Em processos de eletrodeposição, substâncias à base de cianeto são empregadas como complexantes e portadores do metal a ser depositado. Entretanto, a toxicidade associada ao cianeto e a evolução das legislações ambiental e trabalhista impulsionaram a exploração de matérias-primas alternativas aos sais cianídricos. Um estudo desenvolvido no Instituto de Pesquisas Tecnológicas avaliou a modificação de um banho comercial isento de cianeto para processos de deposição de cobre em substratos de Zamac. Neste estudo, foi utilizado um banho à base do ácido 1,hidroxietano-1,1- difosfônico, ou HEDP, um composto orgânico capaz de formar complexos estáveis com íons metálicos. Para viabilizar a substituição do cianeto pelo HEDP, deve-se consolidar uma metodologia para o tratamento do efluente gerado nas operações que o envolvam. A técnica de eletrodiálise surge como uma alternativa considerada limpa, que dispensa mudanças de fase e adição de produtos químicos ao processo. O método consiste na utilização de membranas íon-seletivas para promover a separação de espécies iônicas entre soluções utilizando a diferença de potencial elétrico entre dois pólos como força motriz. Neste trabalho, avaliou-se a aplicação da eletrodiálise no tratamento de um efluente galvânico à base de HEDP. Foram utilizadas soluções sintéticas simulando as águas de lavagem de um banho toque composto por complexos de cobre e HEDP. A construção das curvas de polarização permitiu a determinação da densidade de corrente limite a ser empregada na eletrodiálise. Nos ensaios de eletrodiálise, foi avaliada a extração percentual dos íons de cobre e de HEDP das soluções sintéticas. As membranas utilizadas também foram analisadas para investigação de possíveis alterações estruturais. Os resultados mostraram extração de até 99,7% de cobre e 94,4% de HEDP, possibilitando o reaproveitamento das soluções tratadas nos tanques de lavagem e, simultaneamente, a reutilização dos íons extraídos, compensando perdas por arraste. As análises químicas comprovaram a presença de complexos aniônicos formados entre o cobre e o HEDP. A alteração na acidez do meio permite a separação deste complexo e a recuperação de cobre e de HEDP em compartimentos separados. As análises realizadas por MEV/EDS mostraram a presença de picos de cobre e fósforo nas superfícies das membranas. A avaliação feita por um processo de lixiviação indicou a ocorrência de depósitos nas superfícies das membranas. Os incrementos na acidez das soluções finais indicam recuperação do HEDP e as análises de foto-oxidação do ácido orgânico apontaram degradação inferior a 7% nos ensaios avaliados. / In electroplating processes, cyanide-based substances are used as complexing agents and as raw materials in form of metal salts. However, the toxicity associated with cyanide and the evolution of environmental and employment laws have been promoting research for the development of new raw materials in electroplating processes. A study conducted at the Institute for Technological Research evaluated the modification of commercial cyanide free bath for processes of copper coating on zinc alloys. In the performed study, a news alkaline copper bath was formulated using 1 hydroxyethane-1, 1 diphosphonic, or HEDP, an organic compound known for forming stable complexes with metal ions. To support the replacement of cyanide, it becomes necessary to consolidate a methodology for treatment of the wastewaters generated by operations involving HEDP. Electrodialysis is considered a clean technology which dispenses phase changes and the addition of chemicals to the treatment process. The method consists in the use of ion-selective membranes to promote the separation of ionic species from solutions, using as driving force the difference of electrical potential between two electrodes. In this study the application of electrodialysis in the treatment of electroplating wastewaters containing HEDP was evaluated. Synthetic solutions were prepared, simulating the rinsing water from a bath composed of copper and HEDP complexes. The construction of the current-voltage-curves allowed the determination of the limiting current density applied in the electrodialysis stack. During electrodialysis, the percentage of extraction of copper and HEDP from synthetic solutions were evaluated. The membranes used were analyzed to investigate possible structural changes. The results showed extracting rates up to 99,7% copper and 94,4% HEDP, allowing the reuse of solutions in rinse steps and simultaneously reuse of copper and HEDP ions to compensate drag-out losses. Chemical analysis confirmed the presence of anionic complexes formed between copper and HEDP. The decrease of pH allows the separation of these complexes and the recovery of copper and HEDP in separate compartments. The results of SEM/EDS analysis of membranes showed the presence of peaks of copper and phosphorus. The analysis made by a leaching process showed the occurrence of deposits on the membranes surface. The increases in acidity of the final solutions indicate recovery of HEDP and the photooxidation analysis indicated degradation of the organic acid under 7% in evaluated samples.

Em processos de eletrodeposição, substâncias à base de cianeto são empregadas como complexantes e portadores do metal a ser depositado. Entretanto, a toxicidade associada ao cianeto e a evolução das legislações ambiental e trabalhista impulsionaram a exploração de matérias-primas alternativas aos sais cianídricos. Um estudo desenvolvido no Instituto de Pesquisas Tecnológicas avaliou a modificação de um banho comercial isento de cianeto para processos de deposição de cobre em substratos de Zamac. Neste estudo, foi utilizado um banho à base do ácido 1,hidroxietano-1,1- difosfônico, ou HEDP, um composto orgânico capaz de formar complexos estáveis com íons metálicos. Para viabilizar a substituição do cianeto pelo HEDP, deve-se consolidar uma metodologia para o tratamento do efluente gerado nas operações que o envolvam. A técnica de eletrodiálise surge como uma alternativa considerada limpa, que dispensa mudanças de fase e adição de produtos químicos ao processo. O método consiste na utilização de membranas íon-seletivas para promover a separação de espécies iônicas entre soluções utilizando a diferença de potencial elétrico entre dois pólos como força motriz. Neste trabalho, avaliou-se a aplicação da eletrodiálise no tratamento de um efluente galvânico à base de HEDP. Foram utilizadas soluções sintéticas simulando as águas de lavagem de um banho toque composto por complexos de cobre e HEDP. A construção das curvas de polarização permitiu a determinação da densidade de corrente limite a ser empregada na eletrodiálise. Nos ensaios de eletrodiálise, foi avaliada a extração percentual dos íons de cobre e de HEDP das soluções sintéticas. As membranas utilizadas também foram analisadas para investigação de possíveis alterações estruturais. Os resultados mostraram extração de até 99,7% de cobre e 94,4% de HEDP, possibilitando o reaproveitamento das soluções tratadas nos tanques de lavagem e, simultaneamente, a reutilização dos íons extraídos, compensando perdas por arraste. As análises químicas comprovaram a presença de complexos aniônicos formados entre o cobre e o HEDP. A alteração na acidez do meio permite a separação deste complexo e a recuperação de cobre e de HEDP em compartimentos separados. As análises realizadas por MEV/EDS mostraram a presença de picos de cobre e fósforo nas superfícies das membranas. A avaliação feita por um processo de lixiviação indicou a ocorrência de depósitos nas superfícies das membranas. Os incrementos na acidez das soluções finais indicam recuperação do HEDP e as análises de foto-oxidação do ácido orgânico apontaram degradação inferior a 7% nos ensaios avaliados. / In electroplating processes, cyanide-based substances are used as complexing agents and as raw materials in form of metal salts. However, the toxicity associated with cyanide and the evolution of environmental and employment laws have been promoting research for the development of new raw materials in electroplating processes. A study conducted at the Institute for Technological Research evaluated the modification of commercial cyanide free bath for processes of copper coating on zinc alloys. In the performed study, a news alkaline copper bath was formulated using 1 hydroxyethane-1, 1 diphosphonic, or HEDP, an organic compound known for forming stable complexes with metal ions. To support the replacement of cyanide, it becomes necessary to consolidate a methodology for treatment of the wastewaters generated by operations involving HEDP. Electrodialysis is considered a clean technology which dispenses phase changes and the addition of chemicals to the treatment process. The method consists in the use of ion-selective membranes to promote the separation of ionic species from solutions, using as driving force the difference of electrical potential between two electrodes. In this study the application of electrodialysis in the treatment of electroplating wastewaters containing HEDP was evaluated. Synthetic solutions were prepared, simulating the rinsing water from a bath composed of copper and HEDP complexes. The construction of the current-voltage-curves allowed the determination of the limiting current density applied in the electrodialysis stack. During electrodialysis, the percentage of extraction of copper and HEDP from synthetic solutions were evaluated. The membranes used were analyzed to investigate possible structural changes. The results showed extracting rates up to 99,7% copper and 94,4% HEDP, allowing the reuse of solutions in rinse steps and simultaneously reuse of copper and HEDP ions to compensate drag-out losses. Chemical analysis confirmed the presence of anionic complexes formed between copper and HEDP. The decrease of pH allows the separation of these complexes and the recovery of copper and HEDP in separate compartments. The results of SEM/EDS analysis of membranes showed the presence of peaks of copper and phosphorus. The analysis made by a leaching process showed the occurrence of deposits on the membranes surface. The increases in acidity of the final solutions indicate recovery of HEDP and the photooxidation analysis indicated degradation of the organic acid under 7% in evaluated samples.

O interesse pelo 188Re para aplicações terapêuticas na medicina nuclear é devido à meia-vida de 16,9 horas, emissão de partículas βֿ com energia máxima de 2,12 MeV e raios-γ de 155 keV adequados para a aquisição de imagens. O estudo apresenta a radiomarcação do HEDP (etidronato) com o 188Re eluído de geradores de 188W/188Re a base de Al2O3 e tipo-gel 188WZr. A dependência do rendimento do 188Re-HEDP na concentração do agente redutor, pH, tempo de reação, temperatura e adição de carregador Re2O7 foram avaliados. A partir das condições ótimas de marcação os rendimentos do 188Re-HEDP foram ≥ 98% tanto para os kits líquidos como liofilizados. A formulação padrão que representou esses resultados contém: 30 mg de HEDP, 7 mg de SnCl2, 3 mg de ácido ascórbico e adição de 20 μg de Re2O7. As reações foram conduzidas sob aquecimento de 100 °C por 30 minutos, seguidos de 60 minutos de incubação. Outro aspecto importante do trabalho foi o controle de qualidade radioquímico, comparando os resultados de CP, CCD e cromatografia iônica, além dos experimentos com a CLAE. A distribuição biológica realizada comprovou a captação pelo esqueleto e a estabilidade in vivo dos complexos de 188Re-HEDP. / The widespread interest in 188Re for therapeutic applications, is due to its attractive 16,9 hours half-life, emission of a βֿ particle with maximum energy of 2.12 MeV and gama-ray of 155 keV suitable for imaging. This work presents the radiollabeling of HEDP (etidronate) with 188Re eluted from alumina-based 188W/188Re generators and tungstate-based 188W/188Re gel generators. Dependence of the yield of the 188Re-HEDP on the concentration of the reduction agent, pH, reaction time, temperature and addition of carrier Re2O7 were evaluated. The radiollabeling of 188Re-HEDP procedure using the optimum conditions resulted a yield ≥ 98% for liquid and lyophilized kits. This basic formulation contains: 30 mg de HEDP, 7 mg de SnCl2, 3 mg de ascorbic acid and addition of 20 μg of Re2O7. The reactions were carried out with heating in boiling water for 30 minutes followed by 60 minutes of incubation. Another important aspect of this work was the radiochemical quality control compairing the results of PC, TLC and ion chromatography, along with the experiments with HPLC. The biological distribution proved the adequate bone uptake and in vivo stability of 188Re-HEDP complexes.

O interesse pelo 188Re para aplicações terapêuticas na medicina nuclear é devido à meia-vida de 16,9 horas, emissão de partículas βֿ com energia máxima de 2,12 MeV e raios-γ de 155 keV adequados para a aquisição de imagens. O estudo apresenta a radiomarcação do HEDP (etidronato) com o 188Re eluído de geradores de 188W/188Re a base de Al2O3 e tipo-gel 188WZr. A dependência do rendimento do 188Re-HEDP na concentração do agente redutor, pH, tempo de reação, temperatura e adição de carregador Re2O7 foram avaliados. A partir das condições ótimas de marcação os rendimentos do 188Re-HEDP foram ≥ 98% tanto para os kits líquidos como liofilizados. A formulação padrão que representou esses resultados contém: 30 mg de HEDP, 7 mg de SnCl2, 3 mg de ácido ascórbico e adição de 20 μg de Re2O7. As reações foram conduzidas sob aquecimento de 100 °C por 30 minutos, seguidos de 60 minutos de incubação. Outro aspecto importante do trabalho foi o controle de qualidade radioquímico, comparando os resultados de CP, CCD e cromatografia iônica, além dos experimentos com a CLAE. A distribuição biológica realizada comprovou a captação pelo esqueleto e a estabilidade in vivo dos complexos de 188Re-HEDP. / The widespread interest in 188Re for therapeutic applications, is due to its attractive 16,9 hours half-life, emission of a βֿ particle with maximum energy of 2.12 MeV and gama-ray of 155 keV suitable for imaging. This work presents the radiollabeling of HEDP (etidronate) with 188Re eluted from alumina-based 188W/188Re generators and tungstate-based 188W/188Re gel generators. Dependence of the yield of the 188Re-HEDP on the concentration of the reduction agent, pH, reaction time, temperature and addition of carrier Re2O7 were evaluated. The radiollabeling of 188Re-HEDP procedure using the optimum conditions resulted a yield ≥ 98% for liquid and lyophilized kits. This basic formulation contains: 30 mg de HEDP, 7 mg de SnCl2, 3 mg de ascorbic acid and addition of 20 μg of Re2O7. The reactions were carried out with heating in boiling water for 30 minutes followed by 60 minutes of incubation. Another important aspect of this work was the radiochemical quality control compairing the results of PC, TLC and ion chromatography, along with the experiments with HPLC. The biological distribution proved the adequate bone uptake and in vivo stability of 188Re-HEDP complexes.

Diagnosing the temperatures and densities of plasmas is critical to the understanding of a wide variety of phenomena. Everything from equations of state for warm dense matter (WDM) found in Jovian planets and inertial confinement fusion (ICF) to turbulent and dissipative processes in laser-produced plasmas, rely on accurate and precise measurements of temperature and density. This work presents improvements on two distinct techniques for measuring temperatures and densities in plasmas: x-ray Thomson scattering (XRTS), and Langmuir probes (LPs). At the OMEGA laser facility, experiments on warm dense matter were performed by firing lasers at an ablator foil and driving a planar shock into cryogenically cooled liquid deuterium. XRTS in the collective scattering regime was implemented to probe the matter, measuring densities of n_e ~ 4.3 x 10²³ cm^-3, temperatures of T_e ~ 12 eV and ionizations of Z ~ 1.0. Through an extension to XRTS theory for inhomogeneous systems, it was possible to extract an additional parameter, the length scale of the shock, whose value of ? ~ 1.33 nm was consistent with the predicted mean free path, and therefore the thickness of the shock. A unique triple Langmuir probe prototype was designed and tested at the Gregori group's lab at the University of Oxford. This probe was designed for a high temporal resolution of ~ 200 MHz for probing laser-produced shocks. The probes were used to measure the shock formed from ablating carbon rods in an argon gas fill. The probe yielded plasma parameters of n_e ~ 1.0 x 10¹⁷ cm^-3 , and T^e ~ 1.5 eV, consistent with measurements from interferometry and emission spectroscopy.

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