A carepa é um resíduo da produção de aço gerado principalmente nas etapas de lingotamento e laminação. O objetivo do presente trabalho foi a produção do coagulante cloreto férrico a partir da carepa oriunda da indústria siderúrgica. Em termos experimentais, foram realizados ensaios de solubilização da carepa avaliando-se o efeito da concentração de ácido clorídrico, tempo de reação e temperatura. Ainda, avaliou-se a oxidação do Fe2+, presente no liquor, para Fe3+ por dois métodos distintos, sendo adição de peróxido de hidrogênio e injeção de ozônio. A solução de cloreto férrico produzido a partir da carepa foi caracterizada e aplicada no tratamento de esgoto doméstico sanitário de uma instituição universitária. Como resultado, a melhor condição para a dissolução da carepa foi com o uso de uma solução de HCl 90%, tempo de reação de 2 horas a uma temperatura de 80oC. Nesta condição, a eficiência de dissolução da carepa foi de 90%. A completa oxidação do Fe2+ dissolvido no liquor para Fe3+ foi possível tanto com a adição de H2O2 como com O3. Contudo, o processo de ozonização apresenta vantagens, pois estequiometricamente é mais eficiente e não dilui a solução rica em cloreto férrico. A análise físico-química do coagulante produzido com a digestão da carepa com HCl 90% e oxidada com ozônio, após evaporação, atendeu ao critério de concentração de Fe de no mínimo 12% em volume. A aplicação do reagente no tratamento de um esgoto doméstico sanitário mostrou que é eficiente na remoção de sólidos suspensos e fósforo. Por fim o estudo mostrou que é possível produzir um coagulante a partir da carepa gerada na indústria siderúrgica. A prática sugerida neste trabalho pode reduzir a quantidade de resíduos deslocados para aterros industriais pela indústria siderúrgica. / Mill scale is a residue of steel production generated mainly in casting and lamination phases. The objective of this work was the production of the ferric chloride coagulant from the mill scale which comes from the steel industry. In experimental terms, trials of mill scale solubility were carried out in order to evaluate the effect of hydrochloric acid concentration, reaction time and temperature. After that, the oxidation of Fe2 +, present in the liquor, to Fe3 + was evaluated by two distinct methods, addition of hydrogen peroxide and ozone injection. The ferric chloride solution produced from mill scale was characterized and applied in the sewage treatment of a university campus. As a result, a good condition for the dissolution of mill scale was with the use of 90% HCl solution, reaction time of 2 hours, at a temperature of 80ºC. In this condition, the efficiency of mill scale dissolution was of 90%. The complete oxidation of Fe2+ dissolved in the liquor for Fe3+ was possible both with the addition of H2O2 as well as with O3. However, the ozonation process has advantages because it is stoichiometrically more efficient and does not dilute the solution rich in ferric chloride. Physico-chemical analysis of the coagulant produced with the dissolution of mill scale with 90% HCl and oxidized with ozone, after evaporation, answered to the criterion of Fe concentration of, at least, 12% in volume. The use of the reagent in the treatment of a sewer showed that it is effective in removing suspended solids and phosphorus. Finally, it is possible to produce a coagulant from mill scale produced in the steel industry. The practice suggested in this work can reduce the amount of waste sent to industrial landfills by the steel industry.

Un grupo de investigadores del Instituto Tecnológico de Israel ha observado que el uso de foto ánodos de Fe2O3 produce una mejora importante en el rendimiento de las celdas fotoelectroquímicas. Las mejoras están basadas en el uso de láminas muy delgadas de Fe2O3 que mejoran la eficiencia en el transporte de carga. La elección de Fe2O3 está basada en su estabilidad en agua, su alta eficiencia de absorción de luz, su no toxicidad y su bajo coste. Las celdas fotoelectroquímicas son importantes para la electrólisis del agua y la producción de hidrógeno. / A research group at the Israel Institute of Technology has outlined the use of Fe2O3 photoanodes to enhance the efficiency of photoelectrochemical cells. The improvement is based on the design of extremely thinsheets of Fe2O3, which allow for a more efficient transport of charge carriers, reducing the amount of them that are lost due to recombination. Fe2O3 was chosen as a photoanode material due to its high stability in water, its high light absorption efficiency, the fact that it is non toxic and its low cost. Photoelectrochemical cells are extremely important in order to electrolyse water, hence producing hydrogen,a green fuel.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Os solos da Chapada do Apodi â CE expressam um grande potencial para uso na agricultura irrigada. SÃo solos fÃrteis quando comparado com outros solos do Brasil, apresentam relevo plano e parte deste possuem grau de drenagem de boa a moderada. No entanto, alguns aspectos sÃo de interesse por parte dos pesquisadores no Ãmbito da CiÃncia do Solo, quanto a sua gÃnese e a presenÃa de nÃdulos nestes solos. Visando aumentar a base de dados à necessÃrio que se faÃa uma caracterizaÃÃo quÃmica e mineralÃgica dos solos e nÃdulos encontrados neste ambiente. Cinco perfis (P1, P2, P3, P4 e P5) de solos encontrados em uma topossequencia desenvolvidos de calcÃrio da formaÃÃo JandaÃra foram estudados. Utilizaramse de anÃlises quÃmicas como o ataque total, ataquesulfÃrico, DCB e difraÃÃo de raios â X para obtenÃÃo de dados para que fosse possÃvel estabelecer relaÃÃes para a compreensÃo da gÃnese dos solos e nÃdulos. Os solos, de maneira geral apresentam teores uniformes de ferro e titÃnio, nÃo sendo notadas grandes diferenÃas entre horizontes e perfis. No entanto, as diferenÃas existentes, destacam o P5 dos de demais perfis, sendo este de maior profundidade, maior teor de ferro e titÃnio, representando um maior grau de intemperismo expresso pela menor relaÃÃo entre os teores de silÃcio e alumÃnio(Ki). A distribuiÃÃo uniforme nos teores de titÃnio em todos os perfis indicam que estes solos foram formados in situ. Os principais minerais encontrados nos solos sÃo caulinita e micaâ ilita. Os nÃdulos apresentaram elevados teores de ferro, no entanto, nÃo foram notadas relaÃÃo inversa entre o teor de ferro e o tamanho das concreÃÃes. Os teores de titÃnio no solo e nas concreÃÃes quando somados e comparados entre perfis apresentaram-se quimicamente semelhantes, evidenciado a formaÃÃo das concreÃÃes in situ. Os principais minerais encontrados nos nÃdulos e concreÃÃes foram caulinita, quartzo, goethita, hematita, anatÃsio e rutilo. A micromorfologia dos nÃdulos e concreÃÃes indicam que as mesmas estÃo em processos de degradaÃÃo. / The soils of the Apodi Plateau - EC express a great potential for use in irrigated agriculture. Fertile soil are compared to other soi l from Brazil, and have flat terrain feature of this degree of drainage good to moderate. However, there is some interest from researchers in the field of Soil Science, as its genesis and the p resence of nodules in these soils. Aiming to increase the database is necessary to make a chemic al and mineralogical characterization of soils and nodules found in this environment. Five p rofiles (P1, P2, P3, P4 and P5) found in a soil toposequence developed from calcareous JandaÃr a were studied. Was used for chemical analyzes as full attack, sulfuric acid, and DCB-ray diffraction X - to obtain data to make it possible to establish relationships for understandi ng the genesis of soils and nodules. The soils generally have uniform levels of iron and titanium, is not noticed big differences between horizons and profiles. However, the differences, P5 differ from those of other profiles, which is of greater depth, more iron and titanium, repres enting a greater degree of weathering expressed by the lower ratio between the contents o f silicon and aluminum (Ki). The concentration of titanium is present in all profile s uniform evidence indicating that these soils were formed in situ. The main minerals found in soil are kaolinite and muscovite - illite. The nodules had high levels of iron, however, there wer e no inverse relationship between the iron content and size of concretions. The titanium conte nt in soil and concretions when summed and compared to profiles showed similar chemically, evidenced the formation of concretions in situ . The main minerals found in nodules and concretion s were kaolinite, quartz, goethite, hematite, anatase and rutile

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A hidroxiapatita (HA) tem sido amplamente utilizada na Ãrea de biomÃdica, especialmente para aplicaÃÃes ortopÃdicas no tratamento da osteoporose, objetivando seu uso como nanopartÃculas injetÃveis que podem ser dirigidas para vÃrios locais do corpo para tratamento de defeitos Ãsseos. A HA à um material muito semelhante ao mineral componente do osso. Està bem estabelecido que os osteoblastos (cÃlulas formadoras do osso) crescem melhor em metais revestidos por HA do que em metais isolados. A sinvastatina (SINV) à um medicamento utilizado atualmente para reduÃÃo de colesterol (via oral), porÃm, estudos recentes mostraram uma interessante capacidade desse fÃrmaco no aumento do processo de regeneraÃÃo local quando associado com hidroxiapatita. Neste trabalho, nanopartÃculas de magnetita (Fe3O4), um Ãxido de ferro com propriedades magnÃticas, recentemente estudado como agente potencializador de proliferaÃÃo de cÃlulas Ãsseas, foram associadas com HA com o objetivo de aumentar processos regenerativos. Este sistema sofreu tratamento hidrotÃrmico para controlar as propriedades cristalinas do revestimento. Separadamente, Fe3O4 e HA sÃo biocompatÃveis e, quando combinados, as nanopartÃculas melhoram vÃrios indicadores de diferenciaÃÃo de osteoblastos importantes, tais como a sÃntese de colÃgeno e a deposiÃÃo de cÃlcio, mantendo as suas propriedades magnÃticas. Reconhece-se que a quÃmica de superfÃcie, a energia de superfÃcie e a topografia da superfÃcie tÃm uma influÃncia significativa sobre as respostas de osteoblastos. Em particular, nos dias de hoje, os defeitos Ãsseos de tamanho crÃtico dependem da engenharia de âscaffoldsâ que sÃo suportes estruturais em 3D, permitindo a infiltraÃÃo celular e posterior integraÃÃo com o tecido nativo. Por esse motivo, o material sintetizado e funcionalizado com SINV foi introduzido em matrizes polimÃricas de quitosana. Os compÃsitos formados apresentaram tamanho mÃdio de partÃcula de 20 nm (HA-5h) e 18 nm (Fe3O4) e 40-100 nm (Fe3O4-HA). Os difratogramas mostraram os picos caracterÃsticos das fases cristalinas dos compÃsitos de acordo com a literatura, bem como as bandas de infravermelho. / Hydroxyapatite (HA) has been widely used in the biomedical area, especially in orthopedic applications in the treatment of osteoporosis aiming its use as injectable HA nanoparticles can be targeted to various body locations to treat bone defects. The HA is very similar to mineral component of bone material. It is well established that osteoblasts (bone forming cells) grow better on HA-coated metal than for metals isolated. Simvastatin (SIMV) is a drug currently used to reduce cholesterol (oral), but recent studies have shown an interesting ability of this drug to increase the local regeneration process, when combined with hydroxyapatite. In this work, magnetite nanoparticles (Fe3O4) with an iron oxide magnetic properties recently studied as potentiating agent proliferation of bone cells, have been associated with HA with the aim of increasing regenerative processes. This system has undergone the hydrothermal treatment for controlling the crystal properties of the coating. Separately, Fe3O4 and HA are biocompatible and when combined, the nanoparticles improve several important markers of osteoblast differentiation, such as collagen synthesis and deposition of calcium by keeping their magnetic properties. It is recognized that the surface chemistry, surface energy and surface topography have a significant influence on osteoblast responses. In particular, nowadays, the critical size bone defect depends on the engineering "scaffold" which are structural supports 3D, allowing for cell infiltration and subsequent integration to the native tissue. For this reason, the material synthesized and functionalized with SIMV was added in chitosan polymeric matrices. The formed composite showed average particle size of 20 nm (HA-5h), 18 nm (Fe3O4) and 30-70nm (Fe3O4-HA). The XRD patterns showed characteristic peaks of the crystalline phases of the composites according to the literature, as well as the IR bands.

A carepa é um resíduo da produção de aço gerado principalmente nas etapas de lingotamento e laminação. O objetivo do presente trabalho foi a produção do coagulante cloreto férrico a partir da carepa oriunda da indústria siderúrgica. Em termos experimentais, foram realizados ensaios de solubilização da carepa avaliando-se o efeito da concentração de ácido clorídrico, tempo de reação e temperatura. Ainda, avaliou-se a oxidação do Fe2+, presente no liquor, para Fe3+ por dois métodos distintos, sendo adição de peróxido de hidrogênio e injeção de ozônio. A solução de cloreto férrico produzido a partir da carepa foi caracterizada e aplicada no tratamento de esgoto doméstico sanitário de uma instituição universitária. Como resultado, a melhor condição para a dissolução da carepa foi com o uso de uma solução de HCl 90%, tempo de reação de 2 horas a uma temperatura de 80oC. Nesta condição, a eficiência de dissolução da carepa foi de 90%. A completa oxidação do Fe2+ dissolvido no liquor para Fe3+ foi possível tanto com a adição de H2O2 como com O3. Contudo, o processo de ozonização apresenta vantagens, pois estequiometricamente é mais eficiente e não dilui a solução rica em cloreto férrico. A análise físico-química do coagulante produzido com a digestão da carepa com HCl 90% e oxidada com ozônio, após evaporação, atendeu ao critério de concentração de Fe de no mínimo 12% em volume. A aplicação do reagente no tratamento de um esgoto doméstico sanitário mostrou que é eficiente na remoção de sólidos suspensos e fósforo. Por fim o estudo mostrou que é possível produzir um coagulante a partir da carepa gerada na indústria siderúrgica. A prática sugerida neste trabalho pode reduzir a quantidade de resíduos deslocados para aterros industriais pela indústria siderúrgica. / Mill scale is a residue of steel production generated mainly in casting and lamination phases. The objective of this work was the production of the ferric chloride coagulant from the mill scale which comes from the steel industry. In experimental terms, trials of mill scale solubility were carried out in order to evaluate the effect of hydrochloric acid concentration, reaction time and temperature. After that, the oxidation of Fe2 +, present in the liquor, to Fe3 + was evaluated by two distinct methods, addition of hydrogen peroxide and ozone injection. The ferric chloride solution produced from mill scale was characterized and applied in the sewage treatment of a university campus. As a result, a good condition for the dissolution of mill scale was with the use of 90% HCl solution, reaction time of 2 hours, at a temperature of 80ºC. In this condition, the efficiency of mill scale dissolution was of 90%. The complete oxidation of Fe2+ dissolved in the liquor for Fe3+ was possible both with the addition of H2O2 as well as with O3. However, the ozonation process has advantages because it is stoichiometrically more efficient and does not dilute the solution rich in ferric chloride. Physico-chemical analysis of the coagulant produced with the dissolution of mill scale with 90% HCl and oxidized with ozone, after evaporation, answered to the criterion of Fe concentration of, at least, 12% in volume. The use of the reagent in the treatment of a sewer showed that it is effective in removing suspended solids and phosphorus. Finally, it is possible to produce a coagulant from mill scale produced in the steel industry. The practice suggested in this work can reduce the amount of waste sent to industrial landfills by the steel industry.

Orientadores: Bernardino Ribeiro de Figueiredo, Jaime Wilson Vargas de Mello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-09T03:35:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andrade_RenatoPereirade_M.pdf: 3230376 bytes, checksum: 0c97aa2a31e60b46ab3f3d65fdda0ace (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A drenagem ácida da mina (DAM) resulta da exposição de materiais dos sulfetados à água e ao oxigênio atmosférico. Nestes ambientes, a oxidação da arsenopirita causa a liberação do arsênio (As) para o meio ambiente. Tendo em vista o grande problema ambiental que é a dissolução do arsênio nas águas subterrâneas e superficiais, este trabalho propõe-se a verificar a eficácia do uso de calcário ('CaCO IND. 3¿) para controlar a dispersão desse metalóide no ambiente. Amostras parcialmente oxidadas de materiais sulfetados provenientes de minas de ouro do Brasil foram usadas para avaliar a mobilidade do arsênio em teste de colunas. Foram feitos testes de lixiviação em colunas passando água destilada, com intervalos de 2 semanas durante 156 dias. O comportamento das amostras ao teste estático de oxidação dos sulfetos foi semelhante, valores de balanço ácido-base (BAB) positivo, caracterizando a capacidade de geração de águas ácidas pelos materiais. Nos tratamentos onde o substrato era mais ácido (sem adição de carbonatos) a concentração de As, Fe e S nos lixiviados foram altas, enquanto nos tratamentos com adição de neutralizante (pH>7) foram encontrados baixos teores para esses elementos. Não obstante, a eficácia do carbonato sobre a mobilização do As foi menor na amostra que tinha maior quantidade de goethita. A alta correlação (r=0,749) entre o Fe e As nos lixiviados sugere que o As está sendo adsorvido nos oxi-hidróxidos formados pela oxidação do material sulfetado. A presença de enxofre nos lixiviados foi aumentada com a diminuição no pH devido ao maior poder da catálise bacteriana proporcionada pelo meio ácido. A arsenopirita teve sua velocidade de oxidação aumentada em pH baixo provavelmente devido à ação de bactérias Acidithiobacillos ferrooxidans, aumentando assim a geração de águas ácidas, e conseqüentemente, dissolvendo os oxi-hidróxidos de ferro, liberando o As que estava retido na sua estrutura. Os resultados corroboraram o uso do CaCO3 para controlar a dispersão de As em ambientes afetados por DAM. Entretanto a eficácia do tratamento com carbonato parece ser dependente da presença de óxidos-hidróxidos de ferro na amostra. Estes resultados podem ser usados para a remediação de áreas afetadas por drenagem ácida de mina e mobilização de As em materiais sulfetados parcialmente oxidados / Abstract: Acid mine drainage (AMD) results from the exposure of sulfide materials to atmospheric water and oxygen. In addition to AMD, oxidation of arsenopyrite and other As bearing sulfides can release arsenic (As) into the environment. In view of the risks to living organisms due to arsenic contamination of groundwater and surface water sources this work was carried out in order evaluate the effectiveness of lime ('CaCO IND. 3) to control the dispersion of this metalloid in the environment. Partially oxidized samples of sulfide bearing materials from gold mines in Brazil were used to evaluate the arsenic mobilization by leaching tests. Columns containing ground samples, with and without liming treatments, were leached with distilled water every two weeks during 156 days. The acid-base accounting (ABA) static tests classified the samples as potential acid forming materials. In the treatments without liming, As, Fe and S concentrations in the leachates were higher than those in the treatments with carbonate. Nevertheless, the effectiveness of liming and As mobilization were less in the sample containing goethite. High correlation between Fe and As concentrations in the leachates (r=0.749) suggests that iron oxides-hydroxides retained arsenic in the solid phase. Oxidation rates of As bearing sulfides were increased at low pH, probably due to the enhanced activity of bacteria (Acidithiobacillus ferrooxidans) and decreased rate of Fe precipitation, thus reinforcing generation of acid water, and consequently releasing As. Our results corroborate the use of lime to control the dispersion of As in AMD affected environments. However the effectiveness of the liming treatment seems to be dependent on the presence of iron oxides-hydroxides in the sample. These findings can be useful to remediate areas affected by acid mine drainage and arsenic mobilization in partially oxidized sulfide materials / Mestrado / Geologia e Recursos Naturais / Mestre em Geociências

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:12:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao - Wesley Renato Viali.pdf: 3929545 bytes, checksum: b4e900de56f7f751a05beaeb0b326f0b (MD5) Previous issue date: 2009-03-18 / In this work maghemite nanoparticles were synthesized by co-precipitating Fe2+ and Fe3+ in alkaline medium. The freshly prepared magnetite was oxidized by two different routes: by bubbling O2 through an acid suspension of magnetite nanoparticles or by hydrothermal treatment of magnetite with ferric nitrate/nitric acid solution. After oxidation, the nanoparticles were covered with oleic acid and the grafting coefficient was evaluated according to the oxidation method and pH employed in the adsorption experiments. The covered particles were dispersed in mineral and vegetable insulating oils, resulting in magnetic fluids whose colloidal stability was investigated in regard to the following parameters: dilution, heating, water content, chemical composition of insulating oils and addition of oleic acid. The nanoparticles were characterized by X-ray diffratometry, thermogravimetric and differential thermal analyses and infrared spectroscopy. The Fe3+/Fe2+ molar ratio in the solids was determined by UV-Vis spectrometry. The magnetic fluids were characterized regarding the volume fraction of nanoparticles, the water content, and their colloidal stability was monitored by dynamic light scattering measurements and visual observations. The results obtained from the analyses indicated that the oxidized magnetite nanoparticles (5 to 10 nm) have inverse spinel structure and Fe3+/Fe2+ molar ratio varied from 20 to 70, depending on the oxidation method and employed conditions. The grafting coefficient varied from 2,1 to 4,8, reflecting the oleic acid adsorption conditions, and the further treatments. It was also observed that by controlling the experimental conditions, a grafting coefficient very close to a Langmuir s monolayer can be achieved, together with a decrease in the amount of physisorbed species which contribute negatively to the colloidal stability. The study of colloidal stability showed that dilution, heating and XVII water content have a great influence in the sedimentation of diluted magnetic fluids, when they are diluted with minerals insulating oils. It was verified that the magnetic fluids diluted with vegetable insulating oil showed very high colloidal stability in the accelerated thermal aging experiment / Neste trabalho foram preparadas nanopartículas de maghemita pelo método da coprecipitação de íons Fe3+ e Fe2+ em meio básico. A magnetita inicialmente obtida foi oxidada utilizando-se gás oxigênio ou solução de nitrato férrico/ácido nítrico. Após a oxidação, as nanopartículas foram revestidas com ácido oleico e a eficiência deste processo foi avaliada em função do método de oxidação e do pH de adsorção. As partículas revestidas foram dispersas em óleos isolantes dos tipos naftênico, parafínico ou vegetal, resultando em fluidos magnéticos cujas estabilidades coloidais foram avaliadas em função dos seguintes parâmetros: diluição, aquecimento, teor de água, natureza do meio dispersante e adição de ácido oleico. As nanopartículas foram caracterizadas por difratometria de raios X, análise termogravimétrica e térmica diferencial e espectroscopia de infravermelho. A razão Fe3+/Fe2+ nos sólidos foi determinada por espectrofotometria no visível. Os fluidos magnéticos foram caracterizados quanto à fração volumétrica de nanopartículas e ao teor de água, e sua estabilidade coloidal foi acompanhada por espalhamento dinâmico de luz e por medidas visuais de turbidez. Os resultados das análises e experimentos indicaram que as nanopartículas de magnetita oxidada (5 a 10 nm) apresentaram estrutura espinélio inverso e razão Fe3+/Fe2+ desde 20 até 70, dependendo do método e condições de oxidação empregadas. O coeficiente de revestimento variou de 2,1 a 4,8, refletindo tanto as condições utilizadas nos procedimentos de adsorção do ácido oleico, como também os tratamentos subseqüentes. Demonstrou-se que através do controle das condições experimentais pode-se obter um revestimento muito próximo ao de uma monocamada de Langmuir, bem como reduzir a quantidade de XV espécies moleculares fisissorvidas que contribuem negativamente para a estabilidade coloidal. O estudo da estabilidade coloidal mostrou que a diluição, o aquecimento e o teor de água favorecem a sedimentação dos fluidos magnéticos quando estes são diluídos em óleos isolantes naftênico e parafínico. Verificou-se que os fluidos magnéticos em óleo vegetal quando em frações volumétricas baixas apresentaram alta estabilidade coloidal em experimentos de envelhecimento acelerado

Submitted by Geyciane Santos (geyciane_thamires@hotmail.com) on 2015-11-25T20:31:11Z No. of bitstreams: 1 Tese - Liliam Gleicy de souza Oliveira.pdf: 1737358 bytes, checksum: 0abd9d5d0e82ee6d0303d74ebab41689 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-11-27T18:46:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese - Liliam Gleicy de souza Oliveira.pdf: 1737358 bytes, checksum: 0abd9d5d0e82ee6d0303d74ebab41689 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-11-27T18:56:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese - Liliam Gleicy de souza Oliveira.pdf: 1737358 bytes, checksum: 0abd9d5d0e82ee6d0303d74ebab41689 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-27T18:56:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese - Liliam Gleicy de souza Oliveira.pdf: 1737358 bytes, checksum: 0abd9d5d0e82ee6d0303d74ebab41689 (MD5) Previous issue date: 2015-09-03 / Não informada / Nanotechnology excels in many areas of expertise, for example, magnetic nanoparticles of iron oxides contribute to the therapy and diagnosis of cancer. Nanoparticles from iron oxides (NM) and magnetite (Fe3O4) and maghemite (γ-Fe2O3) assist in early detection of tumors by nuclear magnetic resonance and permeate into cancer cells for the eradication of tumors by hyperthermia. However, the application of magnetic iron oxides depends on the synthetic route of the magnetic namomaterial and their incorporation in cancer cells. Thus, a series of NM, replaced by Ni and Co, was synthesized by co-precipitation in this work to incorporate them into Copaiba oil Copaifera multijuga as a way to produce nanomaterials able to interact with cancer cells. Six NM replaced by Ni (Ni 1 Ni 2, Ni 3) and Co (Co1, Co 2, Co 3) were chosen using the exploratory techniques HCA and PCA with the R software (ChemoSpec packet) applied to spectra ray diffraction X. Selected NM were studied by XRD, FT-NIR, SEM-EDS and Mössbauer spectroscopy on samples embedded in C. oil multijuga and not incorporated. The results of XRD, SEM and FT-NIR showed a mixture of magnetite / maghemite particles distributed in small average particle size, or even amorphous. This suggests that the synthesis process generated the formation of NM with different morphologies. The Mössbauer spectra suggest different behavior as it increases the isomorphic substitution, so the higher is the substitution is superparamagnetic NM synthesized. / A nanotecnologia destaca-se em muitas áreas do conhecimento, por exemplo, nanopartículas magnéticas de óxidos de ferro contribuem na terapia e diagnóstico do câncer. Nanopartículas dos óxidos de ferro magnéticos (NM) como magnetita (Fe3O4) e maghemita (γ-Fe2O3) auxiliam na detecção precoce de tumores por ressonância magnética nuclear e impregnam-se em células cancerígenas para a erradicação dos tumores por hipertermia. Todavia, a aplicação dos óxidos de ferro magnéticos depende da rota sintética do namomaterial magnético e sua incorporação nas células cancerígenas. Sendo assim, uma série de NM, substituídas por Ni e Co, foi sintetizada por coprecipitação neste trabalho a fim de incorporá-las em óleo de copaíba da espécie Copaifera multijuga como forma de produzir nanomateriais capazes de interagir com células cancerígenas. Seis NM substituídas por Ni (Ni 1, Ni 2, Ni 3) e Co (Co1,Co 2, Co 3) foram escolhidas usando as técnicas exploratórias de HCA e PCA com o programa R (pacote ChemoSpec) aplicadas a espectros de difração de raios X. As NM selecionadas foram estudadas por DRX, FT-NIR, MEV-EDS e Espectroscopia Mössbauer em amostras incorporadas em óleo de C. multijuga e não incorporadas. Os resultados de DRX, FT-NIR e MEV mostraram uma mistura de magnetita/maghemita distribuída em particulas pequeno tamanho médio de partículas ou mesmo amorfas. Esse fato sugere que o processo de síntese gerou a formação de NM com morfologias diferentes. Os espectros Mössbauer sugerem comportamentos diferentes à medida que aumenta a substituição isomórfica, ou seja, quanto maior é a substituição mais superparamagnética é a NM sintetizada

Les batteries lithium-ion sont largement utilisées comme source d'énergie pour les appareils électroniques portables. L'oxyde de fer (principalement α-Fe2O3), l'un des oxydes de métal de transition les plus important, a suscité l’intérêt scientifique depuis qu'il a été reporté comme matériau d'anode pour les batteries lithium-ion en raison de sa capacité théorique élevée (1007 mAh g-1), de son respect de l'environnement, de son abondance et de son faible coût. Dans cette thèse, une électrode modèle en couche mince d'oxyde de fer a été préparée par simple oxydation thermique à 300 °C dans l'air d'un substrat de fer métallique pur, utilisé aussi comme collecteur de courant. Une variété de techniques d'analyse, électrochimiques (CV, EIS et cyclage galvanostatique), spectroscopiques (XPS, ToF-SIMS) et microscopiques (MEB et AFM), ont été mises en oeuvre pour étudier les mécanismes réactionnels et la chimie de surface de l'oxyde de fer à différents stades de lithiation/délithiation et cyclage. / Lithium-ion batteries (LIBs) are widely used as power sources for portable electronic devices. Iron oxide (mainly α-Fe2O3), as one of the most important transition metal oxide, has attracted attention due to its high theoretical capacity (1007 mAh g-1), environmental friendliness, abundance and low cost since reported as anode material for LIBs. In this thesis, an iron oxide thin film model electrode was prepared by simple thermal oxidation of pure metallic iron substrate at 300 oC in air, also used as a current collector. Electrochemical methods (CV, EIS and galvanostatic cycling) were combined with surface (XPS, ToF-SIMS) and microscopic (SEM, AFM) analytical techniques to investigate the reaction mechanisms and the surface chemistry of the iron oxide thin film at different stages of lithiation/delithiation and upon cycling.

Notre étude porte sur l’identification des mécanismes de sorption des ions (poly)molybdate et (poly)tungstate sur différents substrats : les hydroxydes doubles lamellaires (LDH) et les (hydr)oxydes de fer (hématite, goethite, akaganéite et lépidocrocite). La spectroscopie infrarouge en réflexion totale atténuée (ATR-FTIR) est l’une des rares méthodes à permettre l’analyse in situ et l’observation des phénomènes de sorption en temps réel directement sur les surfaces. Il est ainsi possible d’obtenir des informations sur la spéciation de surface et de connaitre la géométrie des espèces adsorbées (monodentate, bidentate, polymère, …). Nous avons ainsi pu déterminer la différence de réactivité entre les différents matériaux lors de la sorption. Un échange d’ion (sphère externe) impliquant les anions polyoxométalate a lieu avec les hydroxydes doubles lamellaires tandis que des complexes de sphère interne ont été observés sur les oxydes de fer, avec des géométries différentes selon la structure de surface du solide. Cette étude expérimentale a été complétée par différents calculs de spectres vibrationnels, réalisé par DFT ab initio, qui ont confirmé la géométrie de surface des espèces adsorbées observées par infra-rouge. / Our study focuses on the identification of (poly)molybdate and (poly)tungstate ions sorption mechanisms on various substrates : layered double hydroxides (LDH) and iron (hydr)oxide (hematite, goethite, akaganeite and lepidocrocite). Attenuated total reflection infrared spectroscopy (ATR-FTIR) is one of the few methods that allow in situ analysis and observation of sorption mechanisms in real time directly on surfaces. Thus, information on surface speciation and the geometry of the sorbed species (monodentate, bidentate, polyanion, …) can be obtained. We were able to determine the reactivity differences between the materials during the sorption. Ion exchange (outer sphere) with polyoxometalate takes place within layered double hydroxides, while inner sphere complexes were observed on iron (hydr)oxides, with different geometries according to the structure of the solid surface. The experimental study was supported by vibrational calculations by ab initio DFT, which confirmed the surface geometry of the absorbed species observed by infrared spectroscopy.