Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-09-25T15:07:35Z No. of bitstreams: 1 PATRÍCIA TATIANA ARAÚJO DOS SANTOS - TESE (PPGEP) 2011.pdf: 1900230 bytes, checksum: 89561c399b083520a1b499f7b2a0e152 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-25T15:07:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PATRÍCIA TATIANA ARAÚJO DOS SANTOS - TESE (PPGEP) 2011.pdf: 1900230 bytes, checksum: 89561c399b083520a1b499f7b2a0e152 (MD5) Previous issue date: 2011 / Capes / Nanopartículas de ZnAl1,9Eu0,1O4 foram modificadas a superfície usando agentes amino-silanos, e funcionalizadas a partir de monômeros do tipo metilmetacrilato, etilenodiamina e quitosana como moléculas biocompatíveis. As nanopartículas do ZnAl1,9Eu0,1O4 foram obtidas por reação de combustão, e silanizadas com os agentes silanos 3 – aminopropiltrimetoxisilano e 3 – aminopropiltrietoxisilano, com o intuito de tornar o caráter do espinélio hidrofóbico e em seguida funcionalizadas. As amostras resultantes foram caracterizadas por Difração de raios X, Espectroscopia de Infra Vermelho com Transformada de Fourrier, Microscopia Eletrônica de Transmissão, Espectroscopia de Excitação e Emissão e Rendimento quântico. Os resultados revelaram a formação da fase cúbica ZnAl1,9Eu0,1O4 e traços de EuAlO3. Para as amostras funcionalizadas com quitosana observa-se a formação da fase espinélio e da fase quitosana. Mediante os espectros de FTIR observou-se bandas abaixo de 1000 cm-1 atribuídas às vibrações dos sítios tetraédricos e octaédricos. As amostras funcionalizadas com quitosana apresentaram melhor complexação (interação óxido /polímero) e presença de estiramento NH atribuído ao grupo NH2 da quitosana. A banda de C=O observada para o espinélio ZnAl1,9Eu0,1O4 com quitosana evidenciou a funcionalização das nanopartículas. As nanopartículas ZnAl1,9Eu0,1O4 apresentaram morfologia constituída de aglomerados com formato de agulhas, constituídos de partículas com formato aproximadamente hexagonal, e tamanho menores que 100 nm. Após funcionalização as nanopartículas ZnAl1,9Eu0,1O4 apresentaram morfologia não homogênea, composta por um filme e partículas impregnadas de formato aproximadamente esférica, contendo fases amorfas e cristalinas, com partículas menores que 100 nm. As amostras silanizadas, funcionalizadas com os monômeros e a amostra funcionalizada com quitosana na proporção 5:1, apresentaram as linhas espectrais do íon Eu3+ correspondentes as transições 5D0 → 7F0, 5D0 → 7F1, 5D0 → 7F2, 5D0 → 7F3 e 5D0 → 7F4. O maior rendimento quântico foi observado para a amostra funcionalizada com a mistura dos monômeros utilizando o 3- aminopropiltrimetoxisilano. / Nanoparticles ZnAl1,9Eu0,1O4 were surface modified using amino-silane agents, and from functionalized monomers like methylmethacrylate, ethylenediamine and chitosan as biocompatible molecules. Nanoparticles of ZnAl1,9Eu0,1O4 were obtained by combustion reaction, and silanized with silane agents and 3- aminopropyltrimethoxysilane and 3 -aminopropyltriethoxysilane, in order to make the hydrophobic character of the spinel and then functionalized. The resulting samples were characterized by X-ray Diffraction, Infrared Spectroscopy Fourier Transform, Transmission Electron Microscopy, Excitation and Emission Spectroscopy and quantum yield. The results revealed the formation of cubic phase ZnAl1,9Eu0,1O4 and traces of EuAlO3. For samples functionalized with chitosan, we observed the formation of spinel phase and phase chitosan. Through the FTIR spectra observed bands below 1000 cm-1 assigned to the vibrations of tetrahedral and octahedral sites. The samples functionalized with chitosan showed better complexation (interaction oxide / polymer) and the presence of NH stretch assigned to NH2 group of chitosan. C = O band observed for the spinel ZnAl1,9Eu0,1O4 with chitosan showed the functionalization of nanoparticles. Nanoparticles ZnAl1,9Eu0,1O4 showed morphology composed of needle-shaped clusters consisting of particles with roughly hexagonal shape, and size smaller than 100 nm. Nanoparticles ZnAl1,9Eu0,1O4 after functionalization showed inhomogeneous morphology, consisting of a film and impregnated particles of roughly spherical shape containing amorphous and crystalline phases, with particles smaller than 100 nm. The silanized samples, functionalized with monomers functionalized with chitosan and the sample in 5:1 ratio showed the spectral lines corresponding Eu3+ ion transitions 5D0 → 7F0, 7F1 → 5D0, 5D0 → 7F2, 5D0 → 7F3 and 5D0 → 7F4. The higher quantum yield observed for the sample was functionalized with a mixture of monomers using the 3-aminopropyltrimethoxysilane.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2088.pdf: 7216253 bytes, checksum: a19461c3110b133b8f8d3f80f0613b1f (MD5) Previous issue date: 2007-12-17 / Universidade Federal de Sao Carlos / In this work, we described some of the anodic ZrO2 properties such as microstructure, morphology and luminescence. The microstructural analysis during the breakdown process reveals that the oxide nature is similar to those oxides prepared by other methods. Nevertheless, a transition in the breakdown region is associated with the presence of crystallographic phases not stable at ambient temperature (tetragonal metastable phase). These results were explained in terms of changes in the crystallite size and microstructural of the oxide during the breakdown process. The morphology of the anodic oxides reveals a surface contained a high distribution of blisters structure. The adsorption of oxygen gas originated from the electrolysis of water modifies the oxide morphology at that spots location. A broad emission band between 350-600 nm is observed in ZrO2 films when excited at 325 nm. The origin and nature of this emission is proposed to be related to the existence of structure defects (F-centers and Zr3+ ions) inside the oxide generated during the breakdown process. Theories about the breakdown mechanism and the analyses of the Rapid Thermal Annealing and EPR data reinforced this proposition. The work was finalized with the production of anodic doped ZrO2 with Eu3+. The microstructural analysis reveals that these luminescent ions are located inside the oxide matrix and the anodic doping was explained in terms of the breakdown process. / Neste trabalho descrevemos algumas das propriedades do ZrO2 anódico, entre elas sua microestrutura, sua morfologia e sua luminescência. O estudo da microestrutura deste óxido anódico durante o processo de ruptura revelou que sua natureza é semelhante àqueles obtidos por outros métodos de síntese. Entretanto, uma transição na região de ruptura demonstra o aparecimento de fases não estáveis em temperatura ambiente (fase tetragonal metaestável). Estes resultados foram explicados em termos de variações no tamanho de cristalito e na microdeformação dos óxidos durante o processo de ruptura. A morfologia dos filmes de óxido de zircônio revelou uma superfície distribuída por estruturas semelhantes a bolhas que surgem após uma determinada densidade de carga. A adsorção de bolhas de oxigênio proveniente da eletrólise da água modifica a morfologia do óxido formado nestes locais. Uma banda larga de emissão entre 350 e 600 nm é observada nos filmes de ZrO2 quando excitados em 325nm. A natureza e a origem desta emissão é proposta como sendo conseqüência da existência de defeitos estruturais (centros-F e íons Zr3+) gerados durante a ruptura eletrolítica. As teorias sobre o mecanismo de ruptura e as interpretações de medidas de Rapid Thermal Annealing (RTA) e REP reforçaram estas propostas. O trabalho foi finalizado com a obtenção do ZrO2 dopado anodicamente com íons Eu3+. A análise microestrutural destes óxidos revelou que estes íons luminescentes estavam incorporados na matriz do óxido e sua dopagem foi explicada em termos do mecanismo de dopagem anódica.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4880.pdf: 8231818 bytes, checksum: 71e05c6685d449e6e38076d19bad8c21 (MD5) Previous issue date: 2012-10-30 / Universidade Federal de Sao Carlos / In this work it was investigated the influence of the temperature, time of heat treatment, and the variation of the Eu3+ concentration into the SrWO4 framework related to their structural, morphological and photoluminescent properties. Thus, strontium tungstates, SrWO4, have attracted considerable attention, mainly in the development of researches aiming their utilization as new electro-optic displays, due to their photoluminescent properties. The study of the crystalline scheelite structures promotes the comprehension of their photoluminescent properties. The SrWO4:Eu3+ powders were characterized using the techniques of Thermal Analysis (TG/DTA/DSC), powder X-ray Diffraction (DRX), Rietveld Refinement, Micro-Raman analysis (MR), morphology and determination of the elements by EDSX, absorption in the ranges of ultraviolet-visible (UV-vis.) and infrared (IR), as well as photoluminescence (PL) and lifetime of the Eu3+ ion, X-Ray Photoelectrons Spectroscopy (XPS), and X-Ray absorption (XANES). The TG/DSC analysis showed that the SrWO4:Eu3+ powders were obtained at about 800 oC, being confirmed by XRD, assigned as the scheelite phase of the tetragonal type. The MR and IR spectra indicated only one tetrahedron [WO4] type, and ordering at short distance. The EDSX and XPS analysis indicated the SrWO4:Eu3+ materials are essentially formed by the Sr, W, O and Eu elements presenting, respectively, 2+, 6+, 2- e 3+ as oxidation number. These results were also confirmed by XANES, showing the Eu ion presents 3+ as main oxidation number. The study of the photoluminescent properties showed the electric-dipole 5D0→7F2 transition in the emission spectra is dominant, indicating the Eu3+ ion is positioned in a site without inversion center. The ratios of the 5D0→7F2/5D0→7F1 bands showed the Eu3+ ions are located in a low symmetry environment. The results of emission quantum efficiencies (η) and lifetime (τ) showed a kind of dependence of the temperature effect, time of heat treatment, and variation of the Eu3+ in the SrWO4 framework, indicating the processing conditions at 800 oC and 8 hours are the ideal ones to the obtention of these materials. The sample presenting 2% of Eu3+ showed the higher relative intensity having as well as higher lifetime and emission quantum efficiencies related to the other samples. / Neste projeto foram investigadas influências da temperatura, do tempo de tratamento térmico e da variação da concentração do íon Eu3+ na rede de SrWO4, em relação às propriedades estruturais, morfológicas e luminescentes. Assim, tungstato de estrôncio, SrWO4, têm atraído considerável atenção, particularmente no desenvolvimento de pesquisas para sua utilização em novos dispositivos eletroópticos, devido às suas propriedades fotoluminescentes. Os estudos das estruturas cristalográficas das scheelitas contribuem para o entendimento de suas propriedades fotoluminescentes. Os pós de SrWO4:Eu3+ foram caracterizados utilizando-se as técnicas de análises térmicas (TG/DTA/DSC), difração de raios X (DRX), cálculos de refinamento de Rietveld, análise de Micro-Raman (MR), morfologia e mapeamento de elementos por EDSX, espectroscopia de absorção nas regiões do ultravioleta-visível (UV-Vis), infravermelho (IV), fotoluminescência (FL) e tempo de vida do íon Eu3+, espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS) e absorção de raios X (XANES). As análises de TG/DSC mostraram que os pós de SrWO4:Eu3+ foram formados em aproximadamente 800 oC, sendo confirmado pelo DRX e atribuídos à fase scheelita do tipo tetragonal. Os espectros de MR e IV indicaram apenas um tipo de tetraedro [WO4], e ordenamento a curta distância. As análises de mapeamento por EDSX e XPS indicaram que os materiais SrWO4:Eu3+ são formados essencialmente pelos elementos Sr, W, O e Eu, com número de oxidação 2+, 6+, 2- e 3+, respectivamente. Também sendo confirmado através da análise XANES que comprovou que o número de oxidação do íon Eu é predominantemente igual a 3+. Os estudos das propriedades fotoluminescentes mostraram que a transição de dipolo elétrica 5D0→7F2 foi dominante indicando que o íon Eu3+ ocupa um ambiente sem centro de inversão. Os cálculos das relações das áreas relativas das transições 5D0→7F2/5D0→7F1, comprovaram que o íon Eu3+ está localizado em ambiente de baixa simetria. Os cálculos de eficiência quântica (η) e tempo de vida (τ) mostraram certa dependência do efeito da temperatura, do tempo de tratamento térmico e da variação da concentração do íon Eu3+ na rede do SrWO4, indicando que a temperatura de 800 oC e o tempo de 8 h de tratamento foram as condições ideais para a obtenção deste material. A amostra contendo 2% de Eu3+ apresentou uma maior intensidade relativa, com valores de tempo de vida e eficiência quântica superiores em relação às demais amostras.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2035.pdf: 2216348 bytes, checksum: 3c9eeba4a9f95b09746c4737499e2dde (MD5) Previous issue date: 2008-08-22 / Universidade Federal de Sao Carlos / Some materials can be encapsulated with metals, inorganic solids and biomolecules, in a nanometric scale, to form a nanocomposite which has specific properties that can be open to research and technology works. In the literature, they are represented as core@shell. When silica particles are coated with a luminescent material, as the Eu2O3, the final material will have different properties from the core and the shell material. The silica used as a core in this work is the silica-germania VAD, synthesized by the Vapor-phase Axial Deposition (VAD) technique, which has been given by the PhD. Carlos K. Suzuki from FEM-UNICAMP. The luminescent properties of the Eu3+ ion in the SiO2-GeO2@Eu2O3 material, has been studied to get some information about the environment around this ion during the heat treatment process. The emission spectra of the samples presented the main Eu3+ characteristics 5D0→7FJ ( J= 0,1,2,3, 4) bands. The degradation of the polymeric shell which involves the Eu3+ ions degradation occurs as the temperature increases, causing structural changes around this ion. With its degradation, the Eu3+ ion is incorporated to the silica-germania matrix. The interaction between this ion and the matrix is through Ge-O-Eu linkages, which suppress the Eu3+ luminescence. The same luminescence behavior is observed for the SiO2@Eu2O3 and SiO2@Eu2O3 spherical samples heat treat in the same temperatures. The lifetime curves for these materials when they are excited in its respective maximum of emission and excitation, present a mono-exponential feature and the values are higher than Eu2O3 pure. This material presented some novel optical properties, which makes it in a potential candidate to be used in a photonic area. / Materiais quando encapsulados com metais, sólidos inorgânicos e biomoléculas, em escala nanométrica, formam um nanocompósito com propriedades específicas, que podem ser estendidas para diversas áreas da pesquisa e da tecnologia. Este material, na literatura, é designado como core shell ou core@shell. Quando a sílica é revestida com um material luminescente, como o Eu2O3, este material formado terá propriedades diferentes da sílica que constitui o núcleo e do Eu2O3 que constitui a nanocamada. Neste trabalho, a sílica utilizada no encapsulamento, foi a sílica-cermânia VAD, sintetizada pelo método Deposição por fase de vapor (VAD), que nos foi fornecida pelo Prof. Dr. Carlos K. Suzuki, da FEM - Unicamp. As propriedades luminescentes do íon Eu3+, no material SiO2-GeO2@Eu2O3 obtido, foram estudadas para se obter informações do ambiente em que este íon se encontra durante a calcinação do material. Os espectros de emissão das amostras obtidas apresentaram as bandas referentes às transições 5D0→7FJ (J= 0,1,2,3, 4), características do íon Eu3+. Com o aumento da temperatura, ocorre a degradação da camada polimérica que envolvia o íon Eu3+, causando mudanças estruturais ao seu redor. Com a sua degradação, o Eu3+ é incorporado á matriz de sílica. A interação deste íon com a matriz de sílica-germânia se dá através da formação de ligações Ge-O-Eu, que suprimem sua luminescência. O comportamento da luminescência deste íon foi semelhante ao observado nas amostras de SiO2@Eu2O3 e SiO2@Eu2O3 esférica tratadas nas mesmas temperaturas. As curvas de tempo de vida dos materiais quando excitados em seus respectivos máximos de emissão e excitação, apresentaram um comportamento monoexponencial e os valores são maiores quando comparados com o Eu2O3 puro. Este material apresentou algumas propriedades ópticas interessantes, que o torna um candidato em potencial para ser utilizado na área de fotônica.

Submitted by Gabriel Mamoru Marques Shinohara (shinohara@fct.unesp.br) on 2016-09-01T07:03:59Z No. of bitstreams: 1 Tese_Doutorado_Gabriel_Mamoru_Marques_Shinohara.pdf: 7611898 bytes, checksum: 7047b413755e309ae225c6adc00005a2 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-09-02T13:56:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 shinohara_gmm_dr_araiq_par.pdf: 5169602 bytes, checksum: e9ff84ff42bb20906dae94562a15b2a6 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-02T13:56:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 shinohara_gmm_dr_araiq_par.pdf: 5169602 bytes, checksum: e9ff84ff42bb20906dae94562a15b2a6 (MD5) Previous issue date: 2016-08-18 / Neste trabalho investigou-se a influência da concentração dos agentes complexantes etilenoglicol (EG) e sorbitol (SB) nas propriedades estruturais e fotoluminescentes do luminóforo Y2O3:Eu3+ (2 mol%) obtido pelo método Pechini modificado. A quimiometria, em especial, planejamento de experimentos (Design of Experiments – DOE), foi aplicada para planejar a proporção dos precursores dos luminóforos. Todos os dados estruturais, morfológicos e espectroscópicos relacionados aos luminóforos preparados pela variação dos parâmetros de síntese foram sistematicamente interpretados pelo uso de ferramentas de quimiometria de forma a gerar uma análise comparativa consistente entre todos os óxidos. Padrões de difração de todas as amostras são característicos da estrutura forma-C de óxido de ítrio, e a equação de Scherrer aplicada aos dados de difração de raios X indicaram que ambos agentes complexantes resultaram em partículas de Y2O3:Eu3+ com tamanho de cristalito similares no intervalo de 19 a 28 nm. Por imagens de microscopia eletrônica de varredura e de transmissão foi possível confirmar que independente do precursor utilizado, são formados aglomerados de partículas esferoidais com diâmetro de 10 a 30 nm no caso de óxidos obtidos via etilenoglicol e diâmetros maiores de 10 a 50 nm para partículas preparadas utilizando sorbitol. Espectros de fotoluminescência de todos os luminóforos exibiram as emissões no vermelho no intervalo de 550–750 nm esperadas atribuídas a todas as transições 4f–4f do Eu3+. Apesar do fato de nenhum diferença detectável ter sido observada no perfil dos espectros, o que indica que o ambiente ocupado pelo Eu3+ deve ser idêntico em todas as amostras independente do tipo de agente complexante utilizado, luminóforos preparados a partir de sorbitol apresentaram maior intensidade relativa de emissão. A análise dos dados ópticos também permitiu estabelecer as melhores proporções dos precursores do luminóforo que resultaram nos emissores de maior intensidade relativa. Em adição, as amostras com maior intensidade de luminescência preparadas com etilenoglicol foram aquelas com menor valor de energia liberada no principal pico exotérmico da curva DSC e com menor tamanho de cristalito. E as amostras preparadas com sorbitol com maior intensidade de luminescência, foram aquelas produzidas com menor valor de energia liberada no principal pico exotérmico da curva DSC e com maior tamanho de cristalito. Além disso, é possível concluir que o luminóforo vermelho Y2O3:Eu3+ preparado com sorbitol possui intensidade relativa de emissão maior do que as amostras preparadas com etilenoglicol, além disso, o sorbitol é um reagente de menor custo, não tóxico como o EG e o seu uso tornou a síntese bem mais rápida, tais vantagens reduzem consideravelmente os custos da síntese. / The investigation of ethylene glycol (EG) and sorbitol (SB) complexing agents concentration on structural and photoluminescence (PL) properties of Y2O3:Eu3+ (2 mol%) oxides obtained by Pechini method is reported. The chemometrics, in special, Design of Experiments (DOE), was applied to plan phosphor precursor’s ratio. All structural, morphological and spectroscopic data related to the phosphors produced by synthesis parameters variation were systematically interpreted by using chemometrics tools in order to provide a consistent comparative analysis of all oxides. Diffraction patterns for all samples are characteristic of yttrium oxide C-form structure, and Scherrer's equation applied to X-ray diffraction data indicated that both complex agents yielded Y2O3:Eu3+ particles with similar crystallite size in the range of 19 to 28 nm. By SEM and TEM images it was possible to confirm that particles, independently on the precursor used, form agglomerates of spheroidal particles with a diameter in the range of 10 to 30 nm in the case of the oxides obtained via ethylene glycol and a larger diameter range of 10 to 50 nm for the particles produced by using sorbitol. Photoluminescence data for all phosphors exhibit the expected red emission in the range of 550–750 nm ascribed to all Eu3+ 4f–4f set of transitions. Despite the fact that no detectable difference is observed in the spectra profile indicating that Eu3+ environment should be identical for all samples independent on the agent complex used, phosphors prepared using sorbitol showed the higher relative intensity emission. Samples with higher intensity of luminescence prepared with ethylene glycol were those with the lowest amount of energy released in the main exothermic peak of the DSC curve and less crystallite size and the samples prepared with sorbitol with higher intensity of luminescence, were those produced with lower amount of energy released in the main exothermic peak of the DSC curve and larger crystallite size . Furthermore, it is possible to conclude that the red phosphor Y2O3:Eu3+ prepared with sorbitol has higher relative emission intensity than the samples prepared with ethylene glycol, in addition, sorbitol is a less costly reagent, non-toxic and its use has a much faster synthesis, such advantages significantly reduce the costs of synthesis.

No presente trabalho é estudada a reação Eu3+ + e = Eu2+ (I) com auxílio do método cronopotenciométrico em soluções aquosas, e em misturas de formamida e água, empregando como eletrodo de trabalho o eletrodo de reservatório de mercúrio e como eletrodo de referência o eletrodo de colamelano saturado (em soluções de NaClO4 1 M, à temperatura de 25,0 ± 0,1 °C). Foi estudada a influência dos seguintes fatores: (1) concentração da espécie eletroativa; (2) densidade da corrente; (3) porcentagem de formamida e (4) pH de solução. O processo representado por (I) apresenta um comportamento quase-reversível em misturas de formamida e água de 0 a 50 % em volume. A determinação dos parâmetros cinéticos (ks, α) mostra que a reação é alterada não só pelo aumento da porcentagem de formamida, mas também pelo pH da solução. O pH altera pronunciadamente o potencial de meia-onda anódico; as variações dos potenciais de meia-onda catódicos são relativamente, pequenas. Com o abaixamento do pH da solução aumenta-se o caráter irreversível do processo. A reação (I) em misturas de formamida e água contendo 70 - 100 % de formamida em volume é reversível. Nestas condições o pH não altera a cinética da reação. Os dados experimentais foram interpretados em termos de (1) alteração da natureza da espécie eletroativa com o aumento da concentração da formamida e a variação do pH e/ou (2) eventuais alterações da estrutura da dupla camada elétrica com a variação do pH e da concentração de formamida. Foram determinados também os coeficientes de difusão do Eu (III) nas diferentes porcentagens de formamida. / In this work the reaction Eu3+ e Eu2+ (I) was studied by the chronopotentiometric method in aqueous solutions and in mixtures of formamide and water, using the mercury pool electrode as working electrode and the S.C.E. as reference electrode (in l M NaClO4, at 25,0 ± 0,1 °C). The influence of the following factors was studied: (1) concentration of the electroactive species, (2) current density, (3) percentage of formamide and (4) pH of the solution. The electrode process (I) in mixtures of formamide and water 0 - 50 % v/v, was found to be quasi-reversible. The kinetics of the reaction (ks, α) were also altered by the pH, which strongly affected the position of the anodic half-wave potential, while the cathodic one was only slightly altered. As the pH of the solution decreased the electrode process approached irreversible behaviour. Reaction (I) in mixtures of formamide and water 70 - 100 % v/v, was found to be reversible. Under these conditions the pH was found not to affect the kinetics of the reaction. The experimental data were interpreted on the basis of (1) change in the nature of the complex species as the concentration of formamide increases or as pH is altered and/or (2) changes of the structure of the electrical double layer with changing concentration of the formamide and with variations in the pH. It was also possible to determine the diffusion coefficients of Eu(III) at different percentages of formamide.

Neste trabalho são apresentadas a síntese e caracterização das propriedades luminescentes dos sistemas vítreos TeO2-ZnO e TeO2-ZnO-PbO-Na2O dopados com íons de európio e térbio contendo nanopartículas (NPs) metálicas de prata, ouro e cobre, para aplicações em dispositivos fotônicos. Estes vidros possuem uma larga região de transmissão (350-6500 nm), elevada estabilidade química, resistências mecânica e térmica, baixa energia de fônon (em torno de 700 cm-1) e alto índice de refração (~ 2,0). Por meio de medidas de absorção óptica foi observada a incorporação dos íons de terras-raras na forma trivalente, responsável pelo fenômeno de luminescência nos vidros e a presença de bandas de absorção relacionadas à ressonância dos plasmons superficiais (RPS), localizadas em aproximadamente 490 nm (no caso das NPs de prata), em 500 nm (no caso das NPs de ouro) e em torno de 800 nm (no caso das NPs de cobre). A caracterização das NPs metálicas foi realizada por meio da Microscopia Eletrônica de transmissão auxiliada pelas técnicas de difração de elétrons e espectrometria de energia dispersiva (EDS) e permitiu a observação de NPs metálicas, cristalinas e de diversos formatos e tamanhos. As medidas de emissão foram realizadas excitando as amostras em 405 nm para as dopadas com Eu3+ e 377 nm para as amostras dopadas com Tb3+, por meio de um espectrômetro de fluorescência, com lâmpada de Xenon de pulsos de 2 a 3 s. Foram medidas bandas de emissão associadas à emissão do Eu3+ em 580 nm, 590 nm, 614 nm, 650 nm e 695 nm devidas às transições 5D07FJ (com J = 0 até 4). A banda situada em 614 nm, associada a uma transição de dipolo-elétrico é a mais intensa, por ser mais sensível às mudanças do campo local provocado pela presença das NPs metálicas. Para as amostras dopadas com Tb3+ foram observadas emissões em 485 nm, 550 nm, 590 nm e 623 nm, associadas às transições 5D47FJ (com J = 6 até 3), sendo a emissão em 550 nm associada também a uma transição de dipolo-elétrico e portanto a mais sensível às alterações do campo local provocado pela presença das NPs metálicas. Para as amostras codopadas com íons de Eu3+ e Tb3+, foram observados aumentos significativos da luminescência referente à emissão em 614 nm na presença de NPs de prata. A obtenção de aumento da luminescência dos íons de Eu3+ somente pela transferência de energia proveniente do Tb3+ não é um mecanismo trivial. Entretanto, foi observado em amostras preparadas com diferentes concentrações de íons aceitadores e doadores e intensificada também na presença de NPs de prata. Os aumentos ocorridos na luminescência são provavelmente causados pelo aumento do campo local nas proximidades dos íons de terras-raras e por processos de transferência entre as NPs metálicas e os íons de terras-raras. Nestes casos a distância entre os íons de terras-raras e as NPs está compreendida entre 5 nm e 20 nm. Portanto, a presença das NP desempenha um papel importante para o aumento da luminescência, permitindo o desenvolvimento de novos materiais com aplicações em nanofotônica. / This work presents the synthesis and characterization of luminescent properties of vitreous systems TeO2-ZnO e TeO2-ZnO-PbO-Na2O doped with ions of europium and terbium containing silver, gold and copper nanoparticles (NPs), for applications in photonic devices. These glasses have a large window transmission (350-6500 nm), chemical stability, mechanical and thermal resistance, low phonon energy (around 700 cm-1) and high refraction index (~2,0). The optical absorption measurement showed the incorporation of rareearths ions in the trivalent form, responsible for the luminescence phenomenon in the glasses and the presence of absorption bands related to the surface plasmons resonance (SPR), located in approximately 490 nm (in the case of silver NPs) in 500 nm (in the case of gold NPs) and around 800 nm (in the case of copper NPs). The characterization of the metallic NPs was perfomed with transmission electron microscopy (TEM) with the aid of electron diffraction and energy dispersive spectroscopy techniques that allowed the observation of metallic NPs, crystalline with several shapes and sizes. The measurements were made through with excitation of 405 nm for samples doped with Eu3+ and 377 nm for samples doped with Tb3+, using a fluorescence spectrometer, with Xenon lamp with pulses varying from 2 to 3 s. The bands associated to Eu3+ emission were measured at 580 nm, 590 nm, 614 nm, 650 nm and 695 nm due to the transitions 5D07FJ (with J = 0 to 4). The band situated at 614 nm related to electric dipole transition is the most intense because it is sensitive to changes in the local field, caused by the presence of metallic NPs. For samples doped with Tb3+ it was observed emissions at 485 nm, 550 nm, 590 nm and 623 nm, associated with the transitions 5D47FJ (with J = 6 to 3) being the 550 nm emission also related to electric dipole transition and consequently the most sensitive to changes in the local field, caused by the presence of metallic NPs. For the samples codoped with Eu3+ and Tb3+ ions it was observed significative enhancement of the luminescence at 614 nm emission in the presence of silver NPs. The achievement of the enhancement of the luminescence of Eu3+ ions only by energy transfer from Tb3+ is not a trivial mechanism. However, it was observed in samples prepared with different concentrations of acceptor and donors ions and intensified in the presence of NPs silver. The enhancement of the luminescence is probably caused by the increase of the local field around the rare earth ions and by processes of energy transfer between the metallic NPs and the rare earth ions. In these cases the distance between the rare earth ions and the metallic NPs ranges from 5 to 20 nm. Thus, the presence of metallic NPs plays an important role for the enhancement of the luminescence, allowing the development of new materials with application in photonic.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-03-24Bitstream added on 2014-06-13T19:58:51Z : No. of bitstreams: 1 ferrari_jl_me_araiq.pdf: 1795087 bytes, checksum: 87abc0de0228b0e627f84f2a3c8a78eb (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Este trabalho apresenta o estudo da decomposição térmica em diferentes temperaturas da resina precursora obtida pelo método citrato, assim como as características estruturais e as propriedades ópticas dos materiais constituídos por Y2O3 dopado com Eu3+ em diferentes proporções e Y2O3:Eu3+ 5% at. contendo Ag também em diferentes proporções. Estudos das propriedades fotoluminescentes e estruturais dessa matriz cristalina obtida pelo método citrato revelaram que a dopagem de 5% at. de Eu3+ em Y2O3 apresenta a maior intensidade relativa de emissão e essa proporção de Eu3+ foi utilizada no estudo da decomposição térmica da resina precursora. A partir dos resultados de decomposição térmica o co-dopante Ag foi adicionado em 1, 3, 5 e 7% na preparação da resina, posteriormente tratada em 750 ºC/4 h e 900 ºC/4 h para a obtenção dos materiais. Com 1% de Ag e tratamento a 750 ºC/4 h o material apresenta a maior intensidade de emissão e a formação de nanopartículas de Ag0, comprovada por voltametria cíclica e por reflectância na região do UV-Vis. Já, no material tratado a 900ºC/4 h, não é observada a formação de nanopartículas de Ag0, no entanto, a amostra Y2O3:Eu3+ contendo 1% de Ag apresenta a maior intensidade relativa de emissão. O filme preparado com nanopartículas de Y2O3:Eu3+ 5% at. contendo 1% de Ag obtidas a 900 ºC/4 h foi recoberto com siloxano preparado a partir de solução de metiltrimetoxisilano. Esse filme recoberto apresenta boa aderência ao substrato vítreo assim como luminescência detectável. Assim, os métodos utilizados para a preparação do material luminescente Y2O3:Eu3+ contendo 1% de Ag e para a deposição dos filmes são adequados para otimização de propriedades fotoluminescentes. / This work deals with the thermal decomposition study of the precursor resin prepared from the citrate method in different heat treatment temperatures along with structural features and optical properties of materials composed by Y2O3 containing Eu3+ in different molar ratios: Y2O3:Eu3+ 5 at.% containing 1, 3, 5 and 7 at.% of Ag prepared at 750 ºC / 4 h and 900º C / 4 h. The studies on the structural and optical properties revealed that the addition of 5 at.% of Eu3+ to the Y2O3 matrix gave rise to the highest relative emission intensity. This amount of Eu3+ was used in the thermal decomposition study of the precursor resin. Therefore the co-dopant Ag was added to the resin preparation and it was heat treated at 750 ºC / 4h and 900 ºC / 4h. Among the materials obtained at 750 ºC / 4 h it was observed the formation of Ag0 nanoparticles when Ag was present in 1 at.%, as also evidenced by cyclic voltammetry and UV-Vis reflectance spectroscopy. This was the sample liable for the highest emission intensity among all materials. The formation of Ag0 nanoparticles was not observed in the material fired at 900 ºC / 4 h, even though the highest relative emission intensity was obtained for the sample Y2O3:Eu3+ containing 1 at.% of Ag compared to materials prepared at 750 ºC / 4 h. Then this material was chosen for the preparation of the luminescent film. The film prepared with Y2O3:Eu3+ nanoparticles containing 1 at.% of Ag fired at 900 ºC / 4 h was covered with silanol obtained from an MTMS solution. The covered film presented suitable adherence to the glass substrate as well as good luminescence. This way the preparation method of the luminescent material Y2O3:Eu3+ containing 1 at.% of Ag, along as that of the film, turned out to be successful in preparing materials with high relative emission intensity and good adherence to the substrate, respectively.

Este trabalho apresenta a análise neutrônica do combustível a dispersão de UMo-Al em relação ao aumento da densidade de urânio e faz uma comparação com o combustível de U3Si2-Al. Neste estudo, a densidade de urânio do U3Si2-Al é variada de 3,0 à 5,5 gU/cm3 e a do UMo-Al entre 4,0 à 7,5 gU/cm3 e com a porcentagem em massa de molibdênio com 7 e 10 %. Neste trabalho também é proposta a aplicação de veneno queimável metálico no cerne do combustível de UMo-Al, uma vez que este combustível é metálico e é analisada a utilização de gadolínio (Gd) e európio (Eu) como veneno queimável. A utilização do Gd como veneno queimável foi analisada com o fator de multiplicação infinito (k∞) através do programa celular HRC desenvolvido pelo IPEN e composto pelos códigos HAMMERTECHNION para a analise de célula, ROLAIDS para o cálculo de auto blindagem dos actinídeos e CINDER-2 empregado para a fissão e transmutação dos actinídeos. O núcleo do reator simulado foi similar ao do RMB (Reator Multipropósito Brasileiro) composto por um arranjo de 5x5 posições com 23 elementos combustíveis e dois blocos de alumínio. Para o európio, foram utilizados os programas SERPENT e CITATION. Os cálculos de queima foram realizados considerando uma potência de 30 MW durante três ciclos do RMB de 97 dias. Os resultados obtidos mostram que a porcentagem em massa do molibdênio têm uma grande influência no comportamento neutrônico devido a seção de choque de absorção do molibdênio ser considerável. Portanto, foi escolhida a porcentagem de 7 % de Mo para os estudos com veneno queimável. Para o núcleo proposto, o európio mostrou-se melhor, pois apresenta uma queima mais gradual que o gadolínio. Foi realizada uma simulação com o programa SERPENT com adição de 6 % de silício, o que mostrou que a adição de Si não causa mudança significativa no ciclo de operação do reator. Para validação da metodologia de cálculo, foi elaborada uma especificação técnica e fabricadas 12 miniplacas combustíveis de UMo-Al sem veneno queimável. As miniplacas foram irradiadas no núcleo do reator IPEN/MB-01, em quatro configurações de núcleo, para obtenção da reatividade inserida. Os resultados simulados obtidos para a inserção de reatividade pelas miniplacas nos diversos núcleos analisados apresentaram alta concordância com os resultados experimentais. / This work presents the neutronic analysis of the UMo-Al dispersion fuel concerning uranium density increase and shows comparisons relatively to the U3Si2-Al fuel. The U3Si2-Al uranium density varied from 3.0 to 5.5 gU/cm3 while that of UMo-Al fuel varied from 4.0 to 7.5 gU/cm3. The molybdenum mass content in the former case varies from 7 to 10 % in mass. Here, it is also proposed the utilization of burnable poison nuclides in the UMo-Al fuel meat. Since the fuel is metallic, gadolinium and europium were chosen as candidates to cope with this task. A recently developed cell code at IPEN (HRC) composed of the coupling of the codes HAMMER-TECHNION for the cell analysis, ROLAIDS for the actinide self-shielding calculations and CINDER-2 for the actinide and fission transmutation was employed for the neutronic analyses of UMo-Al. The simulated reactor core was similar to the one of RMB (Brazilian Multipurpose Reactor) composed of an array of 5x5 positions with 23 fuel elements and 2 aluminum blocks. A second analysis of the europium case employed the SERPENTE and CITATION codes. The burnup calculations were performed considering a power of 30 MW during three cycles of RMB 97 days. The analyses revealed that the molybdenum content has a great impact in the core reactivity due to its high absorption cross section. A value of 7 % was found adequate for the molybdenum mass content. The analyses also reveal that europium is a better burnable poison than gadolinium for the core cycle length and power level under consideration. It was realized a simulation with the computer code SERPENT with addition of 6 % silicon in UMo-Al fuel. The silicon does not change significantly the reactor operation cycle. To validate the calculation methodology it was developed a technical specification and fabricated 12 UMo-Al fuel miniplates without burnable poison. The miniplates were irradiated in the IPEN-MB/01 reactor core for four core configurations, in order to obtain the inserted reactivity. The simulated results for the reactivity insertion by the fuel miniplates in the analyzed cores showed high agreement with the experimental results.

Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2016-03-08T18:22:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) !!Tese de Nathália versão para colação de grau.pdf: 11092922 bytes, checksum: 3eb37031892aa03b8ba89954b9ff8533 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-08T18:22:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) !!Tese de Nathália versão para colação de grau.pdf: 11092922 bytes, checksum: 3eb37031892aa03b8ba89954b9ff8533 (MD5) Previous issue date: 2015-07-24 / CNPQ / Inicialmente propomos uma conjectura para a intensificação dos valores do rendimento quântico de emissão,  da eficiência quântica de emissão, e das taxas radiativas, Arad, de complexos luminescentes de európio(III) com base no aumento da diversidade de ligantes no poliedro de coordenação. Em seguida, comprovamos experimentalmente para um conjunto de complexos do tipo Eu(-dicetonato)3(L,L’) a validade desta conjectura para todos os casos estudados. Todos os complexos de európio(III) inéditos necessários para a comprovação da conjectura foram preparados por novas rotas de síntese. Caracterizamos as estruturas dos complexos por: análise elementar; espectroscopia de Infravermelho; espectroscopia de RMN de 1H; espectroscopia de RMN de 31P e espectroscopia de RMN de 19F. Os complexos inéditos tiveram ainda as massas de seus íons moleculares detectadas por espectrometria de massa MALDI-TOF. Desenvolvemos ainda uma nova metodologia de síntese de complexos de európio(III) do tipo Eu(-dicetonato)3(L)2, que provou ser bastante eficaz, tanto no tempo para obtenção dos complexos puros, quanto nos seus rendimentos globais. Nesta nova metodologia, a primeira etapa é a associação de ligantes não iônicos L ao complexo [EuCl2(H2O)6]Cl formando assim o novo intermediário [Eu(L)4Cl2(H2O)n]Cl, n=3 ou 4. A segunda etapa é a troca de ligantes Cl-, H2O e L por ligantes -dicetonatos formando assim os complexos desejados Eu(-dicetonato)3(L)2. Estendemos a aplicabilidade do modelo RM1 orbitais para lantanídeos mostrando que o mesmo parece ser capaz de prever aspectos termodinâmicos das reações de troca de ligantes, tanto no que respeita a retenção ou a inversão de configuração em termos das posições dos ligantes não-iônicos, quanto da capacidade de deslocamento dos mesmos, a qual leva à ordem TPPO> PTSO> DBSO >H2O. Com base nestes resultados, aplicamos o modelo RM1 orbitais para lantanídeos ao estudo dos possíveis caminhos de reação não concertados de troca de ligantes em complexos de európio(III), tendo descoberto que parece sempre ocorrer a associação de um ligante não-iônico antes de uma dissociação de outro ligante não iônico que esteja mais fracamente coordenado ao metal. Em resumo, apresentamos uma maneira abrangente de intensificar a luminescência dos complexos de európio, desenvolvemos rotas de síntese mais rápidas e com maiores rendimentos e, finalmente, mostramos como revelar aspectos termodinâmicos esclarecedores das sínteses dos complexos mistos e suas etapas. / We advance a conjecture to intensify the quantum yields of emission of luminescent europium complexes, of their quantum efficiencies  , and of their radiative decay rates, grounded on increasing the diversity of ligands in their coordination polyhedra. Subsequently, we proved experimentally the validity of the conjecture for a set of complexes of the type Eu(-diketonate)3(L,L’). All the novel europium(III) complexes needed to prove the conjecture were prepared by innovative synthetic routes. The structures of the complexes were all characterized via elemental analysis; infrared spectroscopy; 1H NMR spectroscopy; 31P NMR spectroscopy; and 19F NMR spectroscopy. The novel complexes had their molecular ions detected via MALDI-TOF mass spectrometry. We further developed a new methodology for the synthesis of europium complexes of the type Eu(-diketonate)3(L)2 which was proven very effective, both in terms of elapsed time and of overall reaction yields. The first step is the association of non-ionic ligands [EuCl2(H2O)6]Cl leading to the novel intermediates [Eu(L)4Cl2(H2O)n]Cl, with n=3,4. The second step is the displacement of ligands Cl-, H2O and L by -diketonate ligands thus forming the target complexes Eu(-diketonate)3(L)2. We also extended the RM1 model with orbitals for lanthanides to predict thermodynamic aspects of the displacement reactions, not only with respect to retention or inversion of configuration in terms of nonionic ligand positioning, but also with respect to their displacement capability TPPO>PTSO>DBSO>H2O. As such, we used the RM1 model with orbitals for lanthanides to study the stepwise reaction pathways for ligand exchange in europium (III) complexes. Our results indicate that, apparently, an association of a nonionic ligand L to the complex precedes the dissociation of another and more weakly bound nonionic ligand.In short, we advanced a comprehensive strategy to boost the luminescence of europium complexes; we developed a faster synthesis for these complexes, which also led to higher yields, and, finally, we showed how to unveil thermodynamic aspects via RM1 model with orbitals for lanthanides, which fostered our comprehension of several facets of the mixed ligand complexes synthesis.