, facilidade de moldagem e manipulação, além de excelentes biocompatibilidade e bioatividade. No entanto, sua utilização é limitada a aplicações de baixa carga, devido principalmente à sua baixa resistência mecânica. Este trabalho teve como objetivo desenvolver e caracterizar biocimentos a partir de biocerâmicas de fosfato de cálcio obtidos por precipitação em solução aquosa, mediante a incorporação de dióxido de silício nanométrico. Os biocimentos foram produzidos em laboratório com a adição de dióxido de silício nanométrico (nas proporções de 10%, 20%, 30% e 40% em peso) ao beta fosfato tricálcio nanométrico. As amostras foram caracterizadas por difração de raios X, espectroscopia no infravermelho, microscopia eletrônica de varredura, teste de pH, ensaio de resistência mecânica por compressão diametral e caracterizações biológicas. Com os resultados de raios X foi possível identificar os picos representativos da brushita, do beta fosfato tricálcio, além de traços de silicato tricálcio e carbonato de cálcio. Observa- se que o aditivo interfere na dissociação do beta fosfato tricálcio para a formação da brushita, e favorece a formação do silicato tricálcio, que reduz a dissociação do beta fosfato tricálcio. Na análise de infravermelho foi possível identificar os grupos funcionais dos fosfatos e as bandas de dióxido de silício presentes nos biocimentos. Os resultados obtidos na análise de caracterização morfológica apresentaram uma superfície formada por cristais de brushita em forma de placas envolvidos por partículas aglomeradas provavelmente, de beta fosfato tricálcio/dióxido de silício. Os ensaios de resistência à tração por compressão diametral nas diferentes composições de biocimentos mostraram que a porcentagem de dióxido de silício presente influencia na resistência mecânica do material. Observa-se que a resistência mecânica aumenta com o teor do aditivo atingindo um limite a partir do qual passa a diminuir significativamente. O pH dos biocimentos obtidos ficou entre 6,0 e 6,5, estando próximo do intervalo de neutralidade. Na análise de citotoxicidade os biocimentos não produziram alterações no metabolismo das enzimas mitocondriais como também na integridade estrutural do núcleo e atividade enzimática citoplasmática das células. No líquido corporal simulado foi identificada a formação de uma apatita superfície do material, indicando que o biocimento produzido é bioativo. De uma forma geral, os biocimentos produzidos são considerados viáveis para aplicações biomédicas.

Neste trabalho apresentamos a síntese e caracterização de nanoestruturas core/shell de TiO2/SiO2 e SiO2/TiO2. Visando aumentar a eficiência de DSSC’s, foi investigado o efeito das interfaces SiO2|TiO2 na diminuição de defeitos estruturais (trapping states) no TiO2, sem resultar no bloqueio da transferência de carga entre as partículas no fotoanodo. Foram obtidas nanoestruturas sintetizadas por diferentes períodos, pH, e tratamentos térmicos utilizando-se cores cristalinos e amorfos de SiO2 e TiO2. As amostras foram caracterizadas por Microscopia Eletrônica de Transmissão, UV-VIS, FTIR-ATR, Difratometria de Raios-X, Cronopotenciometria, Voltametria Linear e Impedância. Foram obtidos cores de TiO2 de cerca de 30 nm de diâmetro e shells de SiO2 de cerca de 5 nm de espessura, também obtivemos cores de SiO2 de 10 e 70 nm em diâmetro e encapsuladas com shell de TiO2 de 5 nm de espessura. Os resultados obtidos mostraram que há uma influência da fase polimorfica do material componente do core na fase polimorfica do material que compõe o shell, havendo um significativo retardo nas temperaturas de mudança de fase. Observou-se também uma correlação da fase polimórfica do TiO2 e a camada de SiO2 no bandgap das amostras. Constatamos que estruturas core/shell são eficientes na passivação de defeitos superficiais, embora a espessura da camada isolante deva ser controlada para não influenciar nos parâmetros elétricos do dispositivo. / In this work, we present the synthesis and characterization of core/shell structures of TiO2/SiO2 and SiO2/TiO2 nanoparticles. Aiming to improve the efficiency of DSSCs, the effect of SiO2|TiO2 interfaces to reduce the amount of trapping states on TiO2, without blocking charge transfer among nanoparticles across the photoanode, was investigated. Nanostructures were obtained trough different reaction periods, pH and thermal treatment temperatures using crystalline and amorphous cores of TiO2 and SiO2. The samples were characterized by transmission electron microscopy, UV-Vis, x-ray diffractometry, chronopotentiometry, linear sweep voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. TiO2 cores of ca. 30 nm in diameter were obtained an were encapsulated with a 5 nm thick SiO2 shell. SiO2 cores of ca. 70 nm in diameter were obtained and encapsulated in ca. 5 nm thick TiO2 shell. The results show an influence of polymorphic phase of the core material on the polymorphic phase of the shell material, resulting in a significative change in the phase transition temperatures. It was also determined a correlation between the polymorphic phase of TiO2 and the insulator layer on the samples bandgap. Finally we show that, even though core/shell structures are efficient in trapping states passivation, the thickness of the insulator layer must be controlled in order to not jeperdize the electric parameters of the photoelectrochemical device.

Neste trabalho apresentamos a síntese e caracterização de nanoestruturas core/shell de TiO2/SiO2 e SiO2/TiO2. Visando aumentar a eficiência de DSSC’s, foi investigado o efeito das interfaces SiO2|TiO2 na diminuição de defeitos estruturais (trapping states) no TiO2, sem resultar no bloqueio da transferência de carga entre as partículas no fotoanodo. Foram obtidas nanoestruturas sintetizadas por diferentes períodos, pH, e tratamentos térmicos utilizando-se cores cristalinos e amorfos de SiO2 e TiO2. As amostras foram caracterizadas por Microscopia Eletrônica de Transmissão, UV-VIS, FTIR-ATR, Difratometria de Raios-X, Cronopotenciometria, Voltametria Linear e Impedância. Foram obtidos cores de TiO2 de cerca de 30 nm de diâmetro e shells de SiO2 de cerca de 5 nm de espessura, também obtivemos cores de SiO2 de 10 e 70 nm em diâmetro e encapsuladas com shell de TiO2 de 5 nm de espessura. Os resultados obtidos mostraram que há uma influência da fase polimorfica do material componente do core na fase polimorfica do material que compõe o shell, havendo um significativo retardo nas temperaturas de mudança de fase. Observou-se também uma correlação da fase polimórfica do TiO2 e a camada de SiO2 no bandgap das amostras. Constatamos que estruturas core/shell são eficientes na passivação de defeitos superficiais, embora a espessura da camada isolante deva ser controlada para não influenciar nos parâmetros elétricos do dispositivo. / In this work, we present the synthesis and characterization of core/shell structures of TiO2/SiO2 and SiO2/TiO2 nanoparticles. Aiming to improve the efficiency of DSSCs, the effect of SiO2|TiO2 interfaces to reduce the amount of trapping states on TiO2, without blocking charge transfer among nanoparticles across the photoanode, was investigated. Nanostructures were obtained trough different reaction periods, pH and thermal treatment temperatures using crystalline and amorphous cores of TiO2 and SiO2. The samples were characterized by transmission electron microscopy, UV-Vis, x-ray diffractometry, chronopotentiometry, linear sweep voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. TiO2 cores of ca. 30 nm in diameter were obtained an were encapsulated with a 5 nm thick SiO2 shell. SiO2 cores of ca. 70 nm in diameter were obtained and encapsulated in ca. 5 nm thick TiO2 shell. The results show an influence of polymorphic phase of the core material on the polymorphic phase of the shell material, resulting in a significative change in the phase transition temperatures. It was also determined a correlation between the polymorphic phase of TiO2 and the insulator layer on the samples bandgap. Finally we show that, even though core/shell structures are efficient in trapping states passivation, the thickness of the insulator layer must be controlled in order to not jeperdize the electric parameters of the photoelectrochemical device.

Nanopartículas de óxido de ferro foram sintetizadas em um sistema de microemulsão composto por Triton X-100-hexanol/ciclohexano/fase aquosa. Reação de coprecipitação entre íons Fe2+ e Fe3+ com hidróxido de amônio ocorre nos nanorreatores formados pela fase aquosa segregada da fase orgânica. Espalhamento de luz dinâmico (DLS) foi empregado para avaliar o tamanho dos nanorreatores da microemulsão, indicando diâmetro médio de 11 nm e distribuição monomodal de tamanhos. Os efeitos do pH da microemulsão e da adição de tetraetoxissilano (TEOS) foram avaliados, em relação ao tamanho, à forma e à transformação de fases dos óxidos de ferro obtidos. Análise por espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e difração de raios X (DRX) das amostras sintetizadas e tratadas termicamente a 500 e 1000 C mostraram que os materiais apresentam: baixa cristalinidade; tamanho de cristalito estimado entre 11 e 41 nm; sílica amorfa quando TEOS é adicionado à microemulsão; e a presença, nas amostras sem tratamento térmico e sintetizadas sem TEOS, de magemita ( g-Fe2O3) além da magnetita (Fe3O4), indicando que a competição dos processos de hidrólise e condensação de TEOS protegeu quimicamente o óxido de ferro contra oxidação. Avaliação das amostras tratadas a 500 e 1000C por microscopia de força atômica mostrou que partículas sintetizadas na ausência de TEOS apresentam dimensões menores e menos esféricas que as sintetizadas na presença de TEOS, devido à formação da camada de sílica sobre as partículas de óxido de ferro. Além disso, o emprego de pH 9 resultou em partículas menores que em pH 8, provavelmente devido à maior velocidade de nucleação em pH maior, justificada pela maior disponibilidade de amônia. O valor de pH maior também favoreceu os processos de hidrólise e condensação de TEOS, resultando em uma camada de sílica maior.

As atividades do setor industrial e minerário são essenciais para o desenvolvimento da sociedade, porém causam diversos impactos ambientais, tais como contaminação de efluentes por corantes e metais tóxicos. A fim de mitigar esses tipos de impactos, o presente trabalho teve como objetivo a síntese dos materiais TiO2, ZnO e SiO2, e seu estudo de viabilidade de aplicação na degradação de corantes por fotocatálise e na remoção de metais por adsorção. Os óxidos foram sintetizados por dois métodos: precursores poliméricos (PP) e sol-gel (SG). Os pós obtidos foram caracterizados por difração de raios X (DRX), análise de área específica por fisissorção de N2 (BET), microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (MEV-FEG), espectroscopia na região do infravermelho (FTIR) e potencial zeta. O método de síntese não influenciou nas fases cristalinas dos materiais obtidos, visto que ZnO apresentou fase wurtzita, TiO2 anatase e SiO2 apresentou característica amorfa. Os materiais apresentaram baixa área específica, entre 4 e 11 m2/g, exceto SiO2 PP, que se destacou por apresentar área específica, de 226 m²/g. Por MEV-FEG, verificou-se que, para TiO2 e SiO2, maiores tamanhos médio de partícula foram exibidos pela metodologia SG, enquanto que com ZnO, maiores tamanhos de partículas foram obtidos por PP. Por FTIR, constatou-se que todos os óxidos apresentaram seus respectivos grupos químicos referente às ligações M-O, porém apresentaram resíduos orgânicos de síntese. As variações de área específica e tamanho de partículas não se mostraram significantes diante da resposta fotocatalítica desses materiais. Por outro lado, os resíduos de síntese na superfície das partículas justificam os resultados de fotocatálise. Isto porque a degradação de corante Rodamina B foi a mesma para ZnO SG e ZnO PP (88%), e superior para TiO2 SG (90%) em relação ao TiO2 PP (80%). No que diz respeito às características adsortivas dos materiais, as análises de área específica e potencial zeta merecem destaque. Por meio do potencial zeta, verificou-se que o ZnO SG apresentou estabilidade em pH acima de 10 e ZnO PP acima de 9,5; TiO2 SG apresentou estabilidade em pH acima de 6 e TiO2 PP acima de 3; e SiO2 SG apresentou estabilidade acima de 3,5 e SiO2 PP acima de 6. Ensaios de adsorção de íons metálicos de Mn2+ indicaram que ZnO, SiO2 e TiO2 apresentaram potencial adsorvente. Os melhores resultados de adsorção para os óxidos ocorreram em pH 8 e 8,5. SiO2 PP se destacou nos estudos adsorção, o qual apresentou maior adsorção de Mn2+ (Qm de 1,49 mg/g) em 90 min de tempo de contato, pH 8,5 e 5 mg/L de adsorvente. Este material apresentou maior área específica e suspensão estável no referido pH, o que justifica a maior adsorção apresentada em relação aos outros óxidos avaliados neste estudo. / The activities of the industrial and mineral sector are essential for the development of society, but they cause several environmental impacts, such as contamination of effluents by dyes and toxic metals. In order to mitigate these types of impacts, this study aimed to synthesize the materials TiO2, ZnO and SiO2, and its feasibility study of the application on the degradation of dyes by photocatalysis and removal of metals by adsorption. The oxides were synthesized by two methods: polymer precursors (PP) and sol-gel (SG). The materials obtained as powder were characterized by X-ray diffraction (XRD), specific surface area analysis by N2 physisorption (BET), field emission scanning electron microscopy (FEG-SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and zeta potential. The synthesis method did not influence the crystalline phases of the obtained materials since ZnO presented wurtzite phase, TiO2 anatase and SiO2 presented amorphous characteristic. The materials showed low specific surface area, between 4 and 11 m2/g, except for SiO2 PP, which stood out with a specific surface area of 226 m²/g. By MEV-FEG, it was verified that for TiO2 and SiO2 higher average particle sizes were shown by SG methodology, whereas for ZnO, higher average particle size was obtained by PP. By FTIR, it was found that all the oxides presented their respective chemical groups related to the M-O bonds, but also presented organic residues of synthesis. Specific surface area and particle size variations were not significant in the photocatalytic response of the materials. On the other hand, the residues of synthesis on the surface of the particles justify the results of photocatalysis. This is because the degradation of Rhodamine B dye was the same for ZnO SG and ZnO PP (88%), and higher for TiO2 SG (90%) than TiO2 PP (80%). Regarding the adsorptive characteristics of the materials, the specific surface area and zeta potential analyzes deserve to be highlighted. By zeta potential, ZnO SG showed stability at pH above 10, and ZnO PP above 9.5; TiO2 SG presented stability at pH above 6, and TiO2 PP above 3; and SiO2 SG presented stability above 3.5, and SiO2 PP above 6. Adsorption tests of Mn2+ metal ions indicated that ZnO, SiO2, and TiO2 presented adsorbent potential. The best adsorption results were for the oxides at pH 8 and 8.5. SiO2 PP stood out in the adsorption tests, which presented higher adsorption of Mn2+ (Qm equal 1,49 mg/g) in 90 minutes of contact, pH 8.5, and 5 mg/L of adsorbent. This material presented higher specific surface area and stability in suspension in the pH 8.5, which justifies the higher adsorption presented in relation to the other oxides evaluated in this study. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Nesta Dissertação, foram investigadas propriedades físico-químicas de estruturas dielétrico/SiC e das camadas interfaciais formadas. Utilizando análises por reação nuclear, verificou-se que a presença de uma camada interfacial de oxicarbetos de silício, gerados durante a oxidação térmica do SiC, e não removidos através de ataque químico por via úmida, reduz a taxa de crescimento térmico de óxido sobre esse substrato. O efeito da utilização de atmosfera contendo nitrogênio nas características do dielétrico e na espessura da camada interfacial formada foi investigado por análises com feixes de íons, Refletometria de Raios-X e Espectroscopia de Fotoelétrons induzidos por Raios-X. Foi observado que a incorporação de nitrogênio nas estruturas dielétrico/SiC reduz a espessura da camada interfacial formada, o que foi relacionado com a melhoria das propriedades elétricas dessas estruturas. A investigação do transporte atômico de oxigênio e da estabilidade térmica de filmes de óxido de alumínio depositados sobre SiC foi realizada utilizando, principalmente, Espectroscopia de Fotoelétrons induzidos por Raios-X e análise por reação nuclear. Observou-se que tratamentos térmicos a temperaturas elevadas induzem à formação de SiO2 e de uma camada interfacial entre os filmes de óxido de alumínio depositados e o SiC, além de promoverem a cristalização e um aumento na densidade do filme de Al2O3. / In this Dissertation, physico-chemical properties of dielectric/SiC structures and of the interfacial layers formed were investigated. Using nuclear reaction analyses it was verified that the silicon oxide growth rate is reduced due to the presence of an interfacial layer of silicon oxycarbides, formed during SiC thermal oxidation, which were observed to remain in the samples submitted to wet chemical etchings. The effect of thermal treatments in nitrogen-containing atmospheres on the characteristics of the dielectric and of the interfacial layer and on the interfacial layer thickness was investigated by ion beams, X-ray reflectometry, and X-ray photoelectron spectroscopy techniques. It was observed that nitrogen incorporation in dielectric/SiC structures leads to the formation of a thinner interfacial layer, fact that was related to the improvement of electrical properties of those structures. The investigation of atomic transport of oxygen and thermal stability of aluminum oxide films deposited on SiC was performed mainly using X-ray photoelectron spectroscopy and nuclear reaction analysis. It was observed that thermal treatment at high temperatures induces the formation of SiO2 and of an interfacial layer between aluminum oxide films and SiC, as well as crystallization and an increase in Al2O3 films mass densities.

Made available in DSpace on 2016-03-28T12:36:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 666.pdf: 773433 bytes, checksum: 8a6799cf03325b81035ae600aa489c20 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / A exposição ocupacional a poeiras de sílica está associada a diversosefeitos adversos sobre o sistema respiratório dentre os quais é possível destacar a pneumoconiose clássica, também conhecida como silicose. Espécies reativas de oxigênio (EROs) são geradas diretamente pelo depósito de poeiras fibrogênicas no tecido pulmonar. A produção contínua de EROs, ou sua ineficaz remoção, podeimpactar o sistema antioxidante, induzir estresse oxidativo e provocar danoscelulares nos pulmões. Diferentes estudos em matrizes biológicas apontaram o Ensaio Cometa como um indicador altamente sensível para a exposição a agentes carcinógenos e extremamente sensível para uma variedade de classes de danos aoDNA. É um teste de genotoxicidade simples, de baixo custo, versátil, rápido e extremamente sensível para qualquer população de célula eucariótica. O objetivo deste estudo foi avaliar danos genotóxicos e alterações em enzimas do estresse oxidativo decorrentes da exposição à sílica em trabalhadores expostos e não expostos atendidos no Ambulatório de Pneumatologia Ocupacional do Centro de Estudo da Saúde do Trabalhador e Ecologia Humana (CESTEH) da Escola Nacional de Saúde Pública (ENSP/FIOCRUZ). Ensaio Cometa demonstrou ser ummétodo sensível e confiável na detecção de danos ao DNA, causados pelaexposição à sílica. Variações na atividade da enzima GST podem ser usadas para estudos de silicose como um indicador biológico de efeito, pois estas mudanças podem estar presentes precocemente nesta doença. Neste estudo foi confirmado o risco dos pacientes silicóticos desenvolverem tuberculose. Isto demonstra quanto afisiopatologia desta doença pode impactar o sistema imunológico. / O hábito de fumar mostrou uma associação com o desenvolvimento da silicose e da tuberculose. Nos trabalhadores expostos à sílica, a exposição ocupacional parecesobrepujar um possível efeito do tabaco nos níveis dos indicadores enquanto queem uma população não exposta à sílica o tabagismo mostrou-se impactante.

Nesta Dissertação, foram investigadas propriedades físico-químicas de estruturas dielétrico/SiC e das camadas interfaciais formadas. Utilizando análises por reação nuclear, verificou-se que a presença de uma camada interfacial de oxicarbetos de silício, gerados durante a oxidação térmica do SiC, e não removidos através de ataque químico por via úmida, reduz a taxa de crescimento térmico de óxido sobre esse substrato. O efeito da utilização de atmosfera contendo nitrogênio nas características do dielétrico e na espessura da camada interfacial formada foi investigado por análises com feixes de íons, Refletometria de Raios-X e Espectroscopia de Fotoelétrons induzidos por Raios-X. Foi observado que a incorporação de nitrogênio nas estruturas dielétrico/SiC reduz a espessura da camada interfacial formada, o que foi relacionado com a melhoria das propriedades elétricas dessas estruturas. A investigação do transporte atômico de oxigênio e da estabilidade térmica de filmes de óxido de alumínio depositados sobre SiC foi realizada utilizando, principalmente, Espectroscopia de Fotoelétrons induzidos por Raios-X e análise por reação nuclear. Observou-se que tratamentos térmicos a temperaturas elevadas induzem à formação de SiO2 e de uma camada interfacial entre os filmes de óxido de alumínio depositados e o SiC, além de promoverem a cristalização e um aumento na densidade do filme de Al2O3. / In this Dissertation, physico-chemical properties of dielectric/SiC structures and of the interfacial layers formed were investigated. Using nuclear reaction analyses it was verified that the silicon oxide growth rate is reduced due to the presence of an interfacial layer of silicon oxycarbides, formed during SiC thermal oxidation, which were observed to remain in the samples submitted to wet chemical etchings. The effect of thermal treatments in nitrogen-containing atmospheres on the characteristics of the dielectric and of the interfacial layer and on the interfacial layer thickness was investigated by ion beams, X-ray reflectometry, and X-ray photoelectron spectroscopy techniques. It was observed that nitrogen incorporation in dielectric/SiC structures leads to the formation of a thinner interfacial layer, fact that was related to the improvement of electrical properties of those structures. The investigation of atomic transport of oxygen and thermal stability of aluminum oxide films deposited on SiC was performed mainly using X-ray photoelectron spectroscopy and nuclear reaction analysis. It was observed that thermal treatment at high temperatures induces the formation of SiO2 and of an interfacial layer between aluminum oxide films and SiC, as well as crystallization and an increase in Al2O3 films mass densities.