Orientador: Sandra Helena Pulcinelli / Banca: Marcelo Nalin / Banca: Rafaela Cristina Sanfelice / Resumo: Materiais híbridos orgânico-inorgânicos, constituídos pela combinação de componentes orgânicos e inorgânicos, são homogêneos, apresentam propriedades diferenciadas que refletem a natureza química dos componentes pelos quais foram formados, e são utilizados em diversas aplicações tecnológicas como catalisadores, sensores eletroquímicos, dispositivos ópticos e revestimentos protetores. Este trabalho foi realizado em duas etapas. Primeiramente, foi realizada a síntese e caracterização de um copolímero derivado do politiofeno, P(HTcoAAT), contendo ácido 3-tiofeno-acético (AAT) e 3-hexiltiofeno (HT), sintetizado via copolimerização oxidativa com cloreto férrico e caracterizado químico-estruturalmente por FTIR e RMN 1H e termicamente por TG/DTG. Em seguida, foram preparados filmes híbridos via sol-gel por spin-coating utilizando três óxidos inorgânicos: óxido de silício, titânio e zinco, os quais foram caracterizados opticamente por Espectroscopia no UV-vis e Fluorescência, e morfologicamente por AFM e MEV, além das caracterizações já citadas anteriormente. Os resultados químico-estruturais obtidos comprovaram a eficiência da metodologia usada para a preparação do copolímero e dos híbridos, permitindo a obtenção de matérias com propriedades ópticas interessantes. / Abstract: Organic - inorganic hybrid materials, formed from organic and inorganic compounds combination, present spec ific properties that reflect the chemical nature of each precursor compound, and are used for several technological application such as catalists, electrochemical sensors, optical devices and barrier films. This work comprehends two steps: first of all the synthesis of a copolymer derived from polythiophene, P(HTcoTAA) containing 3 - thiophene acetic acid (TAA) and 3 - hexylthiophene (HT), it was performed from oxidative copolymerization with ferric chloride, and resulting materials characterized by FTIR and 1 H NMR spectroscopy and TG/DTG thermal analyses . Following hybrid films from silicium, titanium and zinc oxide s were prepared by sol - gel spin - coating and had its optical and morphological characteristics evaluated by UV - vis and Fluoresc ence spectroscopy, and AFM and SEM microscopy, besides the other characterization before cited . The obtained chemical - structural result s show that the used methodology was efficient to prepare both the copolymer and the hybrids, allowing to materials presenting striking optical properties. / Mestre

Orientador: Iêda Ap. Pastre Fertonani / Banca: Marisa Spirandeli Crespi / Banca: Vera Ap. de Oliveira Tiera / Resumo: No presente trabalho, realizou-se a modificação estrutural da argila bentonita sódica pela interação com géis de TiO2 e TiO2 dopado com ZnO, e também pela pilarização da argila com óxidos mistos de Al/Fe e Al/Fe dopado com Cu. Objetivou-se a aplicação desses materiais como matrizes adsorventes e fotocatalíticas do herbicida paraquate. Os materiais foram caracterizados por difratometria de raios-X (DRX), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier e reflectância total atenuada (FTIR-ATR), análise térmica (TG/DTG), microscopia eletrônica de varredura (MEV), medida da área superficial pelo método BET, determinação do potencial Zeta e do tamanho médio de partícula. Como caracterização estrutural complementar, realizou-se o estudo temporal do comportamento espectroscópico do corante azul de metileno, utilizado como sonda fotoquímica, nas suspensões das diferentes argilas, afim de avaliar as propriedades físico-químicas dos microambientes dos materiais. Foi investigado a capacidade adsortiva e as propriedades fotocatalíticas da argila bentonita e das argilas modificadas frente ao herbicida paraquate, em sistemas aquosos. Por meio dos ensaios de cinética e equilíbrio de adsorção, aplicando modelos matemáticos linearizados aos dados experimentais, observou-se que as modificações não contribuíram para o aumento da adsorção do paraquate. No entanto, todas as argilas apresentaram considerável capacidade adsortiva, com concentração máxima adsorvida (Qmáx) acima de 100 mg g-1, aliada há uma cinética de adsorção muito rápida, atingindo o equilíbrio entre 30 e 45 minutos. Observou-se que a capacidade de troca catiônica (CTC), dos adsorventes, exerceu significativa influência na capacidade de adsorção frente ao herbicida. Por meio de estudos térmicos verificou-se que essa adsorção ocorre em regiões diferentes de acordo com as características... / Abstract: In this work, the structure of sodium bentonite clay was modified using TiO2 and TiO2-oxides, doped with ZnO, and also by pillaring with mixed oxide Al/Fe and Al/Fe-doped Cu. The aim of this, is the application of these materials as adsorbents and photocatalyst of the paraquat herbicide. The materials were characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform mid-infrared spectroscopy with attenuated total reflection (FT-IR/ATR), thermal analysis (TG/DTG), scanning electron microscopy (SEM), determination of specific surface area by the BET method, determination of particle average size and Zeta potential. As a complementary structural characterization, we conducted the temporal study of spectroscopic behavior of methylene blue dye. This dye was used as photochemical probe in suspensions of different clays in order to determine the physicochemical properties of the materials microenvironments. We investigated the adsorptive capacity and photocatalytic properties of bentonite clay and modified clays against paraquat herbicide in aqueous systems. Using adsorption kinetic and equilibrium studies applying linearized mathematical models to experimental data, we observed that the changes have not contributed to the increasing adsorption of paraquat. However, all clays showed substantial adsorptive capacity with maximum concentration adsorbed (Qmax) above 100 mg g-1, combined with a very rapid adsorption kinetics, reaching the equilibrium between 30 and 45 min. We observed that the cation exchange capacity (CEC) of the adsorbents, exerted a significant influence on the adsorption capacity against the herbicide. And by thermal adsorption studies we noticed that this occurs in different regions according to the structural characteristics of the material. Photodegradation tests of paraquat herbicide showed that on the experimental conditions, the clays modified with TiO2, showed the best photocatalytic ... / Mestre

Orientador: Márcia Regina de Moura Aouada / Resumo: Os curativos são agentes que, aplicados sobre uma lesão externa, auxiliam na cicatrização e cura; geralmente são de materiais leves, ordinariamente de algodão. A ideia de um curativo inteligente é fornecer um material leve, biocompátivel, biodegradável e anatômico que irá se adaptar perfeitamente para promover a cura de diferentes tipos de lesões. O objetivo deste trabalho foi melhorar as propriedades mecânicas e de barreiras em filmes de alginato de sódio. Desta forma, nanopartículas de prata com tamanho médio de 90 nm foram obtidas através de síntese química pela redução de nitrato de prata por borohidreto de sódio, e nanodispersão de dióxido de titânio obtida em equipamento de ultrassom. As nanopartículas foram inseridas na matriz de alginato juntamente com solução de sorbitol a 65%, e os filmes foram obtidos através do processo “Casting”. Posteriormente, o material foi caracterizado e os resultados das propriedades mecânicas de tensão por deformação revelaram que a presença de nanoemulsão de titânio (TiNE) e nanopartículas de prata (AgNP) na matriz de alginato aumentou a resistência à tração em aproximadamente 6,4 e 14,3%, respectivamente. Já nos filmes que tinham sorbitol, foi reduzida em 55,5%. Em contrapartida, a deformação foi aumentada em cerca de 1 a 3%. A estabilidade térmica dos filmes também sofreu um aumento (comprovada pelas técnicas de DSC e TG). Estes efeitos no aumento do elongamento e estabilidade térmica podem estar associados à formação de uma estrutura s... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Dressings are agents that, applied on an external lesion, aid and healing; Usually they are of light materials, ordinarily of cotton. The idea of an intelligent dressing is to provide a light, biocompatible, biodegradable and anatomical material that will fit perfectly to promote healing of different types of lesions. The objective of this work was to improve the mechanical and barrier properties of sodium alginate films. In this way, silver nanoparticles (AgNP) with a mean size of 75-96 nm were obtained through chemical synthesis by reduction of silver nitrate by sodium borohydride, and titanium dioxide nanoemulsion (TiNE) by dispersion in ultrasonic equipment. Through the casting process, the nanoparticles were inserted into the alginate matrix together with 65% sorbitol solution. Subsequently, the material was characterized and the results of the tensile tests revealed that the presence of TiNE and AgNP in the alginate matrix increased the tensile strength by approximately 6.4 and 14.3% respectively. In the films that had sorbitol, it was reduced by 55.5%. In contrast, the elongation rate was increased about 1 to 3%. The thermal stability of the films also increased (as evidenced by DSC and TG techniques). These effects on increasing elongation and thermal stability may be associated with the formation of a spider-like structure with more compact regions around metal NPs and regions with polymer chain spreading with predominance of M monomers due to the eletrostatic repuls... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by RODRIGO MONTEIRO FABRÃO null (rofabrao@hotmail.com) on 2016-08-18T14:38:56Z No. of bitstreams: 1 diss final.pdf: 7570006 bytes, checksum: b391aa9c9107a38559634fb2736e40fe (MD5) / Rejected by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: No campo “Versão a ser disponibilizada online imediatamente” foi informado que seria disponibilizado o texto completo porém no campo “Data para a disponibilização do texto completo” foi informado que o texto completo deverá ser disponibilizado apenas 12 meses após a defesa. Caso opte pela disponibilização do texto completo apenas 12 meses após a defesa selecione no campo “Versão a ser disponibilizada online imediatamente” a opção “Texto parcial”. Esta opção é utilizada caso você tenha planos de publicar seu trabalho em periódicos científicos ou em formato de livro, por exemplo e fará com que apenas as páginas pré-textuais, introdução, considerações e referências sejam disponibilizadas. Se optar por disponibilizar o texto completo de seu trabalho imediatamente selecione no campo “Data para a disponibilização do texto completo” a opção “Não se aplica (texto completo)”. Isso fará com que seu trabalho seja disponibilizado na íntegra no Repositório Institucional UNESP. Por favor, corrija esta informação realizando uma nova submissão. Agradecemos a compreensão. on 2016-08-19T20:13:21Z (GMT) / Submitted by RODRIGO MONTEIRO FABRÃO null (rofabrao@hotmail.com) on 2016-08-22T17:04:09Z No. of bitstreams: 1 diss final.pdf: 7570006 bytes, checksum: b391aa9c9107a38559634fb2736e40fe (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-08-23T13:15:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 fabrao_rm_me_arair_par.pdf: 7668439 bytes, checksum: 58607cbddf9360e358535e80f3c03f7c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-23T13:15:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 fabrao_rm_me_arair_par.pdf: 7668439 bytes, checksum: 58607cbddf9360e358535e80f3c03f7c (MD5) Previous issue date: 2016-08-05 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A produção de etanol e açúcar a partir de cana-de-açúcar é um atividade de grande importância no Brasil, mas também fonte de grande preocupação ambiental devido ao grande acúmulo de biomassa na forma de bagaço e vinhaça gerados como rejeitos. A biomassa lignocelulósica é constituída de celulose, com estrutura formada de unidades de glicose polimerizadas, deste modo estudos voltados para a conversão de glicose em compostos químicos com maior valor agregado seria relevante para buscar novas formas de aproveitamento destes rejeitos. O objetivo do presente trabalho é investigar a aplicabilidade da técnica de fotoeletrocatálise para promover a oxidação de glicose em meio aquoso utilizando nanotubos de dióxido de titânio (NT-Ti/TiO2) como fotoanodos com vistas a obtenção de compostos com maior valor agregado. Os eletrodos de nanotubos de dióxido de titânio (NT-Ti/TiO2) foram preparados por oxidação eletroquímica de Ti em solução 1,0 mol L-1 de NaH2PO4 + 0,3% (m/m) HF como eletrólito de suporte sob potencial de 20V por 2 h e calcinado a 450 °C. Um método analitico baseado em cromatografia de troca iônica com detecção amperométrica foi desenvolvido para análise de glicose, acido glicônico, acido glicárico, arabitol e arabinose e curvas analíticas foram construídas em concentrações de 1,00 a 20,0x10-6 mol L-1, r = 0,9995, e o método alcançou limites de detecção e determinação ao redor de LD = 0,03x10-6 mol L-1 e LQ = 0,08x10-6 mol L-1 para a determinação de glicose. O método foi utilizado para monitoramento dos produtos gerados durante oxidação fotoeletrocatalítica de 10,0 mmol L-1 de glicose sob potencial de +1,5 V vs Ag/AgCl e irradiação UV/Vis que alcançou 72% de conversão após 180 min de tratamento. Medidas de remoção de carbono orgânico total mostraram que 28% da glicose foi convertida a CO2 e o restante foi transformado em outro produtos, tais como Arabinose, arabinitol, 4-cetoglicose, glucohexodialdose, glucona-δ-lactona, 6-desoxiglucose e o ácido glicônico, cuja maioria foi confirmada por espectrometria de massas. Os resultados demonstram que a técnica de fotoeletrocatálise pode ser uma alternativa simples, econômica e promissora para promover a conversão da glicose em alguns produtos de interesse econômico. / The production of sugar and ethanol from sugarcane is an activity very important in Brazil, but it is also a source of great environmental concern due to the large accumulation of biomass in form of bagasse and vinasse generated as waste of this process. The lignocellulosic biomass is made up of cellulose, wich structure is made of polymerized glucose units. Thereby studies focused on the conversion of glucose into added value chemical compounds would be relevant to seek new ways to use these waste. This work describes the construction electrodes of titanium dioxide nanotubes (NT-Ti / TiO2) and its application in photoeletrocatalytic oxidation of glucose in aqueous media aimed at converting glucose into compounds with higher added value. The electrodes were prepared by electrochemical oxidation of Ti in solution of 1.0 mol L-1 NaH2PO4 + 0.3% (m/m) HF as supporting electrolyte under a potential of 20V for 2 h and calcined at 450 ° C. An analytical method based on ion exchange chromatography with amperometric detection was developed for glucose, gluconic acid, glucarico acid, arabitol and Arabinose analysis and analytical curves were constructed at concentrations of 1.00 to 20,0x10-5 mol L-1, r = 0.9995, and the method achieved detection limits and determination around 0,03x10-6 mol L-1 and 0,08x10-6 mol L-1 for glucose determination, respectively. The method was used for monitoring the generated products due the oxidation photoeletrocatalytic 10.0 mmol L-1 glucose solution under potential of +1.5 V vs Ag / AgCl and irradiating UV / Vis that achieved 72% conversion after 180 min of treatment. Measurements of total organic carbon removal showed that 28% of the glucose was converted to CO2 and the rest was transformed into other products, such as arabinose, arabinitol, 4- ketoglicose, glucohexodialdose, Glucone-δ-lactone, 6-deoxyglucose and acid gluconic, most of which was confirmed by mass spectrometry. The results demonstrate that photoelectrocatalysis technique may be a simple, economical and attractive alternative to promote glucose conversion into some products of economic interest.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4394.pdf: 7721496 bytes, checksum: 2fe3fb78e37bf5730b7b42c07d1b3e64 (MD5) Previous issue date: 2012-03-30 / Universidade Federal de Sao Carlos / The researchrs conducted with implants are seek to improve the quality of products in order to reduce the waiting time after the surgery to undergo implants on chewing loads safely. To meet this expectation it must be considered that the body has a minimum time to perform the reactions that lead to osseous integration. This study was conducted to characterize the existing titanium oxide layer in commercial implants anodized (Vulcano Actives ®) and treated with acid (Master Porous ®) and compare with a non-commercial implant with ion deposition on the surface (Porous Nano ®). The study consisted of changing the surface morphologies of titanium implants to accelerate the process of osseous integration. In vitro analyses of surfaces were performed, as well as, (roughness, chemical composition, wettability) "in vivo" (indirect measure of osseointegration). The implants were inserted in rabbit s tibia and the rabbits were sacrificed 90 days after implantation. The composition of the passive film was analyzed by x-ray photoelectron spectroscopy (XPS), RAMAM spectroscopy, electron microscopy and x-ray diffraction. The results showed that implants treated by anodizing there is predominance of anatase type of titanium oxide on the surface. The others surfaces of implants have very thin oxide and the characterization techniques available have not been able to identify the allotropic form of titanium oxide. The results of the tests showed that the higher value of roughness, the greater contact angle and removal torque of implants was reached at anodized surface implants. Surface treatments show that it is possible to reduce the time of activation of the implant with security, you can get a bone-implant interface with mechanical strength appropriate to support the oral critical forces in clinical situations, such as bone of low quality. Incubation of neutrophils in the different areas showed that in short time of interaction surface morphology is the most important feature, while at longer time chemical composition has a positive effect on cellular interaction. Spectrophotometry revealed that the adsorption of fibronectin (FN) in Porous surfaces and those Doped with Na and F is similar (80%). The association indexes of osteoblastics cells in the samples with and without FN and the values of radioactivity of samples suggest that the incorporation of FN is conclusive citocompatibility of surfaces. The surface coating of titanium with FN proved to be a great option for the treatment of dental implants to optimize and accelerate the process of osseointegration. / As pesquisas realizadas com implantes procuram melhorar a qualidade dos produtos com o objetivo de reduzir o tempo de espera após a cirurgia para submeter os implantes às cargas mastigatórias com segurança. Para atender esta expectativa deve-se considerar que o organismo tem um tempo mínimo para realizar as reações que levam à osseointegração. O presente estudo foi realizado com o objetivo de caracterizar a camada de óxido de titânio existente em implantes comerciais anodizados (Vulcano Actives® ) e tratado com ácido (Master Porous®) e comparar com o implante não comercial com deposição de íons na superfície (Porous Nano®). O estudo consistiu em alterar as morfologias da superfície dos implantes de titânio para acelerar o processo de osseointegração. Foram feitas análises in vitro das superfícies (rugosidade, composição química, molhabilidade) e in vivo (medida indireta da osseointegração). Os implantes foram inseridos em tíbias de coelhos que foram sacrificados 90 dias após implantação. A composição do filme passivo foi analisada por espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), espectroscopia RAMAM, microscopia eletrônica e difração de raios X. Os resultados mostraram que nas superfícies dos implantes tratados por anodização há predomínio do óxido de titânio do tipo anatase. As demais superfícies apresentam filmes de óxido com pequena espessura dificultando a caracterização e identificação da forma alotrópica do óxido de titânio. Os resultados dos ensaios mostraram que quanto maior o valor da rugosidade, maior o ângulo de contato e maior o torque de remoção da tíbia de coelhos. Os resultados mostram que é possível reduzir o tempo de ativação do implante com segurança, sendo possível obter uma interface osso-implante com resistência mecânica adequada para suportar as forças orais em situações clínicas críticas, como osso de baixa qualidade. A incubação de neutrófilos nas diferentes superfícies mostrou que em tempos curtos de interação (15 minutos) não foi possível identificar qual efeito é mais importante, a morfologia da superfície ou a composição química, enquanto em tempos maiores (60 minutos) a composição química apresentou um efeito positivo na interação celular. A espectrofotometria revelou que a adsorção da fibronectina (FN) nas superfícies Porous e dopada com Na e F apresentam comportamento semelhante (80%). Os índices de associação de células osteoblásticas nas amostras com e sem FN e os valores de radioatividade das amostras sugerem que a incorporação de FN é determinante na citocompatibilidade das superfícies. O recobrimento da superfície de titânio com FN mostrou ser uma ótima opção de tratamento dos implantes dentários para otimizar e acelerar o processo de osseointegração.

Submitted by Livia Mello (liviacmello@yahoo.com.br) on 2016-09-21T17:59:59Z No. of bitstreams: 1 DissPF.pdf: 6410166 bytes, checksum: 90c0315f1bd99063f25b7cb4a3e93043 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-10T14:09:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissPF.pdf: 6410166 bytes, checksum: 90c0315f1bd99063f25b7cb4a3e93043 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-10T14:09:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissPF.pdf: 6410166 bytes, checksum: 90c0315f1bd99063f25b7cb4a3e93043 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-10T14:09:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissPF.pdf: 6410166 bytes, checksum: 90c0315f1bd99063f25b7cb4a3e93043 (MD5) Previous issue date: 2016-01-11 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / The welfare of the human population depends of the technological and scientific development. However, this model of economic growth has generated a huge ecological impact. For this reason, it is necessary new and more efficient processes and methods of synthesis to sage energy. This study employed a new approach of the "The Oxidant PeroxoMethod" (OPM) to obtain highly reactive nanoparticles of titanium dioxide (TiO2) with the surface modified with peroxide groups (TiO2 -OPM). We synthesized these TiO2-OPM using titanium metal and titanium isopropoxide as titanium source and to evaluate the reactivity of these precursors, two different composition of bismuth titanates (the selenita Bi12TiO20 and the perovskite Bi4Ti3O12 phases) were synthesized by means of the conventional solid-state reaction. These materials were characterized using differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TG), X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy and scanning eléctron (SEM) and transmission eléctron (TEM) microscopies. We observed that both TiO2-OPM precursors are identical reagarding their reactivity and structure, with the advantage that the material synthesized from the alcooxide is easier, cheaper and faster that the material obtained from titanium metal. Moreover, we could observe that the peroxide groups on the surface of the nanoparticles were resposable by the reactivity of these nanoparticles, as observed by the lower temperatures used to obtain single phase bismuth titanates with different composition. / Cada vez mais o desenvolvimento industrial e tecnológico estão atrelados ao bem estar da população, na maioria das vezes este intenso progresso na industria e na tecnologia gera um elevado volume de resíduos e um alto consumo de energia. Em razão disso, há uma necessidade de novas rotas de síntese que sejam eficientes produtivamente para a obtenção de novos materiais mas que ao mesmo tempo sejam mais econômicas e ambientalmente sustentáveis. Desta maneira, o presente estudo visou compreender e aumentar a utilização de uma nova rota de síntese,o método dos complexos oxidantes de peróxido (a rota OPM). Esta rota por via úmida, também conhecida como "The Oxidant Peroxo Method" (OPM), permite a síntese de nanopartículas de dióxido de titânio (TiO2) com a superfície modificada com o grupo peróxo (TiO2-OPM), aumentando a reatividade das nanopartículas. Esta rota foi utilizada com o objetivo de estudar a reatividade dessas nanopartículas modificadas. Foram realizadas sínteses de TiO2 -OPM a partir de titânio metálico (met-TiO2-OPM) e de isopropóxido de titânio (iso- TiO2-OPM). A síntese a partir do isopropóxido se mostrou mais rápida e um pouco mais eficiente do que a do titânio metálico. Para comprovar essa alta reatividade foram sintetizados titanatos de bismuto em diferentes fases, a selenita (Bi12TiO20) e a perovskita (Bi4Ti3 O12) a partir do TiO 2-OPM por reação no estado sólido. Os materiais obtidos foram caracterizados por técnicas análises térmicas como calorimetria diferencial de varredura (DSC) e a análise térmica (TG) e estruturalmente por difratometria de Raios X (DRX) e espectroscopia de espalhamento Raman. A microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM) também foram utilizadas para verificar as morfologias destes materiais. Com a obtenção dos pós precursores pela rota OPM foi possível observar que os grupos peroxos formados na superfície do TiO2 foram responsáveis pela elevada reatividade observada, isto foi comprovado através da obtenção das diferentes fases do titanato de bismuto utilizando uma simples reação no estado sólido. O material precursor, TiO2- OPM, não apresentou uma morfologia definida, porém apresentou uma pequena cristalização devido aos picos largos apresentados no DRX, e também foi possível observar uma mistura de fases. Os titanatos de bismuto apresentaram as fases correspondentes, as partículas dos titanatos obtidos com o precursor iso - TiO2-OPM se apresentaram menores do que as do precursor met - TiO2-OPM.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-10-05T13:31:10Z No. of bitstreams: 1 DissYNNR.pdf: 3683311 bytes, checksum: e9291665cc68d8dd4abaf96989d12269 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-14T14:26:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissYNNR.pdf: 3683311 bytes, checksum: e9291665cc68d8dd4abaf96989d12269 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-14T14:26:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissYNNR.pdf: 3683311 bytes, checksum: e9291665cc68d8dd4abaf96989d12269 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-14T14:27:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissYNNR.pdf: 3683311 bytes, checksum: e9291665cc68d8dd4abaf96989d12269 (MD5) Previous issue date: 2016-04-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / In the field of nanotechnology, the titanium dioxide (TiO2) has been widely studied for its optical and electrical properties. This oxide is an n-Type semiconductor and is found naturally in different crystalline phases. Recently, this material has attracted much attention as photocatalyst for the electrochemical photolysis of water displaying a high efficiency, chemical stability and a large surface area. Furthermore, for this application has been proposed that the synthesis of TiO2 nanotubes (Nts-TiO2) prepared by anodization are promising. Thus, we aimed to study the correlation between the synthesis - morphological and microstructural properties for the optical properties of Nts-TiO2 prepared electrochemically, using the photoelectrochemical decomposition reaction of water as a reaction target optical properties. For this, the Nts-TiO2 were prepared by anodizing the titanium substrate in Ethylene glycol solutions /water/ ionic liquid (BMIM-BF4), followed by a heat treatment at 450 °C. In this study, we performed a factorial design 23 to: i) evaluate the statistical significance of synthesis variables: applied potential (Eapl), bath temperature (Tbanho) and percentage of water in the electrolyte (%A); and ii) quantify the correlation between synthesis, morphological, microstructural and optical properties of Nts-TiO2. The synthesized nanotubes were characterized by their morphology and photoelectrochemical properties. The characterization by X-ray diffraction indicated characteristic peaks only the anatase phase interest. The band gap determined by the Wood-Tauc method were calculated values near 3.2 eV. The scanning electron micrographs showed the formation of Nts-TiO2 in all conditions of synthesis, with an internal diameter with values between 23 and 65 nm, being statistically significant main effects Tbanho and %A and interactions effects of Eapl -%A. To study the photoelectrochemical properties of the electrodes, linear voltammetry experiments were carried out in the light and dark in 0, 5 M H2SO4 solution, the photocurrent density values obtained in the course showed values up to 300 μA cm-2 at 1.01 V vs Ag/AgCl/KClsat. (Water oxidation potential for the system studied) compared with the response obtained in the dark. With the results obtained, is observed the variability in current density in function of morphological, microstructural and semiconducting properties of Nts-TiO2. Key words: Titanium dioxide, photoelectrochemical cell, TiO2 / No campo de estudo da nanotecnologia, o dióxido de titânio (TiO2), vem sendo amplamente investigado por suas propriedades ópticas e elétricas. Este óxido é um semicondutor do tipo n e é encontrado na natureza em diferentes fases cristalinas. Recentemente, este material tem atraído muito interesse como fotocatalisador para a fotóliseeletroquímica da água por apresentar uma alta eficiência, estabilidade química e uma grande área superficial. Além disso, para esta aplicação tendo sido proposto que a síntese de nanotubos de TiO2 (Nts-TiO2), preparados por anodização são promissores. Deste modo, teve como objetivo principal estudar a correlação síntese-propriedades morfológicas e microestruturais com as propriedades ópticas dos Nts-TiO2 preparados eletroquimicamente, fazendo uso da reação de decomposição fotoeletroquímica da água como reação alvo das propriedades ópticas. Para isso, os Nts-TiO2 foram preparados através da anodização do substrato de titânio em soluções de Etileno glicol/Água/Líquido iônico (BMIM-BF4), seguido de um tratamento térmico a 450 °C. Neste estudo foi realizado um planejamento fatorial 23 para: i) avaliar a significância estatística das variáveis de síntese: potencial aplicado (Eapl), temperatura do banho (Tbanho) e porcentagem de água no eletrólito (%A); e ii) quantificar a correlação entre síntese, propriedades morfológicas, microestruturais e ópticas dos Nts-TiO2. Os eletrodos sintetizados foram caracterizados quanto a sua morfologia e propriedades fotoeletroquímicas. A caracterização por difração de raios-X indicou apenas os picos característicos da fase de interesse anatase. Os band gaps determinados através do método de Wood-Tauc tiveram os valores calculados próximo a 3,2 eV. As micrografias eletrônica de varredura mostraram a formação de Nts-TiO2 em todas as condições de síntese, com diâmetro interno com valores entre 23 e 65 nm, sendo estatisticamente significativos os efeitos principais Tbanho e %A e as interações dos efeitos Eapl - %A. Para estudar as propriedades fotoeletroquímicas dos eletrodos, foram realizados experimentos de voltametria linear no claro e escuro em solução de H2SO4 0.5M, os valores de densidade de fotocorrente obtidas no claro mostraram valores de até 300 μA cm2- em 1,01 V vs Ag/AgCl/KCl sat. (Potencial de oxidação da água para o sistema estudado) quando comparado com a resposta obtida no escuro. Com os resultados obtidos, foi observada a variabilidade na densidade de fotocorrente em função dos parâmetros morfológicos, microestruturais e semicondutores dos Nts-TiO2. Palavras chaves: Dióxido de titânio, célula fotoeletroquímica, nanotubos de TiO2.

Submitted by Morgana Silva (morgana_linhares@yahoo.com.br) on 2016-07-27T16:43:01Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1307807 bytes, checksum: 77d4794b09c164cec707cb914d2e0bfe (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-27T16:43:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1307807 bytes, checksum: 77d4794b09c164cec707cb914d2e0bfe (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / Due to increasing demand in the global energy sector, research are being grounded in the pursuit of new nonpolluting energy resources. With concepts of use already well-established, solar energy has been highlighted in its capture and transformation into electricity. One way of using solar energy with great impact on energy network is the transformation through the solar cells, which are devices for direct conversion of solar energy into electricity through the photovoltaic effect. This raises a number of challenges to their development as it relates to new materials that allow greater efficiency in this transformation. Photovoltaic cells need to be efficient, stable, and its manufacturing cost must be competitive. Considering these factors, this paper presents the assembly of solar cells sensitized by titanium dioxide pigment (TiO2) most commonly found in the literature. Based on this, the solar cell has been developed using the Pechini method. The methodology is consolidated and objective, an optimization of all steps involved in the assembly process of the cells to improve the efficiency of energy conversion. To check the performance of the cell, its efficiency is calculated. This estimate requires a fill factor (FF) extracted from the I-V curve. For this purpose, Newton Rapson and Levenberg-Marquardt algorithms are used to plot the curve and find the cell parameters. The experimental results show that the cell built with an area of 6,25 square centimeters and the efficiency value η = 3.21% is effective in the transformation of solar energy into electricity. / Devido à demanda crescente no setor de energia mundial, trabalhos de pesquisas estão sendo fundamentados na procura de novos recursos energéticos não poluentes. Com conceitos de utilização já bem consolidados a energia solar tem tido destaque na sua captação e transformação em energia elétrica. Uma das formas de utilização da energia solar com grande impacto na rede energética é a transformação através das células solares, que são dispositivos de conversão direta de energia solar em energia elétrica por meio do efeito fotovoltaico. Neste contexto, surgem vários desafios para o seu desenvolvimento no que se refere a novos materiais que possibilitem maior eficiência nessa transformação. As células fotovoltaicas precisam ser eficientes, estáveis e seu custo de fabricação deve ser competitivo. Considerando esses fatores, este trabalho de pesquisa apresenta a montagem de células solares sensibilizadas por corante de dióxido de titânio (TiO2) mais comumente encontradas na literatura. Baseado nisso, foi desenvolvida a célula solar utilizando o método Pechini. A metodologia é consolidada e objetiva, uma otimização de todas as etapas envolvidas no processo de montagem das células para melhorar a eficiência da conversão energética. Para verificar o desempenho da célula, calcula-se a sua eficiência. Esta estimativa necessita de um fator de preenchimento (FF) extraído da curva I-V. Para este propósito, os algoritmos de Newton Rapson e Levenberg Marquardt são aplicados para plotar a curva e achar os parâmetros da célula. Os resultados experimentais comprovam que a célula construída com uma área de 6,25 cm2 e o valor de eficiência η = 3,21 %, é eficaz na transformação da energia solar em eletricidade.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-04-12T20:30:01Z No. of bitstreams: 1 PAULO GERMANO TAVARES MARINHO FILHO – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2017.pdf: 8052393 bytes, checksum: 1aa31fc493264a0804e2c04a30e23151 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-12T20:30:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PAULO GERMANO TAVARES MARINHO FILHO – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2017.pdf: 8052393 bytes, checksum: 1aa31fc493264a0804e2c04a30e23151 (MD5) Previous issue date: 2017-06-06 / Atualmente tem-se desenvolvido pesquisas voltadas para melhoria do desempenho das misturas asfálticas a fim que estes sejam duráveis, que apresentem menores deformações permanentes e tenham uma maior vida de fadiga. Para isto, tem-se utilizado técnicas de modificação de ligantes asfálticos, e.g. polímeros, fíleres, fibras e recentemente os nanomateriais, quem têm apresentado viabilidade técnica e econômica para este fim. Esta pesquisa tem por objetivo estudar a incorporação de nanopartículas de dióxido de titânio na modificação de ligantes asfálticos tipo CAP 50/70 e ligante 55/75-E. As nanopartículas foram adicionadas nos teores de 0%, 3%, 4% e 5%, no estado pura e modificada superficialmente pelo uso de três agentes distintos (ácido oleico, álcool benzílico e oleilamina). A pesquisa foi dividida em quatro etapas: a primeira etapa consistiu na análise da Espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) destes ligantes, na segunda etapa foi realizada a avaliação destes por meio de ensaios físicos (penetração e ponto de amolecimento) e reológicos [viscosidade rotacional, grau de desempenho (PG), fluência e recuperação sob tensões múltiplas (MSCR) e varredura linear de amplitude (LAS)], na terceira etapa os ligantes foram submetidos à exposição de radiação UV natural e variações térmicas durante o período de 3 meses e analisados por meio de FTIR e ensaios reológicos e a última etapa consistiu na modificação superficial das nanopartículas a fim de melhorar a dispersão do material na matriz asfáltica. Os resultados indicaram a viabilidade técnica da incorporação das nanopartículas de TiO2 ao ligante tipo CAP 50/70, pois aumentaram a vida de fadiga, a resistência a deformações e retardaram o processo de envelhecimento, além disto, a modificação superficial das nanopartículas com oleilamina melhorou a interação da partícula com o ligante, contribuindo para melhoria dos parâmetros supracitados. A incorporação do nanoTiO2 aos ligantes do tipo 55/75-E não forneceu melhorias significativas quanto ao observado para o CAP 50/70, embora tenha apresentado resultados superiores ao ligante de referência (55/75-E puro). A incorporação de nanopartículas modificadas superficialmente com oleilamina ao ligante 55/75-E proporcionou maior resistência ao envelhecimento e menor suscetibilidade a deformações permanentes e trincas, no entanto, estes ganhos foram mais expressivos para o CAP 50/70. / Researches have been carried out on improving the performance of asphalt binders so they can be durable, present less permanent deformation and longer fatigue life. For this, asphalt binder modification techniques have been used, e.g. polymers, fillers, fibers and, more recently, nanomaterials, which have presented technical and economic feasibility. This research aims to study the incorporation of titanium dioxide nanoparticles in the modification of asphalt binders CAP 50/70 and 55/75-E. The nanoparticles were added to the base asphalt binder at concentrations of 3, 4 and 5% of weight, in both pure and surface modified states. Three different agents were used for the surface modification: oleic acid, benzyl alcohol and oleylamine. The research was divided into four stages: the first one consisted in the analysis of the Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) of these binders, in the second one the binders were evaluated by means of physical (penetration and softening point) and rheological [rotational viscosity, performance grade (PG), multiple stress creep recovery (MSCR) and linear amplitude sweep (LAS)] tests, in the third stage the binders were exposed to natural UV radiation and thermal variations during a period of 3 months and analyzed by means of FTIR and rheological tests, and the last stage consisted in the surface modification of the nanoparticles. The results indicated the technical feasibility of the incorporation of TiO2 nanoparticles to the binder CAP 50/70, since it increased fatigue life, resistance to deformations and delayed the aging process. In addition, the surface modification of the nanoparticles with oleylamine improved the interaction of the particles with the binder, contributing to the improvement of the parameters mentioned above. The incorporation of nanoTiO2 to the 55/75-E binder did not provide as significant results as the observed for CAP 50/70, although it presented better results than the base binder. The incorporation of surface modified nanoparticles with oleylamine to the 55/75-E binder provided higher resistance to aging and less susceptibility to permanent deformations and cracks, although less expressive than the verified for CAP 50/70.

Orientador: Luis Rogério de Oliveira Hein / Banca: Carlos Eduardo Silva de Amorim / Banca: Arnaldo Homobono Paes de Andrade / Resumo: Este trabalho teve como objetivo a obtenção de pastilhas cerâmicas Al2O3/TiO2 e as caracterizações térmica e mecânica das camadas destas pastilhas. As pastilhas foram obtidas pelos processos de conformação direta com amido comercial e por prensagem. Nesta dissertação são apresentados os moldes metálicos e de polímeros para confecção dos corpos de prova para o ensaio mecânico de resistência à flexão, e para o ensaio térmico à flexão seguiram a norma ASTM C1161. Na caracterização térmica, é analisado o coeficiente de expansão térmica. na caracterização mecânica, são analisados a reistência mecânica à flexão e o valor da flecha de deformação do corpo de prova. Verificou-se que a aplicação de um gradiente de porosidade reduz as tensões residuais térmicas na pastilha. / Abstract: This work aimed the acquisition of Al2O2/TiO2 ceramic wafers and their thermal and mechanical characterization. The wafers have been obtained by starch consolidation process and pressing. In this dissertation are presented metallic and polymeric moulds to obtain the samples for mechanical and thermal tests. Mechanical tests of flexural mechanical strength and thermal tests of dilation have been achieved. The measurements of the samples for flexural mechanical strenth testing followed the ASTM C1161 standard. The thermal dilation coefficient is analyzed in the thermal characterization. In the mechanical characterization are analysed the flexural mechanical strenght and the maximum deformation arrow of the samples. A reduction of the residual thermal stresses by aplication of a gradient of porous has been verified. / Mestre