Resinas compostas comumente utilizadas em restaurações, anteriores e posteriores, resultam em maior acúmulo de biofilme bacteriano do que outros materiais restauradores, o que contribui para a formação de cáries secundárias e levam à falha das restaurações. Métodos para inibir a formação do biofilme sobre materiais restauradores dentais vêm sendo estudados há décadas e a inserção de nanopartículas (NPs) representa o que há de mais avançado nos estudos de formulação de materiais dentários antibacterianos. A literatura recente relata que resinas compostas contendo NPs de óxidos metálicos, tais como óxido de zinco (ZnO) e dióxido de titânio (TiO2), têm demonstrado capacidade antibacteriana, contribuindo para o controle do biofilme oral cariogênico. Por outro lado, a inserção dessas NPs pode alterar a cor e as propriedades mecânicas para níveis clínicos inaceitáveis e até mesmo dificultar o processo de fotopolimerização, se inseridas em grandes quantidades. Uma vez que o efeito antibacteriano e as propriedades de resinas compostas modificadas com NPs de óxidos de metais não foram amplamente estudados, esse estudo visou a compreensão destes aspectos, a partir da síntese e caracterização de nanopartículas de ZnO e TiO2 dopados ou não com Ag, inclusão em uma resina composta comercial e análise de propriedades físicas, mecânicas e biológicas do compósito modificado. As sínteses foram realizadas por diversas rotas químicas, resultando em NPs de TiO2 de alta área superficial e NPs de ZnO com morfologia tridimensional, incluindo nanoplates e nanorods que formam estruturas em formato de flores. A modificação da resina composta com NPs de TiO2.Ag alterou drasticamente a resistência à compressão do material, enquanto a adição de NPs de ZnO.Ag manteve a resistência em valores muito próximos ao da resina não modificada. A cor da resina composta sofreu grande alteração quando imergida em solução de café, especialmente após a adição de NPs de ZnO.Ag. A atividade antibacteriana, contra Streptococcus mutans da resina modificada foi considerada significativa, principalmente após a adição de 1 e 2% de NPs de TiO2. A análise dessas propriedades foi importante para o avanço das pesquisas que visam o desenvolvimento de uma resina composta antibacteriana que proporcione estética e propriedades mecânicas adequadas para a confecção de restaurações. / Composite resins used in restorations, anterior and posterior, resulting in greater accumulation of bacterial biofilm than other restorative materials, which contributes to the formation of secondary caries and lead to failure of restorations. Methods for inhibiting biofilm formation on dental restorative materials have been studied for decades and the insertion of nanoparticles (NPs) represents the most advanced in formulation studies of antibacterial dental materials. Recent literature reports that composites containing nanoparticles of metal oxides such as zinc oxide (ZnO) and titanium dioxide (TiO2) have demonstrated antibacterial ability, contributing to the control of oral cariogenic biofilms. On the other hand, NPS inclusion can change the color for unacceptable clinical levels and even hinder the polymerization process, if they are entered as large amounts. Since the antibacterial effect of composite resins modified with nanoparticles of metal oxides has not been widely studied, this study aimed at understanding these aspects, from the synthesis and characterization of nanoparticles of Ag doped and undoped ZnO and TiO2 NPs, inclusion in a composite business and examining their physical, mechanical and biological properties. The synthesis resulted in high surface area TiO2 NPs and three-dimensional ZnO NPs, including nanoplates and nanorods assembled flowers. The modification of the composite with TiO2.Ag NPs changed dramatically the compressive strength of the material, while adding ZnO.Ag NPs maintained compressive strength similar to the unmodified resin. The compostie color stability changed greatly when immersed in a coffee solution, especially after inclusion of ZnO.Ag NPs. The antibacterial activity, against S. mutans, of modified resin was considered significant, especially after addition of 1 and 2% TiO2 NPs. The analysis of these properties is important for the advancement of research aimed at developing an antibacterial composite that provides aesthetic and mechanical properties suitable for dental restorations.

Neste trabalho buscou-se estratégias que pudessem promover um aumento na aplicabilidade do processo de fotocatálise heterogênea, a fim de viabilizar seu emprego como processo alternativo para o tratamento de efluente em larga escala. Neste sentido, avaliou-se o emprego do fotocatalisador TiO2 sob a forma imobilizada e também modificado com a incorporação de materiais adsorventes. O processo de fotocatálise heterogênea, empregando tanto o fotocatalisador imobilizado em suporte de vidro quanto os sintetizados e modificados com diferentes materiais adsorventes, apresentou grande eficiência para degradação de fenol, utilizado como composto poluente modelo. As porcentagens de degradação obtidas, para soluções contendo concentração inicial igual a 250 mg L-1 de fenol, foram superiores a 80% ao final de 120 minutos de tratamento. A utilização de TiO2 sob a forma imobilizada proporcionou redução do teor de carbono orgânico dissolvido de até 59%, em 120 minutos. Quando este resultado é comparado ao obtido quando o fotocatalisador é empregado sob a forma de suspensão demonstra ser promissor, uma vez que se eliminou a etapa requerida de pós-tratamento para recuperação do fotocatalisador. Porém, a imobilização do TiO2 acarretou em um decréscimo na atividade fotocatalítica quando comparado ao material em suspensão, devido a diversos fatores, entre eles, a redução da área superficial ativa do fotocatalisador e a limitações nos processos de transferência de massa. A síntese de TiO2 incorporado a substratos porosos, foi utilizada como alternativa para tentar compensar essa redução de área superficial ativa do fotocatalisador. Nesta abordagem utilizou-se diversos materiais como substratos porosos para síntese de TiO2: óxido de alumínio, óxido de zircônio, sílica-gel, sílica mesoporosa ordenada (SMO) e carvão ativado. Dentre eles, os materiais mistos de TiO2/SMO e TiO2/carvão ativado, proporcionaram os melhores resultados frente à mineralização de fenol. A incorporação de TiO2 a materiais adsorventes, além de promover um aumento nas porcentagens de fotoxidação de fenol, demonstrou potencialidade para contornar parte das inerentes limitações causadas pelo processo de imobilização do fotocatalisador. / The main goal of this work was to find alternatives capable to promote an improvement in terms of applicability of the heterogeneous photocatalysis process, in order to make it feasible in large scale. The use of the photocatalyst TiO2 immobilized and also modificated with adsorbent materials was evaluated. The heterogeneous photocatalysis process, either using photocatalyst immobilized in glass or photocatalyst synthesized and modified with different adsorbent materials, showed good efficiency to degrade phenol, which was used as pollutant compound. The degradation percentages for solutions with initial concentration of 250 mg L-1 of phenol were above 80% after 120 minutes of treatment. The use of TiO2 under the immobilized form provided a reduction of total organic carbon levels up to 59% in 120 minutes. It is a promissory result, since it eliminated post treatment steps to recover the photocatalyst, when it is used under suspended form. However, the immobilization of TiO2 caused a decrease in photocatalyst activity compared to the suspension process. The synthesis of TiO2 with incorporation of supports to its surface was evaluated as an alternative to compensate the reduction of active surface area. In order to reach this goal, many materials were used as a porous support for synthesis of TiO2, such as: aluminum oxide, zirconium oxide, silica-gel, ordered mesoporous silica and activated carbon. Amongst them, the synthesized materials constituted of TiO2/SMO and TiO2/ activated carbon showed the best results for phenol mineralization. The incorporation of adsorbent materials to the TiO2 composition, besides to promote a raising in the phenol photoxidation, demonstrated to be a viable strategy to compensate the limitations caused by the photocatalyst immobilization process.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andre Cesar Bento.pdf: 1732687 bytes, checksum: 53eb9d5eb1ee3aca52e7d78b1169f466 (MD5) Previous issue date: 2012-04-10 / In this work, the effect of sodium hydroxide as a glass foaming agent using glass waste in the foam formulation was performed. During the synthesis process, the variation of temperature, heating rate and sintering time was investigated. Sample density and average pore sizes were estimated using mercury porosimetry. The morphology of the glass foams were evaluated using scanning electron microscopy, phase formation was studied using X-ray diffraction, and chemical composition was estimated using X-ray fluorescence. As a result, glass foam with hierarchical density. / Neste trabalho foi realizado um estudo sobre a ação do hidróxido de sódio como agente formador de espuma vítrea usando resíduos de vidro em sua composição. Para a síntese, investigou-se a variação da temperatura, da taxa de aquecimento e do tempo de sinterização. Utilizando-se a técnica de porosimetria de mercúrio, para estimar a densidade e o tamanho médio de poros. A morfologia das espumas vítreas foi avaliada através da microscopia eletrônica de varredura de alta resolução (FEG) e as fases das espumas vítreas foram caracterizadas pelas técnicas de difração de raios X e a composição química estimada usando fluorescência de raios X.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:43:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sabrina Marinho Kaplun.pdf: 2639962 bytes, checksum: a9f7e8225e77abb24e8a18b7dd472300 (MD5) Previous issue date: 2015-04-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The purpose of this study was to obtain, characterize and evaluate the photocatalytic activity of the surface modified titanium dioxide in relation to the unmodified titanium dioxide. Titanium dioxide (TiO2) anatase (commercial) was introduced into an oven made, with the function of modifying the external surface of the oxide by the effect of pressure, temperature and time. The modified titanium (TM) oxides and unmodified (TN) were characterized by the techniques of X-ray diffraction (XRD)and refinement by the Rietveld method, transmission electron microscopy (TEM) and determination of specific surface area. In heterogeneous photodegradation tests, degradation of the herbicide 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) was accompanied by UV/vis, high performance liquid chromatography efficiency (HPLC) and determination of total organic carbon (TOC). The influence of pressure on the surface of titanium dioxide resulted in a change in the external surface of titanium dioxide, surface irregularities increases, without changes in unit cell parameters and increases the surface area. The photocatalytic activity of the modified titanium dioxide (TM) was higher to the unmodified titanium dioxide (TN).The modified titanium dioxide had a higher percentage of degradation of the herbicide 2,4-dichlorophenoxyacetic acid and a higher mineralization making it more efficient. / A proposta desse trabalho consistiu em obter, caracterizar e avaliar a atividade fotocatalítica do dióxido de titânio modificado superficialmente em relação ao dióxido de titânio não modificado. O dióxido de titânio (TiO2) anatase (comercial) foi introduzido em um forno confeccionado, com a finalidade de modificar a superfície externa do óxido de titânio pelo efeito da pressão, temperatura e tempo. Os óxidos de titânio modificados (TM) e não modificados (TN) foram caracterizados pelas técnicas de difração de raios X (DRX) e refinamento pelo método de Rietveld, microscopia eletrônica de transmissão (MET) e determinação da área superficial específica. Nos ensaios de fotodegradação heterogênea, a degradação do herbicida 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) foi acompanhada pelas técnicas de UV/vis, cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) e determinação de carbono orgânico total (COT). A influência da pressão na superfície do dióxido de titânio resultou em uma modificação na superfície externa do dióxido de titânio aumentando irregularidades na superfície, sem alterações nos parâmetros da célula unitária e com elevação da área superficial. A atividade fotocatalítica do dióxido de titânio modificado (TM) foi superior ao dióxido de titânio não modificado (TN). O dióxido de titânio modificado apresentou maior porcentagem de degradação do herbicida 2,4-diclorofenoxacético e uma maior mineralização o que o torna mais eficiente.

Os mecanismos endógenos de proteção frente aos danos promovidos pelas radiações solares são insuficientes, tornando importante a utilização de formulações fotoprotetoras, corporais e labiais, para reduzir as lesões promovidas por tais radiações. Protetores labiais são preparações que protegem os lábios de fatores ambientais adversos e evitam o ressecamento. Citam-se, como exemplos, os fotoprotetores labiais, que protegem a mucosa labial das radiações ultravioleta A e B. Estes são compostos por filtros solares (compostos ativos), aditivos e agentes graxos, dentre outros, os quais podem exercer influência na eficácia fotoprotetora da preparação. Deste modo, estudar a influência da alteração quali e quantitativa de determinados componentes da fórmula na fotoproteção conferida pelo produto final é de grande valia para a melhoria da eficácia do fotoprotetor labial. Portanto, este trabalho objetivou o desenvolvimento de fotoprotetores labiais contendo manteiga de karitê (butyrospermum parkii) como composto bioativo, ethylhexyl methoxicinnamate como filtro solar orgânico e titanium dioxide como filtro solar inorgânico; a avaliação da estabilidade das preparações por meio da Avaliação Preliminar da Estabilidade; a caracterização organoléptica e física das preparações; e a determinação da eficácia fotoprotetora in vitro por espectrofotometria de refletância difusa com esfera de integração. Todas as balas foram consideradas estáveis. Dentre as variáveis estudadas, o titanium dioxide exerceu influência na maioria das respostas avaliadas (ponto de fusão por equipamento de ponto de fusão; valor de L*; valor de b*; distância máxima no teste de dureza; força máxima no cantilever test; valor de slope no cantilever test; razão UVA/UVB; fator de proteção solar; e porcentagem de transmitância). A manteiga de karitê exerceu influência nas respostas: distância máxima no teste de dureza; força máxima no cantilever test; e valor de slope no cantilever test (apenas a 25°C). O ethylhexyl methoxicinnamate influenciou nas respostas: distância máxima no teste de dureza; força máxima no cantilever test; valor de slope no cantilever test (apenas a 25°C); razão UVA/UVB; fator de proteção solar; e porcentagem de transmitância. Nenhuma das variáveis influenciou as respostas: valor de ponto de gota, DSC e a distância máxima no cantilever test. / The endogenous protection mechanisms against the damages promoted by solar radiations are insufficient. Therefore, the use of photoprotective formulations both corporal and labial, become important for the minimization of the lesions caused by these radiations. Lip protectors are preparations that protect the lips against adverse environmental conditions and avoid their dehydration. Photoprotective lipsticks may be cited as examples. These formulations protect the mucosa against ultraviolet A and B radiations. They are composed by solar filters (active compounds), addictives and fatty agents, amongst others, which may exert influence on the formulation\'s photoprotective efficacy. Therefore, the study of the influence of qualitative and quantitative alterations of certain components of the formula on the photoprotection supplied by the final product is greatly valuable for the efficacy improvement of a photoprotective lipstick. Hence, this research work aimed at the development of photoprotective lipsticks containing shea butter (butyrospermum parkii) as bioactive compound, ethylhexyl methoxicinnamate as organic filter and titanium dioxide as inorganic filter; the evaluation of formulations\' stability through the Preliminary Stability Test; physical and organoleptical characterization of the formulation; and the determination of the in vitro photoprotective efficacy by diffuse reflectance spectroscopy with integration sphere. All formulations were considered stable. Amongst the studied variables, titanium dioxide influenced the majority of the evaluated responses (melting point using melting point equipment; L* value; b* value; maximum distance on the hardness test; maximum strength on cantilever test; slope value on cantilever test; UVA/UVB ratio; sun protection factor; and transmittance percentage). Shea butter influenced: maximum distance on the hardness test; maximum strength on cantilever test; and slope value on cantilever test (only at 25°C). Ethylhexyl methoxicinnamate influenced: maximum distance on the hardness test; maximum strength on cantilever test; slope value on cantilever test (only at 25°C); UVA/UVB ratio; sun protection factor and transmittance percentage. None of the variables influenced drop point, DSC and maximum distance on the cantilever test.

O aumento da concentração de gases de efeito estufa (GEE) de fontes antropogênicas tem sido visto como uma das principais contribuições para o aquecimento global, ameaçando a vida no planeta. O dióxido de carbono (CO2) é um dos principais GEE e suas fontes geradoras estão relacionadas a processos essenciais à sociedade, como a produção de energia, produtos diversos e transporte. A conversão do CO2 parece ser uma alternativa promissora para reduzir a emissão deste gás na atmosfera. De particular interesse para este estudo, a fotorredução do CO2 a metanol pode contribuir para mitigar o problema dos GEE, gerando um importante insumo da indústria química. Assim, este estudo tem por objetivo utilizar cálculos quanto-mecânicos, como a Teoria do Funcional Densidade, para investigar um caminho para a reação de redução do CO2. A reação de redução do CO2 à ácido fórmico, formaldeído e metanol foi estudada sem a interação com o catalisador e na presença de dióxido de titânio como catalisador. Foi realizada uma comparação de cálculos em diferentes níveis teóricos e diferentes bases, com dados experimentais. Para os cálculos envolvendo o TiO2, foi utilizado o nível B3LYP/6-31G(d,p). Frequências vibracionais também foram calculadas para cada etapa, permitindo a identificação de possíveis estados de transição e estimativa de barreiras de reação (energia potencial). Cálculos de coordenada intrínseca de reação (IRC) foram empregados para confirmar que os estados de transição encontrados, estão relacionados a cada etapa estudada. A comparação da redução do dióxido de carbono a ácido fórmico, com e sem catalisador, mostrou que a presença do dióxido de titânio reduziu em mais de 25,0% a barreira reacional desta etapa

Os mecanismos endógenos de proteção frente aos danos promovidos pelas radiações solares são insuficientes, tornando importante a utilização de formulações fotoprotetoras, corporais e labiais, para reduzir as lesões promovidas por tais radiações. Protetores labiais são preparações que protegem os lábios de fatores ambientais adversos e evitam o ressecamento. Citam-se, como exemplos, os fotoprotetores labiais, que protegem a mucosa labial das radiações ultravioleta A e B. Estes são compostos por filtros solares (compostos ativos), aditivos e agentes graxos, dentre outros, os quais podem exercer influência na eficácia fotoprotetora da preparação. Deste modo, estudar a influência da alteração quali e quantitativa de determinados componentes da fórmula na fotoproteção conferida pelo produto final é de grande valia para a melhoria da eficácia do fotoprotetor labial. Portanto, este trabalho objetivou o desenvolvimento de fotoprotetores labiais contendo manteiga de karitê (butyrospermum parkii) como composto bioativo, ethylhexyl methoxicinnamate como filtro solar orgânico e titanium dioxide como filtro solar inorgânico; a avaliação da estabilidade das preparações por meio da Avaliação Preliminar da Estabilidade; a caracterização organoléptica e física das preparações; e a determinação da eficácia fotoprotetora in vitro por espectrofotometria de refletância difusa com esfera de integração. Todas as balas foram consideradas estáveis. Dentre as variáveis estudadas, o titanium dioxide exerceu influência na maioria das respostas avaliadas (ponto de fusão por equipamento de ponto de fusão; valor de L*; valor de b*; distância máxima no teste de dureza; força máxima no cantilever test; valor de slope no cantilever test; razão UVA/UVB; fator de proteção solar; e porcentagem de transmitância). A manteiga de karitê exerceu influência nas respostas: distância máxima no teste de dureza; força máxima no cantilever test; e valor de slope no cantilever test (apenas a 25°C). O ethylhexyl methoxicinnamate influenciou nas respostas: distância máxima no teste de dureza; força máxima no cantilever test; valor de slope no cantilever test (apenas a 25°C); razão UVA/UVB; fator de proteção solar; e porcentagem de transmitância. Nenhuma das variáveis influenciou as respostas: valor de ponto de gota, DSC e a distância máxima no cantilever test. / The endogenous protection mechanisms against the damages promoted by solar radiations are insufficient. Therefore, the use of photoprotective formulations both corporal and labial, become important for the minimization of the lesions caused by these radiations. Lip protectors are preparations that protect the lips against adverse environmental conditions and avoid their dehydration. Photoprotective lipsticks may be cited as examples. These formulations protect the mucosa against ultraviolet A and B radiations. They are composed by solar filters (active compounds), addictives and fatty agents, amongst others, which may exert influence on the formulation\'s photoprotective efficacy. Therefore, the study of the influence of qualitative and quantitative alterations of certain components of the formula on the photoprotection supplied by the final product is greatly valuable for the efficacy improvement of a photoprotective lipstick. Hence, this research work aimed at the development of photoprotective lipsticks containing shea butter (butyrospermum parkii) as bioactive compound, ethylhexyl methoxicinnamate as organic filter and titanium dioxide as inorganic filter; the evaluation of formulations\' stability through the Preliminary Stability Test; physical and organoleptical characterization of the formulation; and the determination of the in vitro photoprotective efficacy by diffuse reflectance spectroscopy with integration sphere. All formulations were considered stable. Amongst the studied variables, titanium dioxide influenced the majority of the evaluated responses (melting point using melting point equipment; L* value; b* value; maximum distance on the hardness test; maximum strength on cantilever test; slope value on cantilever test; UVA/UVB ratio; sun protection factor; and transmittance percentage). Shea butter influenced: maximum distance on the hardness test; maximum strength on cantilever test; and slope value on cantilever test (only at 25°C). Ethylhexyl methoxicinnamate influenced: maximum distance on the hardness test; maximum strength on cantilever test; slope value on cantilever test (only at 25°C); UVA/UVB ratio; sun protection factor and transmittance percentage. None of the variables influenced drop point, DSC and maximum distance on the cantilever test.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-08-27Bitstream added on 2014-06-13T19:56:04Z : No. of bitstreams: 1 lopes_prm_me_rcla.pdf: 1045225 bytes, checksum: 8dbfcc24e7204a8d46227309e36b3b87 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O interesse científico e comercial pela catálise ambiental expandiu-se significativamente, nos últimos anos, devido ao aumento contínuo das restrições legais sobre a qualidade das emissões. Cada vez mais, surgem demandas pelo desenvolvimento de tecnologias de tratamento e remediação de água. Com isso, a catálise pode ser a peça chave neste desenvolvimento. Os efluentes industriais, como os provenientes das refinarias de petróleo, indústrias petroquímicas e coquearias, freqüentemente contêm compostos fenólicos que são tóxicos ao ambiente aquático e ao homem. Estes compostos são tratados convencionalmente através de processos biológicos, de extração e adsorção. Entretanto, estas técnicas apresentam limitações para aplicação em sistemas de concentrações intermediárias e em presença de multicomponentes fenólicos, além de representarem um elevado custo de tratamento. Dessa forma, o uso de tecnologias avançadas de oxidação catalítica vem se consolidando como uma das tendências de desenvolvimentos futuros em catálise, como a fotocatálise. Neste contexto, estão os processos oxidativos avançados (POAs), os quais se caracterizam pela capacidade de gerar radicais hidroxila que são responsáveis por oxidar compostos orgânicos. Dentre os POAs se encontra o processo fotocatalítico. A fotocatálise heterogênea é baseada na irradiação de um fotocatalisador, geralmente um semicondutor inorgânico, como o TiO2, cuja energia do fóton deve ser maior ou igual a energia do band gap do semicondutor para provocar uma transição eletrônica (excitação). Assim, o processo é capaz de oxidar os compostos orgânicos à CO2 e H2O. Entretanto, a aplicação prática da fotocatálise heterogênea em suspensões de TiO2 apresenta algumas desvantagens, como a separação final das partículas do catalisador e o baixo rendimento quântico. Através de eletrodos térmicos... / Scientific and commercial interest in environmental catalysis expanded significantly in last years due to restrictions about the emissions quality. Even more, it has been increasing the demands for the development of technologies for water treatment and remediation. Thus, catalysis may be an important technique in this area. Industrial effluents, such as petrochemical wastewater, often present phenolic compounds that are toxic to aquatic environment and humans. These compounds are conventionally treated by biological, extraction and adsorption process. However, these processes have limitation in systems with intermediate concentrations and in presence of phenol derivates, besides of represent high cost. Therefore, the use of advanced technologies of catalytic oxidation has been consolidated as one of tendencies in future developments in catalysis, such as the photocatalysis. In this context are the advanced oxidative processes (AOPs), which are able to generate hydroxyl radicals that are responsible for oxidizing organic compounds. And, within the AOPs is the photocatalysis. The heterogeneous photocatalysis is based on irradiation of a photocatalyzer that is usually an inorganic semiconductor, such as TiO2. Photon energy must be greater or equal to the semiconductor’s band gap energy to cause an electronic transition (excitation). Hence, the process is able to oxidize organic compounds to CO2 and H2O. Nevertheless, heterogeneous photocatalysis application with TiO2 suspensions presents some disadvantages, for example the final separation of catalyst particles and the low quantum yield. Through Ti/TiO2 thermal electrodes, these problems can be solves, because it becomes unnecessary the final separation of particles and it is also possible the application of an electric potential on electrode. Electric potential improves the photocatalytic efficiency due to the electronic drainage that... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3348.pdf: 1114779 bytes, checksum: e39992bae2d3fc251224c09556e57bb0 (MD5) Previous issue date: 2010-03-26 / Financiadora de Estudos e Projetos / Currently, scientific research in the field of nanotechnology has attracted growing interest because of its several applications, either through design of new products, materials characterization, production and application of structures, devices and systems in the form or function are features of the nanoscale. Thus, there is advancement in technology and industrial application involving nanoparticles, however, raise the concern with control of nanoparticles released into the environment, which is one of the most harmful to human health by causing an increase in the incidence cardio-respiratory disease. Several techniques for production of nanoparticles, and methods of chemical synthesis, have been developed and improved. Among the various methods of chemical synthesis used in the preparation of nanoparticles of titanium dioxide (TiO2), the polymeric precursor method, also called Pechini method, has stood successfully for the issue of nanomaterial. In this context, this work aims to generate in the laboratory a nano material alternative that can be dispersed in a gas stream, forming an aerosol in motion. Furthermore, it should be synthesized in sufficient quantities to use as the test aerosol relatively simple and inexpensive. The technique is primarily on the reaction between citric acid with titanium isopropoxide, obtaining as a product of titanium citrate. After the synthesis of citrate, the addition of ethylene glycol polymerization promoted by a reaction polyesterification, resulting in a polymeric resin clear and viscous. At the end of the process, the resin is burned to remove organic matter and oxidation of the metal cation, forming nanoparticles of TiO2. The powders were characterized by several techniques, among them the thermal analysis, absorption spectroscopy in the infrared, X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, UV Visible spectroscopy, method of nitrogen / helium adsorption (method BET), and the Particle Scanning Mobility Sizer (SMPS), which examined the dispersion of the size of nanoparticles as a function of concentration in the gas stream. The results obtained in the characterization techniques showed that the polymeric precursor method was promising in obtaining nano-TiO2. In addition, the SMPS can be observed a high concentration of TiO2 nanoparticles in the range of 15 to 50 nm. / Nos dias atuais, pesquisas científicas na área da nanotecnologia tem despertado um crescente interesse devido às suas mais variadas aplicações, seja através de projetos de novos produtos, caracterização de materiais, produção e aplicação de estruturas, dispositivos e sistemas em que a forma ou função são particularidades da escala nanométrica. Ao mesmo tempo em que se observa o avanço na aplicação tecnológica e industrial envolvendo nanopartículas, emerge a preocupação com o controle de particulados nanométricos liberados no meio ambiente, que constituem uma das formas mais danosas à saúde humana por ocasionar um aumento na incidência de doenças cardiorrespiratórias. Várias técnicas para produção de nanopartículas, como os métodos de sínteses químicas, têm sido desenvolvidas e aprimoradas. Entre os diversos métodos de síntese química utilizados na obtenção de nanopartículas de dióxido de titânio (TiO2), o método do precursor polimérico, também chamado método Pechini, tem se destacado com sucesso para a obtenção do nanomaterial. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo gerar em laboratório um material nanométrico que possa ser disperso em uma corrente gasosa, formando um aerossol em movimento. Além disso, deve poder ser sintetizado em quantidade suficiente para sua utilização como aerossol de teste de forma relativamente simples e barata. A técnica constitui, primordialmente, na reação entre o ácido cítrico com o isopropóxido de titânio, obtendo-se como produto o citrato de titânio. Após a síntese do citrato, a adição de etilenoglicol promove a polimerização através de uma reação de poliesterificação, originando uma resina polimérica límpida e viscosa. Ao final do processo, a resina é calcinada a fim de eliminar a matéria orgânica e oxidação do cátion metálico, formando nanopartículas de TiO2. Os pós resultantes foram caracterizados por diversas técnicas, dentre elas a análise térmica, a espectrofotometria de absorção na região do infravermelho, difração de raios-X, espectroscopia Raman, espectroscopia na região do ultravioleta e visível, e método de adsorção de nitrogênio/hélio (método BET), além do Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS), que averiguou a dispersão do tamanho das nanopartículas em função da concentração na corrente gasosa. Os resultados obtidos nas técnicas de caracterização evidenciaram que o método do precursor polimérico foi promissor na obtenção de TiO2 nanométrico. Além disso, no SMPS pode-se observar uma alta concentração das nanopartículas de TiO2 na faixa de 15 a 50 nm.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guilherme Forbeck.pdf: 6226510 bytes, checksum: 7f238f7600472963b75dd6e2ce64f9e5 (MD5) Previous issue date: 2012-08-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Photovoltaic solar energy is an interesting way of generating electricity in light because of its low environmental impact, particularly for on-grid application in order to mitigate BOS (balance of system: batteries, etc) costs. The method of operation of the solar cell does not generate environmental impact, but their production does, especially when high-purity materials are used, such as solar grade silicon (SoG-Si: 99,9999% or 5N). Dye-sensitized solar cells (DSCs) are an interesting option since they are based on metal oxides as semiconductor materials. Titanium dioxide (TiO2) in its anatase polymorphic crystalline phase, presents interesting properties, such as a wide bandgap to minimize photocorrosion issues, high refractive index and high dielectric constant. In this work, nanocrystalline TiO2, predominantly in its anatase crystalline phase, was prepared by the sol-gel process under acid medium. Peptization was carried out at room temperature. Porous layers were deposited onto transparent conducting oxide substrates from powder TiO2 samples. A commercial TiO2 powder sample (P25, Evonik) was used as a reference. Different heat treatment times for the powder TiO2 samples and also for the porous TiO2 layers were studied. In order to analyze the influence of heating time on the morphological e crystalline structure of the resulting porous TiO2 layers, photoelectrodes were characterized by scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), surface area analysis (BET) and X-ray diffraction (DRX). DSCs were assembled from photoelectrodes produced by using different powder samples and their characteristic current-voltage (I-V) curves were measured. Nanosized crystallites were predominant in all studied batches. The average particle size increased under increasing heating time, especially for powders submitted to a heating time of 120min. The heat treatment at 450°C for 30 min provided powder samples endowed with higher crystallinity, but a lower anatase content. The anatase content was reflected in the power energy conversion efficiency (η) of the DSCs, which provides evidence for the importance of the heat treatment of 450°C for 30min on the dependent variable (η). / A energia solar fotovoltaica e uma forma interessante de obtencao de energia eletrica por apresentar baixo impacto ambiental. Quando utilizada na geração distribuida, permite reduzir custos com balanco do sistema (baterias, etc). O processo de operacao das celulas solares nao gera impacto ambiental, mas sua producao sim, em funcao da utilizacao de materiais de elevado grau de pureza, como o silicio grau solar (SoG-Si: 99,9999% ou 5N). As celulas solares sensibilizadas por corante (CSSCs) sao uma opcao interessante, pois utilizam um um oxido metalico como material semicondutor. O dioxido de titanio (TiO2), em sua fase polimorfica anatase, apresenta propriedades interessantes, tais como separacao entre bandas adequada para dificultar a corrosao, elevado indice de refracao e alta constante dieletrica. Neste trabalho, foram produzidos pos de dióxido de titanio nanocristalino pelo metodo sol-gel em ambiente acido, com peptizacao em temperatura ambiente. Diferentes tempos de tratamento termico dos pos foram estudados. Camadas porosas foram depositadas sobre substratos condutores transparentes a partir de amostras de TiO2 em po. Uma amostra de TiO2 comercial (P25, Evonik) foi utilizada como referencia. Diferentes tempos de tratamento térmico destas camadas porosas tambem foram estudados. Com o objetivo de observar a influencia do tempo de aquecimento nos materiais resultantes, os fotoeletrodos foram caracterizados por microscopia eletronica de varredura (MEV), microscopia de forca atomica (AFM), analise de area superficial (BET) e difracao de raios-X (DRX). As CSSCs foram montadas a partir dos fotoeletrodos produzidos com os diferentes pos e suas propriedades eletricas foram avaliadas atraves da curva característica corrente tensao (I V). Cristalitos nanometricos predominaram em todos os lotes estudados. O tamanho medio de particula aumentou com o aumento no tempo de aquecimento, especialmente para amostras em po submetidas a um tempo de aquecimento de 120min. As amostras apresentaram tambem um aumento na cristalinidade e uma reducao no teor da fase anatase apos tratamento termico a 450°C. As CSSCs apresentaram eficiencias compativeis com o teor de anatase presente nas amostras, evidenciando que o tempo de aquecimento no patamar de 450°C e significativo para a variavel resposta eficiencia de conversao energetica.