Submitted by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2015-02-19T13:34:46Z No. of bitstreams: 5 tel.pdf: 9429138 bytes, checksum: 55c9c9a1eb3f75db9e65b286cec95dda (MD5) license_url: 52 bytes, checksum: 3d480ae6c91e310daba2020f8787d6f9 (MD5) license_text: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) license.txt: 2110 bytes, checksum: b4c884761e4c6c296ab2179d378436d4 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2015-02-20T11:03:29Z (GMT) No. of bitstreams: 5 tel.pdf: 9429138 bytes, checksum: 55c9c9a1eb3f75db9e65b286cec95dda (MD5) license_url: 52 bytes, checksum: 3d480ae6c91e310daba2020f8787d6f9 (MD5) license_text: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) license.txt: 2110 bytes, checksum: b4c884761e4c6c296ab2179d378436d4 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-20T11:03:29Z (GMT). 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Neste trabalho um sensor foi desenvolvido para determina??o de hidrazina mediante modifica??o de um eletrodo de carbono v?treo com ftalocianina de cobalto adsorvido em nanotubos de carbono de paredes m?ltiplas. A caracteriza??o eletroqu?mica e de superf?cie foi feita por voltametria c?clica, microscopia eletr?nica de varredura, FT-IR e Espectroscopia de Energia dispersiva de Raios-X. Os estudos de superf?cie deixaram evidente que os NTCPM e a CoPc formam um material comp?sito. Os estudos eletroqu?micos mostraram a ocorr?ncia de processos redox de superf?cie e ainda h? ind?cios de uma limita??o da transfer?ncia de carga. O n?mero de el?trons para a rea??o de oxida??o de hidrazina bem como a constante de velocidade heterog?nea foram estimados a partir dos coeficientes linear e angular das curvas de Koutecky-Levich sendo, respectivamente, 4,1 e 1,51 x 103 M-1s-1. Os par?metros operacionais de tr?s t?cnicas eletroanal?ticas (Amperometria, VPD e VOQ) foram otimizados em rela??o ? determina??o de hidrazina com o uso do ECV/NTCPM/CoPc, sendo que a VOQ apresentou maior sensibilidade, tendo sido, portanto, escolhida para a determina??o da hidrazina em ?gua de caldeira. Uma curva anal?tica final para a determina??o de hidrazina em amostra da ?gua de caldeira foi feita utilizando-se eletrodos impressos, sob condi??es experimentais otimizadas, apresentando resposta linear no intervalo de concentra??o de 99 a 7630 ?mol L-1, com R igual a 0,999. Foram obtidos valores de LD e LQ iguais a 50 e a 99 ?mol L-1, respectivamente. O sensor permitiu uma boa recupera??o para a hidrazina nas amostras de ?guas de caldeiras analisadas, com valores de recupera??o compreendidos entre 98,41 e 103,62%, atestando a exatid?o do m?todo proposto. / Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-Gradua??o em Qu?mica, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2011. / ABSTRACT Hydrazine is used as a corrosion inhibitor, antioxidant, catalyst, emulsifier, reducing agents, fuel for rocket propulsion, insecticides, and pharmaceutical preparation of various derivatives. However, the hydrazine is a toxic material and therefore requires a sensitive method for its determination. In this paper a sensor was developed for determination of hydrazine by modifying a glassy carbon electrode with cobalt phthalocyanine adsorbed on mutiwalled carbon nanotubes. The surface and electrochemical characterization was carried out by cyclic voltametry, scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy X-ray. Surface studies shows that NTCPM and CoPc are a composite material. Electrochemical studies have shown the occurrence of redox processes of surface and also an indication of a limited transfer of load transfer. The number of electrons for the reaction of oxidation of hydrazine and the observed average rate constant of the process were estimated from the coefficients of linear and angular curves Koutecky-Levich being, respectively, 4,1 and 1,51 x 103 M-1s-1. The operational parameters of three electroanalytical techniques (amperometry, VOQ and VPD) were optimized for the determination of hydrazine with the use of ECV / NTCPM / CoPc, although the VOQ showed greater sensitivity and was therefore chosen for the determination of hydrazine in boiler water. A final analytical curve for the determination of hydrazine in boiler water sample was made using electrodes printed under optimized experimental conditions, with linear response over the concentration range of 99 mmol L-1 to 7630 ?mol L-1, with R equal to 0.999. We obtained values ??of LOD and LOQ equal to 50 and 99 ?mol L-1, respectively. The sensor allowed a good recovery for hydrazine in boiler water samples analyzed, with recovery values ??ranging between 98.41 and 103.62%, attesting to the accuracy of the proposed method.

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luiza Maria Ferreira Dantas.pdf: 554629 bytes, checksum: e52ab366e6eca5730a202673574f26b5 (MD5) Previous issue date: 2007-08-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work, the determination of hydrazine (N2H4) in aqueous solutions was investigated by voltammetric techniques on pyrolytic graphite electrodes (GP) before and after modification with iron tetra-pyridinoporphyrazine (FeTPyPz). The modified electrode GP/FeTPyPz presented higher oxidation currents and better voltammetric profiles in comparison with the unmodified electrodes. This modified electrode exhibited two reversible peaks attributed to the redox processes: Fe(I)TPyPz/Fe(II)TPyPz and Fe(II)TPyPz/Fe(III)TPyPz. The pH optimization conditions were performed in solutions prepared by the mixture of different proportions of 0.1 mol L-1 sodium hydroxide (NaOH) and 0.1 mol L-1 phosphate buffer solutions in order to obtain solutions with pH varying from 7 to 13. In order to increase the sensitivity for hydrazine oxidation, three voltammetric techniques were tested: cyclic voltammetry (CV), differential pulse voltammetry (DPV) and square wave voltammetry (SWV). The best results were provided by the latter one and the optimized conditions for hydrazine determinations were: i) electrolyte: 0,1 mol L-1 NaOH solution; ii) frequency: 30 s-1; pulse amplitude: 50 mV and scan increment: 8 mV. Under such conditions, the modified electrodes provided linear responses ranging from 5 up to 111 μmol L-1, with detection and quantification limits of 0.82 μmol L-1 and 2.7 μmol L-1, respectively. The investigated sensor presented relative standard deviation values for repeatability and reproducibility lower from 5%. The sensor was applied to analyze boiler water samples and a recovery average of 116 % was found. / Neste trabalho, a determinação de hidrazina (N2H4) em solução aquosa foi investigada com o uso de técnicas voltamétricas sobre eletrodos de grafite pirolítico (GP), antes e após a modificação com tetrapiridinoporfirazina de ferro (FeTPyPz). O eletrodo modificado GP/FeTPyPz apresentou correntes de oxidação da N2H4 mais acentuadas e com melhor perfil voltamétrico em relação ao eletrodo não modificado. Este eletrodo modificado apresentou dois picos reversíveis atribuídos aos processos redox: Fe(I)TPyPz/Fe(II)TPyPz e Fe(II)TPyPz/Fe(III)TPyPz. As condições de otimização do pH foram realizados em soluções preparadas através da mistura de diferentes proporções de solução de hidróxido de sódio (NaOH) 0,1 mol Lfi1 e tampão fosfato (KH2PO4) 0,1 mol Lfi1, a fim de obter soluções com pH variando de 7 a 13. Com o objetivo de aumentar a sensibilidade para a oxidação de hidrazina, testou-se três técnicas voltamétricas: voltametria cíclica (CV), voltametria de pulso diferencial (DPV), e voltametria de onda quadrada (SWV). Os melhores resultados foram obtitos através da técnica SWV e as condições otimizadas para a determinação de hidrazina foram: i) eletrólito: solução NaOH 0,1 mol Lfi1, ii) frequência de 30 sfi1, amplitude de pulso de 40 mV e incremento de varredura de 8 mV. Sob tais circunstâncias, o eletrodo modificado forneceu uma resposta linear entre 5 e 111 fimol Lfi1, com limite de detecção e quantificação de 0,82 fimol Lfi1 e 2,7 fimol Lfi1, respectivamente. O sensor investigado apresentou valores de desvio padrão relativo para estudos de repetibilidade da amostra e do sensor abaixo de 5%. O sensor foi aplicado em amostras de águas de caldeira e apresentou média de recuperação de 116%.

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO WENDELL.pdf: 1449569 bytes, checksum: 3293ccaefc405f2d45f32533547f901d (MD5) Previous issue date: 2012-07-05 / A ruthenium (III) hexacyanoferrate film was anchored with Nafion® on the surface of a glassy carbon electrode and tested in Britton-Robinson buffer ionic strength of 0.1 mol L-1 and pH = 1.8 at room temperature. The cyclic voltammograms of the electrode with the film showed four pair peaks with a surface-confined characteristic and they also indicated that the film is strongly dependent on the solution pH. The ruthenium (III) hexacyanoferrate film showed an excellent electrocatalytic activity toward the oxidation of hydrazine. The electrocatalytic oxidation of hydrazine was studied by cyclic voltammetry, rotating disk electrode voltammetry and chronoamperometry techniques. It has been observed that the oxidation of hydrazine to nitrogen occurs at a potential where oxidation is not observed at the bare glassy carbon electrode. The overall number of electrons involved in the catalytic oxidation of hydrazine was determined by cyclic voltammetry and rotating disk electrode experiments. A Tafel plots indicated a one-electron charge transfer process to be the rate-limiting step and the overall number of electrons involved in the catalytic oxidation of hydrazine was found to be four. It has been shown that the catalytic oxidation of hydrazine obeys fist-order kinetics with respect to hydrazine concentration. The diffusion coefficient of hydrazine was also estimated using chronoamperometry, presenting a value of 1,2 x 10-5 cm2 s-1. / Um filme de hexacianoferrato de rutênio (III) foi ancorado com Nafion® na superfície de um eletrodo de carbono vítreo e testado em tampão Britton- Robinson com força iônica de 0,1 mol L-1e pH = 1,8 à temperatura ambiente. Voltamogramas cíclicos do eletrodo com o filme mostraram quatro pares de picos com características de espécies confinadas na superfície do eletrodo. A resposta eletroquímica do filme de hexacianoferrato de rutênio (III) apresentou alta dependência do pH da solução e excelente atividade eletrocatalítica para a oxidação de hidrazina. O estudo eletrocatalítico foi realizado por voltametria cíclica, eletrodo de disco rotatório e cronoamperometria. Foi observado que a oxidação de hidrazina a nitrogênio acontece em uma região de potencial onde a oxidação não é observada para o eletrodo de carbono vítreo sem o filme de hexacianoferrato de rutênio (III). O número total de elétrons envolvidos na oxidação catalítica da hidrazina foi determinado por experimentos de voltametria cíclica e eletrodo de disco rotatório. Diagramas de Tafel indicaram que a reação de oxidação eletrocatalítica da hidrazina envolve um número total de quatro elétrons, sendo que um elétron é envolvido no processo de transferência de carga na etapa determinante da reação. Os resultados indicaram que a oxidação eletrocatalítica de hidrazina obedece a uma cinética de primeira ordem com relação à concentração da hidrazina. O coeficiente difusional da hidrazina foi também estimado usando cronoamperometria apresentando um valor de 1,2 x 10-5 cm2 s-1.

[pt] No Brasil está em larga expansão o uso de geração de eletricidade por termoeléctricas. Na geração de eletricidade por usinas térmicas são utilizados grandes quantidades de água e produtos químicos, que após utilização geram efluentes. A hidrazina é um produto químico usado para controle de corrosão em águas de caldeiras, sistemas de vapor e outros sistemas de usinas térmicas que após utilização acaba incorporada aos efluentes líquidos destas usinas. Com intuito de promover uma sistemática de controle de efluentes produzidos nas usinas, procurou-se, nesta dissertação, estudar efluentes contendo hidrazina com enfoque tecnológico. O processo abordado neste estudo consistiu no tratamento de efluentes contendo hidrazina, utilizando peróxido de hidrogênio com auxílio de catalisador de íons de cobre, para decomposição da hidrazina. Os ensaios foram feitos em laboratório, utilizando-se efluentes sintéticos com concentrações pré- determinadas de hidrazina que variaram entre 10 e 100 mg/L, com controle do pH que variou em 7 e 9,5, temperatura fixada em 220C, com adição de concentrações calculadas de peróxido de hidrogênio e catalisador de sulfato de cobre. Concluiu-se que o processo é viável para reduzir a concentração de hidrazina em efluentes a níveis inferiores aos limites da legislação (1 mg/L), utilizando-se quantidades estequiométricas de peróxido de hidrogênio em conjunto com sulfato de cobre em concentrações de 1 mg/L de Cu 2+ como catalisador, em efluentes com pH 9,5, a temperatura ambiente, em tempos inferiores a 30 minutos. Assim sendo, o trabalho mostrou-se adequado para satisfazer as condições de descarte de efluentes em águas brasileiras de acordo com a resolução CONAMA 20, carta P-031/01 cláusula 2 artigo V, de 9 de Fevereiro de 2001. / [en] In Brazil, the use of energy produced by power plant generators is in expansion. Power plants use large quantities of water and chemical products that after use end up in effluents. Hydrazine is used in water systems for corrosion control, because of its excelents oxygen scavenging capacity. The present work was conducted to study the treatment of effluents containing hydrazine, under a technological approach, with the purpose of contributing to a systematic of effluents control in power stations. The process studied in this work was the decomposition of hydrazine with hydrogen peroxid in presence catalyst cooper íon. The experiments were made in laboratory scale, using synthetic effluents with initial concentration of hydrazine at the levels 10 and 100 mg/L, with initial pH values 7 and 9,5, temperature fixed at 220C, with addition of st oichiometric amounts of hydrogen peroxide, with and without addition of cooper ion catalyst. It was conclued that the process its viable for reduction of hydrazine concentration in effluents with pH 9,5, below to levels under legislation (1mg/L), using stoichiometric amounts of hydrogen peroxide together with 1 mg/L of cooper ion, in times less that 30 minutes and ambient temperature. Therefore this work showed that the process is adequate in satisfying the Brazilian legislation for discharge of effluents into water bodies according to regulation CONAMA 20, letter P-031/01 clause 2 article V, 09 February 2001.

Compostos com alto conteúdo de hidrogênio, tais como hidrazina (N2H4) e íons borohidreto (BH4-), apresentam grande potencialidade como combustíveis em células a combustível ou em reformadores eletroquímicos para a geração de hidrogênio, uma vez que apresentam alta densidade de energia. Além disso, as reações de eletro-oxidação dessas espécies podem ser catalisadas por metais não nobres como Ni e Co, em eletrólito alcalino. Dessa forma, este projeto de pesquisa teve como objetivo a síntese e a investigação da atividade eletrocatalítica de eletrocatalisadores formados por nanopartículas de níquel e cobalto e por níquel em combinação com outro metal também ativo, como a platina, representados genericamente por NiO/C, Co3O4/C NiO-Pt/C, para a eletro-oxidação de hidrazina e de íons borohidreto. Os resultados eletroquímicos mostraram maiores atividades eletrocatalíticas, tanto para a eletro-oxidação de hidrazina quanto para íons borohidreto, para Co3O4/C em relação ao NiO/C, mas evidenciaram maior estabilidade para NiO/C. Tanto para NiO/C como para NiO-Pt/C, os experimentos mostraram que, em potenciais logo acima do de circuito aberto, a atividade eletrocatalítica origina-se da coexistência de espécies de Ni0 ou Pt0 e Ni-OH superficiais, onde a reação de eletro-oxidação de hidrazina é catalisada com efeito sinérgico bifuncional relacionado ao acoplamento de Ni-H ou Pt-H, gerado pela adsorção dissociativa de hidrazina (ou borohidreto), e Ni-OH, gerado pela descarga de OH- em baixos potenciais. Em altos sobrepotenciais, as correntes faradaicas aumentam significativamente e, para as duas reações, é proposto uma mecanismo de mediação de elétrons, no qual a hidrazina ou os íons borohidreto reduzem quimicamente o óxido de níquel ou de cobalto, com a geração de produtos destes combustíveis, e isto é seguido pela eletro-oxidação do metal, induzido pelo alto potencial do eletrodo, fechando o ciclo de mediação. Resultados de experimentos de DEMS online (Differential Electrochemical Mass Spectrometry), tanto para NiO/C ou Co3O4/C, quanto para NiO-Pt/C (somente para hidrazina neste caso), mostraram que as correntes faradaicas são seguidas pela geração do produto principal (N2 para o caso de hidrazina; BO2- para o borohidreto, sendo que este último não pode ser detectado por DEMS) em baixos sobrepotenciais e, em altos sobrepotenciais, o sinal do produto principal é acompanhado pelos sinais de H2 e de NH3, com comportamento similar. Este resultado evidencia que a reação de eletro-oxidação completa de hidrazina ou de íons borohidreto ocorre em maior extensão somente em baixos sobrepotenciais, sendo que, em altos sobrepotenciais, onde se tem a formação de óxidos de níquel ou de cobalto, as reações operam em maior extensão por vias incompletas de eletro-oxidação, para as quais tem-se a mediação de elétrons como mecanismo reacional. / High hydrogen content compounds, such as hydrazine (N2H4) and borohydride ion (BH4-) exhibit high prospect as fuel for fuel cells or electrochemical reformers for hydrogen generation, since they present high energy density. Moreover, their electro-oxidation reactions can be catalyzed on non-noble electrocatalysts, such as Ni and Co, in alkaline electrolyte. In this way, this project aimed the synthesis and the investigation of the electro-catalytic activity of nickel, cobalt and nickel/platinum nanoparticles based electrocatalysts, named as NiO/C, Co3O4/C and NiO-Pt/C, for hydrazine and borohydride electro-oxidation reactions. Electrochemical results showed high electrocatalytic activity of Co3O4/C for both reactions, (hydrazine and borohydride electro-oxidation), however NiO/C showed more stability. For both NiO/C and or NiO-Pt/C, the experiments showed that under potentials slightly above the open-circuit potential, the electrocatalytic activity comes from the co-existence of Ni0, Pt0 and Ni-OH on the surface. The hydrazine electro-oxidation reaction is catalyzed by a bi-functional synergistic effect related to the Ni-H or Pt-H coupling generated from dissociative adsorption of hydrazine (or borohydride), and Ni-OH, produced by OH- discharge in low potentials. In high overpotentials, the faradaic currents increase significantly for both reactions. An electron-mediated mechanism is proposed for this condition, where the hydrazine or borohydride ions reduces chemically the nickel or cobalt oxide, producing the reaction products from these fuels and, this is followed by the metal electro-oxidation, induced by the high potential of the electrode, completing the mediation cycle. For all electrocatalysts (only hydrazine for NiO-Pt/C), online DEMS (Differential Electrochemical Mass Spectrometry) results showed that the faradaic currents keep up with by the generation of the main product, in low potentials (N2 for hydrazine and BO2- for borohydride, but this last one cannot be detected by DEMS). In high overpotentials, the main product signal is followed by the signals, with similar behavior, of H2 and NH3. This result evidences that the complete hydrazine and borohydride electro-oxidation reactions preferentially occur in low overpotentials, whereas, in high overpotentials, when the nickel or cobalt oxides are present, the reactions occurs preferentially by incomplete pathways, in an electron-mediated mechanism.

A produção de radicais de carbono \"in vivo\" durante a biotransformação da hidrazina foi demonstrada por ressonância para magnética eletrônica, utilizando o método do captador de spin. Eritrócitos de rato também oxidaram a hidrazina, formando radicais de carbono e nitrogênio, além de espécies reativas de oxigênio. Todas estas espécies, possivelmente formadas \"in vivo\", são potencialmente causadoras de dano a macromoléculas. Podem, por exemplo, iniciar reações secundárias formando radicais de componentes celulares, como ocorreu com a hemoglobina que foi oxidada a radicais tiil-hemoglobina em eritrócitos tratados com hídrazina. Radicais de carbono formados durante a biotransformação da hidrazina em animais expostos provêm necessariamente de substâncias endógenas e podem ser direta ou indiretamente responsáveis pela modificação ( alquilação ) de bases no DNA \"in vivo\". A hidrazona do formaldeído é descrita na literatura como um intermediário da alquilação induzida por hidrazina \"in vivo\". Células L 1210, catalase ou oxihemoglobina de rato foram capazes de formar radicais de carbono durante a oxidação da hidrazona do formaldeído. A oxidação da hidrazona do formaldeído pela catalase foi estudada \"in vítro\" e os radicais de carbono formados, identificados como radicais metila. A base modificada C8 -metil-guanina foi formada em animais expostos, como demonstrado por cromatografia líquida de alta eficiência associada à detecção eletroquímica, sugerindo que ocorreu alquilação do DNA por radicais metila durante a biotransformação da hidrazina \"in vivo\". / The production of carbon-centered radicais during hydrazine biotransformation \"in vivo\" was demonstrated by electron paramagnetic resonance ( EPR ) spin trapping technique. Rat red blood cells also oxidized hydrazine, forming carbon and nitrogen centered radicais, besides oxygen reactive speties. Ali these species, possibly formed \"in vivo\", are potentially harmful to macromolecules. For example, they can initiate secondary reactions in which the radicais from cell components are formed, as it occurred with hemoglobin, forming thiyl-hemoglobin radicais in the red blood cells treated with hydrazine. Carbon-centered radicais produced during the biotransformation of hydrazine in exposed animais must be derived from endogenous sources and may be directly or indirectly responsible for the modificaton ( alkylation ) of DNA bases \"in vivo\". The formaldehyde hydrazone is reported in the literature as an intermediate of hydrazine-induced alkylation \"in vivo\". L1210 cells, catalase and rat hemoglobin were able to produce carbon-centered radicais during the oxidation of the formaldehyde hydrazone. The oxidation of formaldehyde hydrazone by catalase was studied \"in vitro\" and the generated carbon-centered radicais were identified as methyl radicais. The modified base C8 -methylguanine was formed in exposed animais, as demonstrated by high performance liquid chromatography with electrochemical detection, suggesting that DNA alkylation by methyl radicais occurred during hydrazine biotransformation \"in vivo.\"

A produção de radicais de carbono \"in vivo\" durante a biotransformação da hidrazina foi demonstrada por ressonância para magnética eletrônica, utilizando o método do captador de spin. Eritrócitos de rato também oxidaram a hidrazina, formando radicais de carbono e nitrogênio, além de espécies reativas de oxigênio. Todas estas espécies, possivelmente formadas \"in vivo\", são potencialmente causadoras de dano a macromoléculas. Podem, por exemplo, iniciar reações secundárias formando radicais de componentes celulares, como ocorreu com a hemoglobina que foi oxidada a radicais tiil-hemoglobina em eritrócitos tratados com hídrazina. Radicais de carbono formados durante a biotransformação da hidrazina em animais expostos provêm necessariamente de substâncias endógenas e podem ser direta ou indiretamente responsáveis pela modificação ( alquilação ) de bases no DNA \"in vivo\". A hidrazona do formaldeído é descrita na literatura como um intermediário da alquilação induzida por hidrazina \"in vivo\". Células L 1210, catalase ou oxihemoglobina de rato foram capazes de formar radicais de carbono durante a oxidação da hidrazona do formaldeído. A oxidação da hidrazona do formaldeído pela catalase foi estudada \"in vítro\" e os radicais de carbono formados, identificados como radicais metila. A base modificada C8 -metil-guanina foi formada em animais expostos, como demonstrado por cromatografia líquida de alta eficiência associada à detecção eletroquímica, sugerindo que ocorreu alquilação do DNA por radicais metila durante a biotransformação da hidrazina \"in vivo\". / The production of carbon-centered radicais during hydrazine biotransformation \"in vivo\" was demonstrated by electron paramagnetic resonance ( EPR ) spin trapping technique. Rat red blood cells also oxidized hydrazine, forming carbon and nitrogen centered radicais, besides oxygen reactive speties. Ali these species, possibly formed \"in vivo\", are potentially harmful to macromolecules. For example, they can initiate secondary reactions in which the radicais from cell components are formed, as it occurred with hemoglobin, forming thiyl-hemoglobin radicais in the red blood cells treated with hydrazine. Carbon-centered radicais produced during the biotransformation of hydrazine in exposed animais must be derived from endogenous sources and may be directly or indirectly responsible for the modificaton ( alkylation ) of DNA bases \"in vivo\". The formaldehyde hydrazone is reported in the literature as an intermediate of hydrazine-induced alkylation \"in vivo\". L1210 cells, catalase and rat hemoglobin were able to produce carbon-centered radicais during the oxidation of the formaldehyde hydrazone. The oxidation of formaldehyde hydrazone by catalase was studied \"in vitro\" and the generated carbon-centered radicais were identified as methyl radicais. The modified base C8 -methylguanine was formed in exposed animais, as demonstrated by high performance liquid chromatography with electrochemical detection, suggesting that DNA alkylation by methyl radicais occurred during hydrazine biotransformation \"in vivo.\"

Compostos com alto conteúdo de hidrogênio, tais como hidrazina (N2H4) e íons borohidreto (BH4-), apresentam grande potencialidade como combustíveis em células a combustível ou em reformadores eletroquímicos para a geração de hidrogênio, uma vez que apresentam alta densidade de energia. Além disso, as reações de eletro-oxidação dessas espécies podem ser catalisadas por metais não nobres como Ni e Co, em eletrólito alcalino. Dessa forma, este projeto de pesquisa teve como objetivo a síntese e a investigação da atividade eletrocatalítica de eletrocatalisadores formados por nanopartículas de níquel e cobalto e por níquel em combinação com outro metal também ativo, como a platina, representados genericamente por NiO/C, Co3O4/C NiO-Pt/C, para a eletro-oxidação de hidrazina e de íons borohidreto. Os resultados eletroquímicos mostraram maiores atividades eletrocatalíticas, tanto para a eletro-oxidação de hidrazina quanto para íons borohidreto, para Co3O4/C em relação ao NiO/C, mas evidenciaram maior estabilidade para NiO/C. Tanto para NiO/C como para NiO-Pt/C, os experimentos mostraram que, em potenciais logo acima do de circuito aberto, a atividade eletrocatalítica origina-se da coexistência de espécies de Ni0 ou Pt0 e Ni-OH superficiais, onde a reação de eletro-oxidação de hidrazina é catalisada com efeito sinérgico bifuncional relacionado ao acoplamento de Ni-H ou Pt-H, gerado pela adsorção dissociativa de hidrazina (ou borohidreto), e Ni-OH, gerado pela descarga de OH- em baixos potenciais. Em altos sobrepotenciais, as correntes faradaicas aumentam significativamente e, para as duas reações, é proposto uma mecanismo de mediação de elétrons, no qual a hidrazina ou os íons borohidreto reduzem quimicamente o óxido de níquel ou de cobalto, com a geração de produtos destes combustíveis, e isto é seguido pela eletro-oxidação do metal, induzido pelo alto potencial do eletrodo, fechando o ciclo de mediação. Resultados de experimentos de DEMS online (Differential Electrochemical Mass Spectrometry), tanto para NiO/C ou Co3O4/C, quanto para NiO-Pt/C (somente para hidrazina neste caso), mostraram que as correntes faradaicas são seguidas pela geração do produto principal (N2 para o caso de hidrazina; BO2- para o borohidreto, sendo que este último não pode ser detectado por DEMS) em baixos sobrepotenciais e, em altos sobrepotenciais, o sinal do produto principal é acompanhado pelos sinais de H2 e de NH3, com comportamento similar. Este resultado evidencia que a reação de eletro-oxidação completa de hidrazina ou de íons borohidreto ocorre em maior extensão somente em baixos sobrepotenciais, sendo que, em altos sobrepotenciais, onde se tem a formação de óxidos de níquel ou de cobalto, as reações operam em maior extensão por vias incompletas de eletro-oxidação, para as quais tem-se a mediação de elétrons como mecanismo reacional. / High hydrogen content compounds, such as hydrazine (N2H4) and borohydride ion (BH4-) exhibit high prospect as fuel for fuel cells or electrochemical reformers for hydrogen generation, since they present high energy density. Moreover, their electro-oxidation reactions can be catalyzed on non-noble electrocatalysts, such as Ni and Co, in alkaline electrolyte. In this way, this project aimed the synthesis and the investigation of the electro-catalytic activity of nickel, cobalt and nickel/platinum nanoparticles based electrocatalysts, named as NiO/C, Co3O4/C and NiO-Pt/C, for hydrazine and borohydride electro-oxidation reactions. Electrochemical results showed high electrocatalytic activity of Co3O4/C for both reactions, (hydrazine and borohydride electro-oxidation), however NiO/C showed more stability. For both NiO/C and or NiO-Pt/C, the experiments showed that under potentials slightly above the open-circuit potential, the electrocatalytic activity comes from the co-existence of Ni0, Pt0 and Ni-OH on the surface. The hydrazine electro-oxidation reaction is catalyzed by a bi-functional synergistic effect related to the Ni-H or Pt-H coupling generated from dissociative adsorption of hydrazine (or borohydride), and Ni-OH, produced by OH- discharge in low potentials. In high overpotentials, the faradaic currents increase significantly for both reactions. An electron-mediated mechanism is proposed for this condition, where the hydrazine or borohydride ions reduces chemically the nickel or cobalt oxide, producing the reaction products from these fuels and, this is followed by the metal electro-oxidation, induced by the high potential of the electrode, completing the mediation cycle. For all electrocatalysts (only hydrazine for NiO-Pt/C), online DEMS (Differential Electrochemical Mass Spectrometry) results showed that the faradaic currents keep up with by the generation of the main product, in low potentials (N2 for hydrazine and BO2- for borohydride, but this last one cannot be detected by DEMS). In high overpotentials, the main product signal is followed by the signals, with similar behavior, of H2 and NH3. This result evidences that the complete hydrazine and borohydride electro-oxidation reactions preferentially occur in low overpotentials, whereas, in high overpotentials, when the nickel or cobalt oxides are present, the reactions occurs preferentially by incomplete pathways, in an electron-mediated mechanism.