Orientador: Carlos de Oliveira Paiva Santos / Co-orientador: Selma Gutierrez Antonio / Banca: Jean Leandro dos Santos / Banca: Flávio Machado de Souza Carvalho / Resumo: A presença de estruturas polimórficas não esperadas na composição de medicamentos sólidos podem acarretar diferenças nas propriedades químicas e físicas, tais como: reatividade química, solubilidade aparente, taxa de dissolução, dentre outras, podendo afetar, a sua biodisponibilidade. Essas mudanças indesejadas podem comprometer a eficácia, a segurança e a qualidade de um medicamento e, portanto, afetar um tratamento médico. No presente trabalho, com o objetivo de identificar e quantificar as fases presentes em suas composições, foram analisados, por difração de raios X e o emprego do método de Rietveld, os seguintes medicamentos: hidroclorotiazida, furosemida, espironolactona, carbamazepina, fenitoína e fenobarbital. Observou-se, em todos os medicamentos analisados, com exceção da espironolactona similar de 25 mg (ES25S), que a forma cristalina do princípio ativo identificada era a mesma apresentada na literatura como sendo a ideal para a manufatura dos medicamentos. Já no caso da ES25S, identificou-se como princípio ativo a forma hidratada da espironolactona, que segundo a literatura, apresenta dissolução menor em comparação à forma II, que é a utilizada na manufatura do medicamentos por apresentar maior atividade diurética. Além disso, realizou-se para a amostra de furosemida similar (FUS) a quantificação de princípio ativo cristalino presente na composição de um comprimido, através do método do padrão interno. Assim, observou-se que um comprimido de FUS contém em média 35,92 mg de furosemida cristalina. Foram realizados estudos de dissolução intrínseca para os comprimidos de carbamazepina onde observou-se que o medicamento similar (CB200S1) nos quinze primeiros minutos do experimento apresenta uma dissolução maior (~ 90 %) que o limite máximo proposto pela Farmacopeia Brasileira, que é de 75 %. / Abstract:The presence of polymorphic structures not expected in the composition of solid drugs can generate differences in physical and chemical properties such as chemical reactivity, apparent solubility, dissolution rate, among others, thus affecting its bioavailability. These unwanted changes can compromise the efficacy, safety and quality of the product and therefore compromising medical treatment. In this work, the objective was to identify and quantify the phases presents in their compositions through the Rietveld method in data of X-ray powder diffraction the medicines: hydrochlorothiazide, furosemide, spironolactone, carbamazepine, phenytoin and phenobarbital. It was observed in all analyzed samples, with the exception of similar spironolactone 25 mg (ES25S), the crystalline form of the active ingredient were equal to those presented in the literature as being the ideal for the manufacture of tablets. In the case of ES25S, was identified as the active principle hydrated form of spironolactone, which according to the literature, presents a lower dissolution compared to form II, which is used in the manufacture of medicines due to its greater diuretic activity. In addition, the sample of furosemide (FUS) was quantifying the crystalline active principle present in the composition of a tablet through the inclusion of an internal standard method. It was found that a tablet FUS contains an average of 35.92 mg crystalline furosemide. Intrinsic dissolution studies were performed for carbamazepine tablets where it was observed that similar medicine (CB200S1) in the first fifteen minutes of the experiment has a higher dissolution (~ 90 %) than the maximum limit proposed by the Brazilian Pharmacopoeia is 75 %. / Mestre

Orientador: Lúcia Maria Carareto Alves / Coorientador: Luciana Maria Saran / Banca: Joaquim Gonçalves Machado Neto / Banca: Celso Antônio Jardim / Resumo: Atividades agropecuárias contribuem para a degradação das águas, alterando processos físico-químicos e biológicos, principalmente pela ocupação e uso do solo, por processos de lixiviação e/ou erosão. Os objetivos do presente trabalho foram: avaliar a influência do uso do solo na qualidade da água dos córregos Jaboticabal e Cerradinho e estudar o perfil metabólico da população microbiana da água. As coletas (C1 a C6) foram realizadas bimestralmente (Fev a Dez/2014) em oito pontos (P1 a P8), um deles situado na entrada do município de Jaboticabal, no córrego Cerradinho; outro, próximo à nascente do Córrego Jaboticabal; três pontos localizados em área urbana e os demais, em área rural. Foram determinadas variáveis físicas e químicas e a comparação metabólica da população microbiana das amostras de água foi realizada pela avaliação da capacidade de metabolização de diversas fontes de carbono pelo método EcoPlate (Biolog). Os resultados para oxigênio dissolvido, cloreto, nitrito, nitrato, sólidos totais dissolvidos e turbidez, estão de acordo com os valores estabelecidos na resolução 357/2005 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA), para corpos d'água classe 2. Em todos os pontos e coletas, o teor de fósforo total (Ptotal) excedeu o limite estabelecido pelo CONAMA. Em pontos próximos de atividades agrícolas ocorreram alterações nos valores de variáveis físicas e de variáveis químicas, observando-se resultados elevados para Ptotal e demanda química de oxigênio. A estatística multivariada auxiliou na interpretação dos resultados, mostrando que as atividades antropogênicas afetam a qualidade da água. O estudo de comparação das populações microbianas pela análise da capacidade de metabolização de diferentes fontes de carbono mostrou que a população microbiana da água parece não estar sendo alterada pelas atividades agrícolas. O perfil metabólico da população bacteriana... / Abstract: Farming activities contribute significantly to water degradation through alterations in physico-chemical and biological properties, which are mainly derived from land use and occupation as well as processes such as leaching and/ or erosion. This paper focused on assessing the influence of soil use on the water quality of surface waters of Jaboticabal and Cerradinho streams and study the metabolic profile of microbial communities found in this water body. Sampling dates (C1 to C6) were carried out bimonthly (from February to December of 2014) at eight different points (P1 to P8). One of these areas was set at the entrance of Jaboticabal city in Cerradinho stream. Another point lies near the source of the Jaboticabal stream. Three points were set within the urban area and the others within the rural area of Jaboticabal. Water physical and chemical variables were assessed. Moreover, we compared the ability of microorganisms to metabolize different sources of carbon using the Ecoplate method (Biolog). The results on dissolved oxygen, chloride, nitrite, nitrate, total dissolved solids and turbidity are in accordance with standards established by resolution number 357/ 2005 of the National Council on the Environment (CONAMA) for class 2 water bodies. The concentration of total phosphorus (TP) exceeded the limit value set by the CONAMA. We also noted significant changes on physical and chemical variables in areas near agricultural activities such as alterations of TP and chemical oxygen demand. Multivariate statistics assisted on data interpretation and showed the influence of human activities on water quality. Furthermore, the comparisons among microbial communities via study of metabolization of various carbon sources proved that farming activities have not affected the population structures. Therefore, the bacterial metabolic profile had no association with farming practices; however, the results showed differences among sampling dates, but ... / Mestre

Orientador: Miguel Jafelicci Júnior / Banca: Sandra Helena Pulcinelli / Banca: Laudemir Carlos Varanda / Banca: Ubirajara Pereira Rodrigues Filho / Banca: Celso Aparecido Bertran / Resumo: Nanomateriais com propriedades magnéticas e luminescentes conjugadas em nanoestruturas do tipo caroço@casca, também chamados de magneto-luminescentes ou magneto-óticos, foram preparados e são promissores como novos agentes bimodais para aplicações em bioimagem. Nas nanoestruturas caroço@casca sintetizadas, partículas magnéticas da liga FeCo foram utilizadas como caroço magnético, por apresentarem altos valores de magnetização de saturação (MS) em dimensões reduzidas, enquanto que o ouro foi escolhido como material para a casca, devido à biocompatibilidade e à química de superfície que possibilitam a incorporação de biomoléculas e de novos componentes óticos moleculares nas estruturas híbridas. As partículas de FeCo de composições percentuais nominais distintas (Fe60Co40, Fe50Co50, Fe40Co60) foram preparadas pelo método do poliol modificado, utilizando atmosfera redutora de H2. As análises de difração de raios X e de ICP-AES confirmam a formação da liga FeCo, contudo as partículas são susceptíveis à oxidação, quando em contato com ar por períodos prolongados. A camada de óxido de ferro na superfície das partículas foi confirmada através da espectroscopia Mössbauer. Através dessas medidas, foi possível verificar para as partículas de FeCo com baixo teor de Fe, uma maior resistência à oxidação da superfície, após exposição ao ar. As curvas de histerese obtidas através das medidas magnéticas de amostra vibrante (VSM) sugerem o comportamento ferromagnético para todas as amostras. O maior valor de MS (203 emu/g) foi obtido para partículas Fe40Co60 e está próximo do valor relatado para ligas massivas com mesma composição. Concomitantemente, um leve deslocamento do ciclo de histerese, ao longo do eixo do campo aplicado, é observado, em todas as amostras, como uma consequência do fenômeno de polarização de troca ou exchange-bias, o que indica a formação de uma camada de óxido sobre a... / Abstract: Nanomaterials with magnetic and luminescent properties conjugated in core@shell type nanostructures, also called magneto-luminescent or magneto-optical, have been prepared and are promising as new bimodal agents for applications in bio-imaging. In synthesized core@ shell nanostructures, FeCo alloy magnetic particles were used as magnetic core, because they presente high values of saturation magnetization (MS) in small dimensions, while the gold was chosen as the material for their shell because of its biocompatibility and its surface chemistry that allow the incorporation of new biomolecules and molecular structures in the hybrid core@shell optical components. Different nominal percentage compositions FeCo particles (Fe60Co40, Fe50Co50, Fe40Co60) were prepared by the modified polyol method, using a reducing atmosphere of H2. XRD and ICP-AES analyzes confirm the formation of FeCo alloy, however the particles are likely rust when in contact with air for prolonged periods. The layer of iron oxide on the surface of the particles was confirmed by Mössbauer spectroscopy. Through these measures, we observed for low Fe content FeCo particles greater resistance to surface oxidation upon exposure to air. The magnetic hysteresis curves from vibrating sample magnetic measurements (VSM) suggest the ferromagnetic behavior for all samples. The higher value of Ms (203 emu/g) was obtained for Fe40Co60 particles and it is close to reported one to massive alloys with the same composition. Concurrently, a slight hysteresis loop displacement along the applied field axis is observed in all samples as a result of polarization exchange phenomenon or exchange- bias, which indicates the formation of an oxide layer on the FeCo alloy particles surface and corroborates the observed XRD and Mössbauer data. FeCo particles were coated by an Au layer by the seed-mediated growth method. Molar ratios of FeCo:Au were set to 5:1, 3:1, 2:1 and 1:1 by varying the Au (III)... / Doutor

Orientador: Silvania Lanfredi / Banca: Carlos José Leopoldo Constantino / Banca: Paulo Roberto Bueno / Resumo: Este projeto envolve a preparação e a caracterização estrutural e elétrica de nanopós de óxidos ferroelétricos semicondutores de niobato de potássio e estrôncio e de suas soluções sólidas dopadas com cátions níquel. A partir da estrutura hospedeira tungstênio bronze (TB) do KSr 2 Nb5O15 foram estudadas as soluções sólidas contendo átomos de níquel: KSr 2 (Ni x Nb5-x)O 15- , onde 0,25  x  1 preparadas por síntese química, utilizando o método Poliol Modificado. A decomposição térmica dos pós precursores de KSr 2 Nb5O15 e de suas soluções sólidas foi analisada por análise térmica gravimétrica (ATG) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). A caracterização estrutural do KSr 2 Nb5O15 e de suas soluções sólidas dopadas com níquel foi realizada por espectroscopia de absorção na região do infravermelho (I.V.), para análise das ligações químicas, e por difração de raios X. Os parâmetros estruturais foram determinados a partir do refinamento dos difratogramas pelo Método de Rietveld, usando o programa Fullprof. O melhor refinamento foi obtido com os sítios pentagonais (4c(x, x+1/2, z)) ocupados com iguais quantidades de K + e Sr 2+ , os tetragonais (2a (0,0,z)) por Sr 2+ e os sítios octaedrais por cátions Nb 5+ e Ni 2+ . De acordo com os dados do refinamento estrutural, as soluções sólidas apresentaram grupo espacial P4bm. Este grupo é não-centrossimétrico, o qual leva o desenvolvimento de um grau intrínseco de ferroeletricidade. A partir dos parâmetros cristalográficos foi simulada a estrutura cristalina e determinada a polarização espontânea dos sistemas investigados com base no deslocamento atômico (∆z) do átomo de Nb (nióbio), no plano z, da posição central do octaedro [NbO 6 ]. Com o aumento da concentração de cátions Ni 2+ na estrutura hospedeira houve um aumento do caráter iônico, resultante da diminuição da ligação / Abstract: In this work were investigated the synthesis and the structural and electrical characterization of nanopowders of ferroelectrics semiconductors ceramics of niobate of potassium and strontium and their Ni-doped solid solution. From the host structure with tetragonal tungsten bronze TB-type structure of KSr 2 Nb5O15 , their Ni-doped solid solution KSr 2 (Ni x Nb5-x)O 15- , where 0,25  x  1, prepared by a chemical synthesis route, employed by Modified Poliol method will be investigated. The thermal decomposition of precursor powders of KSr 2 Nb5O15 and their solid solutions was performed by Thermogravimetric (TGA) and Differential scanning calorimetry (DSC) analysis. The structural characterization of the host structure and their Ni-doped solid solutions was carried out by infrared spectroscopy (IR), for the chemical bonds analysis, and X-ray diffraction. Structures were refined according to the Rietveld method using the Fullprof program. The best theoretical adjustment was obtained assuming that each pentagonal site (4c (x, x+1/2, z)) was statistically occupied by equal quantities of K + and Sr 2+ ions, the tetragonal site (2a (0,0,z)) occupied by a Sr 2+ ion and the octahedron site occupied by Nb 5+ e Ni 2+ ions. According to refinement results, the host structure and Ni-Doped solid solution present the space group P4bm. This is a noncentrosymmetric polar group, which leads to the development of an intrinsic degree of ferroelectricity. From the crystallographic parameters was simulated the crystalline structure and determined the spontaneous polarization for KSr 2 Nb5O15 , KSr 2 (Ni 0.25 Nb4.75)O 15- , KSr 2 (Ni 0.5 Nb4.5)O 15- , KSr 2 (Ni 0.75 Nb4.25)O 15- and KSr 2 (NiNb 4)O 15- systems based on the atomic displacement (∆z) of Nb (niobium) atom, in the z plane, from the central position of the [NbO6] octahedron. With concentration increasing of Ni 2+ ions in the host structure there was an increase in the ionic ... / Mestre

Orientador: Elson Longo / Co-orientador: Juan Andrés / Banca: Maria Aparecida Zaghete Bertochi / Banca: Mario Cilense / Banca: Máximo Siu Li / Banca: Teodorico de Castro Ramalho / Resumo: Nas últimas décadas os efeitos de ordem-desordem estrutural e eletrônica em materiais semicondutores tem sido uma das áreas de pesquisa mais ativas em nanociência. Em particular, estes efeitos influenciam fortemente nas propriedades físicas e químicas dos materiais semicondutores e abre um novo campo de estudo para as aplicações em nanotecnologia. Neste contexto, o objetivo deste presente trabalho é focado principalmente no estudo dos efeitos de ordem-desordem estrutural e eletrônico, que favorecem o processo de transferência de carga em diferentes nanoestruturas multifuncionais baseada no sufeto de zinco (ZnS), tais como, ZnS puro, ZnS:M dopado com (M = Mn+2 ou Pr+3) e ZnS:M@ZnS heteroestruturado obtidos por um método solvotérmico assistido por micro-ondas. Diferentes estratégias de síntese foram investigados neste trabalho, o que possibilitaram um sensível ajuste de suas características físicas e químicas destas novas nanoestruturas baseadas no ZnS. As origens das propriedades fotocatalíticas e fotoluminescentes destas nanoestruturas de ZnS, assim, como os mecanismos envolvidos durante a transição de fase induzidas por pressão das três fases de ZnS (cúbica blenda de zinco (ZB), hexagonal wurtzita (W), cúbica rock sal (RS)), utilizando diversas metodologias teóricas e experimentais (tais como DRX, XPS, MEV-FEG, MET, UV-vis, PL) foram realizados no intuito de melhor compreender suas propriedades num nível mais fundamental. Uma análise profunda das estruturas de banda e densidade de estados fornecem uma visão profunda sobre as principais características com base nos efeitos ordem-desordem estruturais e eletrônicas nos clusters tetraédricos de ZnS. Estes estudos tem um aspecto fundamental, sobretudo para auxiliar no desenvolvimento de novos materiais e dispositivos com propriedades altamente ajustáveis. Todos nossos achados mostram uma boa concordância entre os resultados... / Abstract: In the last decades the structural and electronic order-disorder effects in semiconductor materials have been one of the most active areas of research in nanoscience. In particular, these effects influence the physical and chemical properties of semiconductor materials and open a new field of study for applications in nanotechnology. In this context, the aim of this work is mainly focusing on the study of the effects of order-disorder structural and electronic, favoring the process of charge transfer in different multifunctional nanostructures based on zinc sulfide (ZnS), such as pure ZnS, M-doped ZnS (M = Mn+2 or Pr+3) and ZnS:M@ZnS heterostructures obtained by microwave-assisted solvothermal method. Different synthetic strategies have been investigated in this work, which enabled a sensitive adjustment of its physical and chemical characteristics of these new nanostructures based on ZnS. The origins of photocatalytic and photoluminescent properties of these nanostructures of ZnS, as well as the mechanisms involved during the phase transition induced by pressure of the three phases of ZnS (cubic zinc blende (ZB), wurtzite hexagonal (W), cubic rock salt (RS)), using various theoretical and experimental methodologies (such as XRD, XPS, FE-SEM, TEM, UV - vis, PL) in order to better understand their properties at a more fundamental level. A deep analysis of the band structures and density of states provide a deep insight into the main characteristics based on the structural and electronic effects order-disorder in the tetrahedral clusters of ZnS. These studies have a fundamental aspect, especially aiding in the development of new materials and devices with highly adjustable properties. All our findings show a good agreement between theoretical and experimental results and lead to new perspectives and ideas on streamlining the properties of these nanomaterials of an atomic level. / Doutor

Orientador: Aguinaldo Robinson de Souza / Banca: Nelson Henrique Morgon / Banca: Renato Carlos Tonin Ghiotto / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Resumo: Grande parte dos fenômenos químicos e físicos, em especial a química dos elementos mais pesados da tabela periódica, somente pode ser compreendida à luz da teoria quântica relativística. As propriedades catalíticas da platina, por exemplo, são em grande parte devidas aos efeitos relativísticos. Esses efeitos relativísticos, por sua vez, são mais pronunciados nos elementos de número atômico superior a 103, elementos conhecidos como transactinídeos ou super-pesados. Neste trabalho, investigamos a ligação química com carbonilas entre o elemento químico de maior número atômico (z=118) já sintetizado, o Uuo. Nossos resultados em relação a este novo elemento, que supostamente está localizado na família dos gases "nobres" (grupo 18), sugerem que a química do Uuo deve ser distinta da química dos demais elementos do grupo, indicando novas propriedades para este grupo. / Abstract: Great part of chemical and physical phenomena can only be understood under the relativistic quantum mechanics framework, mainly the chemistry of the heavier elements. For example, the catalytic propertiers of platinum are in the most part due to relativistic effects. These relativistic effects are more intense in elements beyond atomic number 103, elements known as super heavy elements or transactinides. In this work, we investigated the chemical bound between the chemical element of highest atomic number that has been sintetized, the Uuo with z=118, and carbonyls. Our results, despite the fact that the new element Uuo is located at noble gas family, suggest that its chemical properties are probably different from the other elements of the same group and a possible break of periodic properties. / Mestre

Resumo: Métodos de determinação de tamanho de cristalito e microdeformação da rede cristalina utilizando difratometria de raios X por pó foram discutidos e aplicados em três sistemas cerâmicos de interesse tecnológico: LiCoO2 preparado por combustão ou pelo método de Pechini; SnO2 não dopado e dopado com 5% de cério ou 5% de ítrio ou 5% de lantânio, tratados termicamente a 550oC, 720oC, 820oC, 920oC, 1000oC e 1100oC; e hidroxiapatita preparada pelo método da emulsão. Foram discutidas (i) as análises qualitativas de tamanho de cristalito-deformação (td) utilizando gráficos da largura-total-a-meia-altura (fwhm) em função do ângulo de difração 2θ; (ii) a análise isotrópica pelo método de Rietveld utilizando a função Thompson-Cox-Hastings, modificada por Young e Desai (TCHZ); (iii) o gráfico de Williamson-Hall (iv) o método "double-Voigt" e (v) o método fenomenológico de Peter Stephens aplicado ao método de Rietveld. Foram desenvolvidos dois programas escritos para o programa MathCad® 7.0 que calculam o tamanho de cristalito e a microdeformação utilizando o gráfico de Williamson-Hall e o método "double-Voigt", respectivamente. O método da máxima entropia foi utilizado neste trabalho como complementar ao método de Rietveld para a obtenção dos mapas de densidades eletrônicas da hidroxiapatita. A análise qualitativa de tamanho de cristalito e microdeformação da rede cristalina foi aplicada ao sistema LiCoO2. Este estudo revelou que a fase LiCoO2 trigonal predomina, acompanhada de uma pequena quantidade da fase espinélio Co3O4 cúbica. Observou-se que tanto os cristalitos quanto as microdeformações são maiores quando se utiliza o método de Pechini. Nas análises utilizando o método de Rietveld e a TCHZ nas amostras de SnO2, observou-se que enquanto os cristalitos aumentam com o aumento da temperatura de tratamento, as microdeformações diminuem...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Methods for crystallite size and microstrain determination using x-ray powder diffractometry are discussed and applied to three interesting technological ceramics systems: LiCoO2 prepared by combustion or Pechini methods, SnO2 non doped and doped with 5% of cerium or 5% of yttrium or 5% of lanthanum, heat-treated at 550oC, 720oC, 820oC, 920oC, 1000oC and 1100oC, and hydroxylapatite prepared by emulsion method. Are discussed (i) the crystallite size-deformation (td) qualitative analyses using fwhm as 2θ function; (ii) the isotropic analysis by Rietveld method using the modified Young and Desai Thompson-Cox-Hastings function (TCHZ); (iii) the Williamson-Hall plot, (iv) the "double-Voigt" method and (v) Peter Stephens' phenomenological method applied to the Rietveld method. Two programs to calculate the crystallite size and the microstrains are developed to be used in the MathCad® 7.0 program, using the Williamson-Hall plot and "double-Voigt" method, respectively. The maximum entropy method was used in this work as complemental to the Rietveld method for obtaining the electron densities maps of hydroxyapatite. The size-strain qualitative analysis was applied to the LiCoO2 system. This study revealed that LiCoO2 trigonal phase prevails, followed by of a small amount of spinel Co3O4 cubic phase. It is observed that crystallites and microstrains are larger when the Pechini method is used. Analysis using the Rietveld method and TCHZ function in SnO2 samples, allow to observe that, while crystallite size increases when the temperature treatment increase, the microstrains decreases. The non doped samples show greater sizes and smaller strains. The hydroxyapatite size and strain analysis showed differences among the used methods. The Rietveld method using the Peter Stephens' model showed cristallite sizes between 918 Å and 869 Å, in the parallel and perpendicular directions of broadening axis...(Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Carlos de Oliveira Paiva Santos / Coorientador: José Caetano Zurita da Silva / Doutor

Orientador: Miguel Jafelicci Júnior / Banca: Celso Valentim Santilli / Banca: Léo Ricardo Bedore dos Santos / Banca: Fernando Aparecido Sigoli / Banca: Ricardo Henrique Moreton Godoi / Resumo: Nanopartículas (NP) de TiO2 puro e dopado com Fe ou Co obtidas por tratamento hidrotérmico de dispersões coloidais foram preparadas por: (i) oxidação de Ti0 com peróxido de hidrogênio em meio alcalino e (ii) aquecimento da solução resultante de (i) a 70 0C, com acetilacetonato férrico ou acetato de cobalto como fonte de dopantes. Caracterizou-se as amostras por microscopia eletrônica de transmissão (MET), difrações de elétrons e de raios X (DRX), espectroscopia de energia dispersiva de raios X (EDX), medidas de área de superfície específica (BET) e análise térmica. A cristalização do TiO2 em meio hidrotérmico foi favorecida pela elevação isocórica da pressão. Foram obtidas NP policristalinas de anatase com diferentes tamanhos em função das condições de síntese, de 18-25 nm e 8-107 nm, determinados respectivamente por BET (dBET) e MET (dMET), com tamanho médio de cristalito (tC) de 19-40 nm. NP agregadas de anatase com elevada cristalinidade, e menor valor de tC (19 nm) foram obtidas a 230 0C e 70% de preenchimento do reator hidrotérmico, com dMET ~ 107 nm e dBET ~ 25 nm. A 180 0C e 40% de preenchimento do reator observou-se a formação de monocristais de anatase dopada com Fe (dMET ~69 nm e tC = 40 nm). Para a amostra dopada com Co (dMET ~ 35 nm e tC =28 nm) o sistema apresentou mistura de partículas monocristalinas e com caráter não cristalino. Parâmetros de estrutura cristalina dos materiais dopados comparados ao puro mostram indícios de inibição da nucleação da anatase pelo Co, e da indução do crescimentodo pelo Fe e pelo Co. Os resultados do tratamento térmico em atmosfera de H2 e caracterização por DRX, MET e XEDS sugerem a formação do nanocompósito ferromagnético, Co0- TiO2, inferindo aplicações como semicondutor magnético diluído e como catalisador disperso de fácil remoção por separação magnética...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Pure and Fe- or Co-doped TiO2 nanoparticles using hydrothermal treatment of colloidaldispersions obtained by (i) Ti0 oxidation by hydrogen peroxide in alkaline medium, and (ii) heating of resulting solution from (i) at 70 oC were prepared. Either iron(III) acetylacetonate or cobalt acetate was used as dopant source. Transmission electron microscopy (TEM), electronic and X-ray diffractions (XRD), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), thermal analysis, and specific surface area measurements (BET) were used to characterize the obtained samples. In this work, isocoric pressure increasing favors the TiO2 crystallization during hydrothermal process. Anatase nanoparticles with different sizes: 18-25 nm and 8-110 nm, determined by BET (dBET) and TEM (dTEM), respectively, and average crystallite size (tC) of 19-40 nm were obtained varying the synthesis conditions. High crystallinity anatase aggregated nanoparticles with smaller tC value (19 nm) and estimated particle size dMET ~ 107 nm and dBET ~ 25 nm were prepared at 230 oC and 70% filled reactor vessel. Single-crystals Fe-doped anatase (dMET ~ 69 nm e tC = 40 nm) were obtained at 180 oCand 40% filled reactor. In the case of Co-doped anatase (dMET ~ 35 nm e tC = 28 nm), the system washeterogeneous presenting a mixture of single-crystals and amorphous-like nanoparticles. Comparisonbetween crystalline structure parameters of pure and doped materials suggests that although Coaddition leadsto decreases in the anatase nucleation rate, the Fe addition seems to be leading to anincreasing in the anatase crystallization. Co-doped TiO2 sample evaluation by XDR, TEM and EDX,after thermal treatment in H2 atmosphere, suggests Co0/TiO2 ferromagnetic nanocomposite formation. This result infers the potential nanocomposite application as diluted magnetic semiconductor and as dispersed catalyst with easy magnetic separation. / Doutor

Orientador: Silvania Lanfredi / Banca: Patrícia Alexandra Antunes / Banca: Sérgio Antônio Marques de Lima / Resumo: Este trabalho teve como objetivo a preparação, a caracterização estrutural e análise do potencial fotocatalítico de nanopartículas do tipo core@shell de ZnO@Cr, ZnO@Ni e dos compósitos de C/Zn@Cr e C/ZnO@Ni, combinando nanopartículas e carbono amorfo. As nanopartículas core@shell foram sintetizadas pelo método Pechini Modificado e os compósitos, contendo carbono amorfo, pelo método de Pirólise Parcial. Os materiais sintetizados foram caracterizados por análise termogravimétrica (TG), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET), difração de raios X (DRX), espectroscopia de absorção no infravermelho (I.V.), espectroscopia no ultravioleta-visível (UV-VIS) e medidas de condutividade térmica. As caracterizações estruturais mostraram a formação de um sistema do tipo core@shell, onde o recobrimento é essencialmente amorfo. Uma pequena fração de solução sólida foi identificada na interface núcleo/revestimento, bem como uma redução nos valores de energia de band gap, em função dos recobrimentos. Para os compósitos, as caracterizações estruturais mostraram a manutenção das nanopartículas core@shell em meio a uma matriz de carbono com estrutura do tipo turbostrática. A análise do potencial fotocatalítico mostrou que, os recobrimentos com Cr e Ni e a matriz de carbono, de modo geral, atuaram positivamente sobre a fotoatividade do ZnO. Foram obtidas taxas de descoloração entre 64 e 98%, sendo o melhor resultado obtido para a descoloração do corante basic blue 41 na presença das nanopartículas ZnO@Ni. Em todos os experimentos, a reação de descoloração dos corantes, seguiu uma cinética do tipo primeira ordem / Abstract: This work aimed the preparation, structural characterization and analysis of photocatalytic potential of ZnO@Cr and ZnO@Ni core@shell type nanoparticles and of C/Zn@Cr and C/ZnO@Ni composites, combining the nanoparticles and amorphous carbon. The core@shell nanoparticles were synthesized by the Pechini Modified method and the composites, containing amorphous carbon, were synthesized by the Partial Pyrolysis method. The synthesized materials were characterized by thermogravimetric (TG), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (FT-IR), ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis) and thermal conductivity measurements. The structural characterization showed the formation of a core@shell type system where the coating is essentially amorphous. A small fraction of solid solution was identified in the interface core/coating, as well as a reduction in the band gap energy values as a function of the coatings. For the composites, structural characterizations showed the maintenance of the core@shell nanoparticles amid a carbon matrix with turbostratic type structure. The analysis of the photocatalytic potential showed that the coatings with Cr and Ni and carbon matrix acted positively on the photoactivity of ZnO. Discoloration rates between 64 and 98% were obtained. The best result was acquired for the discoloration of the basic blue 41 dye in presence of ZnO@Ni nanoparticles. In all experiments, the reaction of discoloration of dyes followed a kinetic of the first order type / Mestre

Orientador: Sandra Helena Pulcinelli / Coorientador: Celso Valentin Santilli / Banca: Giancarlo Esposito de Souza Brito / Banca: Luiz Carlos A. de Oliveira / Resumo: O óxido de zinco é material de baixo custo, estável e de baixa toxidade. Suas propriedades potencializam a aplicação como dispositivos ópticoelêtronicos, sensores químicos e biosensores e em catálise entre outras. Neste trabalho foram preparadas suspensões coloidais, filmes finos e pós nanoparticulados a base de ZnO pelo processo sol-gel, a partir de acetato de zinco. Os filmes foram preparados pela imersão de substrato de vidro na suspensão coloidal de ZnO, utilizando-se a técnica de dip-coating, com posterior tratamento térmico a 500 ºC. A suspensão coloidal foi transformada em pó, que também passou por tratamento térmico a 500 ºC, visando a caracterização complementar das propriedades estruturais dos filmes. Caracterizou-se a suspensão coloidal, os pós e os filmes por medidas de absorbância no UV-Vis, DRX, TG, Isotermas de Adsorção, medidas de espessura, espectroscopia RAMAN, MEV-EDS, AFM e testes de molhabilidade da superfícies dos filmes. Por fim a atividade fotocatalítica dos filmes foi avaliada. Os resultados revelaram que tanto os pós como os filmes são constituídos por nanopartículas de ZnO, sendo que os filmes apresentam uma superfície rugosa e bastante irregular, o que lhe confere elevada molhabilidade, e propriedades hidrofílicas. Além disto, os filmes se mostraram eficientes como fotocatalisadores, sendo que esta eficiência aumenta com o aumento da espessura dos filmes / Abstract: The zinc oxide is a low cost and stable material that presents low toxicicity. These properties allow its application as optoelectronic devices, chemical and biosensors, and in catalysis among others. In this study colloidal suspensions, thin films and nanoparticulated powders based on ZnO we prepared by the sol-gel from zinc acetate. The films were prepared by immersion of a glass substrate in the ZnO colloidal suspension, using the dip-coating technique and subsequent heat treatment at 500 ºC. The colloidal suspension was powdered and submitted to thermal treatment at 500 ºC, in order to obtain additional characterization the films. The colloidal suspension, powders and films were characterized by UVVis absorbance, XRD, TG, adsorption isotherms and thickness measurements, Raman spectroscopy, SEM-EDS, AFM and wetability of the films surface. Finally, the films photocatalytic activity was tested. Results have shown that both the powders and the films are constituted by ZnO nanoparticles; films present a rough and irregular surface, favoring its wetability and consequently hydrophilic properties. Moreover, the films area bel to act as photocatalysts, chich efficiency increases as the films thickness increases / Mestre