Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3269530 bytes, checksum: 966a88d9d616a8a7788293bac03f1bcd (MD5) Previous issue date: 2012-04-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work involved the synthesis of an oxide with perovskite structure (ABO3), the strontium stannate (SrSnO3), with orthorhombic structure, space group Pbnm, by the polymeric precursor method. This material has been applied as capacitor, sensor for gases as NO, CO, H2, humidity and it is actually being studied as a catalyst. At the beginning of this work, pure SrSnO3 and doped with 10 mol % of nickel (Sr0,9SnNi0,1O3, SrSn0,9Ni0,1O3, Sr0,95Sn0,95Ni0,1O3) were characterized by thermal analysis (TG / DTA), infrared spectroscopy (IR), Ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis), Raman spectroscopy, X-ray diffraction and surface area by BET method. The catalytic activity of the non-supported material was evaluated in the reduction reaction of nitrogen monoxide (NO) by carbon monoxide (CO), followed by characterization by XRD, IR and Raman analysis. The material calcined at 800°C presented SrCO3 as secondary phase, with a reduction in its intensity when Ni2+ replaces Sr2+ in the lattice. Doping did not lead to a meaningful change in the long range order by increased the short range order. The system best catalytic performance (SrSn0,9Ni0,1O3) achieved approximately 90% of conversion of CO into CO2 and 85% of NO into N2. In the second part of the work catalysts were supported (10% mass, the active phase /support) on anatase, gamma alumina, ceria and zirconia, using the resin obtained by the polymeric precursor method, with characterization as described before. This procedure aimed at evaluating the effect of the support in the activity of perovskite for the same reaction conditions. It was possible to confirm the catalyst deposition on all supports, in spite of the difficulty in the characterization as a film was formed on the powder surface, leading to superposition of peaks/bands. / Este trabalho envolveu a síntese de um óxido com a estrutura perovskita (ABO3), o estanato de estrôncio (SrSnO3), com estrutura ortorrômbica com grupo espacial Pbnm, usando o método dos precursores poliméricos. Este material apresenta aplicações como capacitores, sensores de gases como o CO, NOx, H2, umidade e atualmente vem sendo estudado como catalisador. No início deste trabalho, o SrSnO3 puro e dopado com 10 % em mol de níquel (Sr0,9SnNi0,1O3, SrSn0,9Ni0,1O3, Sr0,95Sn0,95Ni0,1O3) foi caracterizado, fazendo uso da análise térmica (TG/DTA), espectroscopia de infravermelho (IV), espectroscopia na região do Ultra-violeta - visível, espectroscopia RAMAN, Difração de Raios-X (DRX) e área superficial pelo método de BET. A atividade catalítica dos materiais não suportados foi avaliada na reação de redução do monóxido de nitrogênio (NO) com monóxido de carbono (CO) seguida de caracterização por DRX, IV e Raman. O material calcinado a 800°C, apresenta o SrCO3 como fase secundária, sendo que a substituição do Sr2+ pelo Ni2+ reduz a formação de carbonato. A dopagem não alterou significativamente a ordem a longo alcance mas aumentou a desordem a ordem curto alcance. O sistema com melhor desempenho catalítico (SrSn0,9Ni0,1O3) obteve conversões de aproximadamente 90% de CO a CO2 e 85% de NO a N2. Na segunda parte do trabalho os catalisadores foram suportados (10% em massa, fase ativa/suporte), na anatase, gama alumina, céria e zircônia, a partir da resina obtida pelo método dos precursores poliméricos, com caracterização pelas técnicas descritas anteriormente. Buscou-se, dessa forma, avaliar o efeito do suporte na atividade desta perovskita nas mesmas condições reacionais. Foi possível confirmar a deposição do catalisador sobre todos os suportes, sendo a análise dificultada por se tratar de um filme na superfície do pó, às vezes com sobreposição de picos/bandas.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3299520 bytes, checksum: 187bb191b68b3815838de32a36c06f36 (MD5) Previous issue date: 2011-12-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Strontium stannate (SrSnO3) is a perovskita with orthorhombic structure (Pbnm), which has been extensively studied due to its potential technological applications, such as: thermally stable capacitors, sensors for various gases, including CO, NOx, Cl2, H2 and humidity. Nowadays, it has been studied as a promising material to be used as a catalyst. In this work, Sr1-xSnCuxO3, SrSn1-yCuyO3, Sr1-xSn1-yCux+yO3 (x, y ou x+y = 0; 1; 5 e 10% mol the copper) powders were synthesized by the polymeric precursor method and characterized by thermogravimetric analysis (TG/DTA), X-ray diffraction (XRD), infrared (IR) and ultraviolet-visible (UV-Vis) spectroscopy, Raman spectroscopy, specific surface area (BET) and then powders were evaluated in the catalytic reduction of NO with CO. The powders (SrSnO3:Cu) had orthorhombic perovskite structure at 700 oC, with SrCO3 and SnO2 as secondary phases. The introduction of copper in the structure leads to a higher short range disorder, as evidenced by the infrared and Raman spectra. In the Infrared spectra, the splitting of the 3 band (500-700 cm-1) was observed, which can be associated to the presence of two types of symmetry around the tin. In UV-Vis spectra bands related to d-d transitions of Cu2+ ions were observed besides related to forbiden transitions of Cu+ ions for higher calcination temperatures and copper amounts. The catalytic activities of SrSnO3 was improved by copper addition into the structure, whereas samples with 5 % of copper presented the highest conversions, reaching 100 % of NO into N2 and 100 % of CO into CO2 at 550 oC. This result is as good or even better than lanthanium based catalysts. The surface area was not a determining factor for NO reduction and CO oxidation. Other factors were more important for a high catalytic performance, as defects, that lead to more active sites for NO and CO adsorption, besides the presence of Cu+ and redox reaction (Cu+/Cu2+) that improve adsorption and NO reduction by CO. / O estanato de estrôncio (SrSnO3) é uma perovskita com estrutura ortorrômbica (Pbnm), que tem sido bastante estudado devido a aplicações tecnológicas potenciais, tais como: capacitores termicamente estáveis, sensores de vários gases, incluindo CO, NOx, Cl2, H2 e umidade. Atualmente vem sendo estudado como material promissor na área de catálise. Neste trabalho, materiais Sr1-xSnCuxO3, SrSn1-yCuyO3, Sr1-xSn1-yCux+yO3 (x, y ou x+y = 0; 1; 5 e 10 % em mol de cobre) foram sintetizados pelo método dos precursores poliméricos e caracterizados por análise termogravimétrica (TG/DTA), difração de raios-X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho (IR), na região do Ultravioleta-visível, espectroscopia Raman, área superficial especifica (BET) e em seguida os materiais foram avaliados no processo catalítico para a redução de NO com CO. Os materiais obtidos apresentaram estrutura perovskita ortorrômbica a 700 ºC, com SrCO3 e SnO2 como fases secundárias. A introdução do cobre na estrutura tornou os materiais mais desorganizados a curto alcance, conforme espectróscopias de infravermelho e Raman. Nos espectros de infravermelho foi observado o desdobramento da banda 3 (500 700 cm-1), podendo ser associado à presença de dois tipos de simetria em torno do estanho. Nos espectros de UV-Vis podem ser observadas bandas referentes às transições d-d dos íons Cu2+ e com o aumento da temperatura de calcinação e da quantidade do cobre foram observadas bandas referentes a transições proibidas dos íons Cu+. A atividade catalítica do SrSnO3 foi melhorada com a inserção do cobre na estrutura, sendo as amostras com 5% de cobre as que apresentaram as melhores conversões, chegando até 100% de NO a N2 e 100% de CO a CO2 a 550 ºC. Este resultado foi tão bom quanto, ou melhor, que os catalisadores à base de lantânio. A área superficial não foi o único parâmetro determinante para a redução do NO e oxidação do CO. Outros fatores foram mais importantes para o bom desempenho catalítico, como os defeitos, que proporcionam mais sítios ativos para a adsorção de NO e CO, como também a existência de íons Cu+ e a reação redox (Cu+/ Cu2+) que beneficiam a adsorção e a redução de NO com CO.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1107754 bytes, checksum: 2b95f8e4dd03a5d3ac60341d4518d860 (MD5) Previous issue date: 2012-12-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The reactions of deoxygenation fatty acids are widely used for production of biofuels, using temperatures ranging from 300-350 °C. The purpose of this work was to prepare and characterize the catalyst SrSn0,9Ni0,1O3 applied in decarboxylation of stearic acid to obtain bio-oil. The strontium stannate (SrSnO3) orthorhombic perovskite is widely studied due to their technological applications and is now being widely used in catalysis. In this work, the SrSnO3 pure and doped with 10 mol % nickel (SrSnO3, SrSn0,9Ni0,1O3) were synthesized by the polymeric precursor method. The solids were characterized by the techniques of thermal analysis (TG/DTA), infrared spectroscopy (IR) spectroscopy of the ultraviolet-visible, micro-raman spectroscopy, X-ray diffraction (XRD) and surface area by the BET method . The materials obtained showed SrCO3 as the secondary phase, with the addition of nickel in the structure increased the formation of carbonate as the results of thermogravimetry (TG) and infrared spectroscopy, and still caused a disruption long and short range, according to the data of micro-Raman spectroscopy and XRD. The catalyst SrSn0,9Ni0,1O3 used in catalytic decarboxylation reaction of stearic acid at 340 °C in H2 atmosphere showed activity for the major product (heptadecane) but not proved to be due to the selective formation of octadecenos in greater quantity. There was a trend to higher conversion of stearic acid to lower concentrations of H2. / As reações de desogixenação de ácidos graxos são bastante utilizadas para a produção de biocombustíveis, com o uso de temperatura variando entre 300-350 ºC. A proposta deste trabalho foi preparar e caracterizar o catalisador SrSn0,9Ni0,1O3 e aplicá-lo na descarboxilação do ácido esteárico para obtenção de bio-óleo. O estanato de estrôncio (SrSnO3) é uma perovskita ortorrômbica bastante estudada devido suas aplicações tecnológicas e atualmente vem sendo muito utilizada na área de catálise. Neste trabalho, o SrSnO3 puro e dopado com 10 % em mol de níquel (SrSnO3, SrSn0,9Ni0,1O3) foram sintetizados pelo método dos precursores poliméricos. Os sólidos foram caracterizados pelas técnicas de análise térmica (TG/DTA), espectroscopia de infravermelho (IV), espectroscopia na região do ultravioleta- visível, espectroscopia micro-RAMAN, Difratometria de Raios-X (DRX) e área superficial pelo método de BET. Os materiais obtidos, apresentaram o SrCO3 como fase secundária, sendo que a adição de níquel na estrutura aumentou a formação de carbonato, conforme os resultados de termogravimetria (TG) e espectroscopia de infravermelho, e ainda provocou uma desorganização a longo e curto alcance, de acordo com os dados de espectroscopia micro-Raman e Difratometria de Raios-X (DRX). O catalisador SrSn0,9Ni0,1O3 utilizado na reação de descarboxilação catalítica do ácido esteárico a 340 ºC, em atmosfera de H2 apresentou atividade para o produto principal (heptadecano), mas não mostrou-se seletivo devido a formação de octadecenos em maior quantidade. Foi observada uma tendência para maior conversão do ácido esteárico em menores concentrações de H2.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-10-20T11:38:47Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Ariadne Canedo Eduardo - 2015.pdf: 1635500 bytes, checksum: 5c68f75920a8fc69b6de996110938818 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-10-20T11:40:09Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Ariadne Canedo Eduardo - 2015.pdf: 1635500 bytes, checksum: 5c68f75920a8fc69b6de996110938818 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-20T11:40:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Ariadne Canedo Eduardo - 2015.pdf: 1635500 bytes, checksum: 5c68f75920a8fc69b6de996110938818 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-02-26 / In recent years, research in the nanocomposites area of core-shell type increased significantly. The core-shell type nanoparticles with photoluminescence properties (PL) attract much attention from the scientific community. Are also of great interest nanoparticles that exhibit the upconversion energy, i.e. they absorbing low energy photons and emission high-energy photons. The present work has as objective nanocomposites synthesis of core-shell type, with CaTiO3 matrix (CT) and doped with rare earth ions Er3+ and Yb3+ in a variety composition and variations, to analysis the photoluminescent properties. The nanoparticles of the core and shell were obtained by the Method of Polymeric Precursors. The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD) for structural characterization, and it was found that All samples presented the perovskite structure of the orthorhombic type. The characterization by Transmission Electron Microscopy (TEM) failed to demonstrate the formation of core-shell, requiring analysis by Energy Dispersive X-ray (EDX), which showed the presence of rare earth Er3+ and Yb3+ in the different layers. The UV-Vis gap allowed the calculation of the shell and core samples. The PL emission results were used to relate the thickness of the shell and the intensity of the emission. On the other hand, to study the upconversion energy, core materials showed a higher intensity than in the core-shell; the best intensity in the core-shell was found with doping the core with Yb3+ and Yb3+ with shell and Er3+ suggesting the transfer of energy between the layers. / Nos últimos anos, pesquisas na área de nanocompósitos do tipo core-shell cresceram significativamente. Atualmente nanopartículas do tipo core-shell com propriedades fotoluminescente (FL) atraem muita atenção da comunidade científica. Também são de grande interesse nanopartículas que apresentam a conversão ascendente de energia, ou seja, absorção de fótons de baixa energia e emissão de fótons de alta energia. O presente trabalho teve como objetivo a síntese de nanocompósitos do tipo core-shell, com a matriz CaTiO3 (CT) e dopagem com os íons terras raras Er3+ e Yb3+ nas mais variadas composições, para análise da propriedade fotoluminescente. As nanopartículas do core e do shell foram obtidas pelo Métodos dos Precursores Poliméricos. As amostras foram caracterizadas por Difração de Raios X (DRX) para caracterização estrutural, e foi constatada que todas as amostras apresentaram a estrutura perovsquita do tipo ortorrômbica. A caracterização por Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) não foi conclusiva quanto a formação do core-shell, sendo necessária a análise por Energia Dispersiva de Raios X (EDX), na qual verificou-se a presença das terras raras Er3+ e Yb3+ nas diferentes camadas. A espectroscopia de UV-Vis permitiu o cálculo do gap para as amostras core e shell. Os resultados de emissão FL foram utilizados para relacionar a espessura do shell e a intensidade da emissão. Por outro lado, ao estudar a conversão ascendente de energia, os materiais core apresentaram maior intensidade do que no core-shell; a melhor intensidade no core-shell foi verificada com a dopagem do core com Yb3+ e do shell com Yb3+ e Er3+, sugerindo a transferência de energia entre as camadas.

Esse trabalho de tese descreve a síntese e a caracterização de materiais amorfos e cristalinos na forma de pó e de filmes finos pertencentes ao sistema Er2O3-Y2O3-Al2O3-B2O3. O principal objetivo do trabalho foi o de obter filmes finos amorfos contendo íons Er3+ próximo à composição YAI3(BO3)4 (YAB), visando sua aplicação como amplificador em dispositivos ópticos integrados. Na síntese das amostras foi empregado o método dos precursores poliméricos e o método sol-gel. Uma vez estabelecida às condições de síntese das resinas e de sóis estáveis, diferentes parâmetros foram otimizados visando à deposição de filmes relativamente espessos e amorfos. As propriedades térmicas, estruturais e ópticas de amostras cristalinas ou amorfas, na forma de pó e na forma de filmes finos, foram caracterizadas através das técnicas de análise termogravimétrica, calorimetria exploratória diferencial, difração de raios X, espectroscopia vibracional na região do infravermelho com transformada de Fourier, espectroscopia Raman e microscopia eletrônica de varredura de alta resolução, microscopia de força atômica, espectroscopia \"m-line\", medidas de espectros de luminescência. Baseado na análise térmica e estrutural das amostras na forma de pó, foi possível realizar a síntese de amostras na forma de filmes finos de composição Y1-xErxAl3(BO3)4 que apresentaram características estruturais, microestruturais e ópticas adequadas à aplicação desejada. Através do estudo das propriedades térmicas e estruturais, foi observado que as amostras preparadas através do método dos precursores poliméricos e do método sol-gel apresentam respectivamente uma temperatura de transição vítrea (Tg) à 723 &#176C e à 746 &#176C e uma temperatura de cristalização (Tc) à 814 &#176C e à 830&#176C. O tratamento térmico à aproximadamente 1150 &#176C da amostra amorfa na forma de pó de composição Y0,9Er0,1Al3(BO3)4 contendo boro em excesso levou a obtenção de uma solução sólida cristalina de composição Y0,9Er0,1Al3(BO3)4. No que se refere às propriedades dos filmes finos, as melhores condições de densificação, homogeneidade, eficiência de guiamento, emissão luminescente e tempo de vida foram observadas quando os filmes de composição Y0,9Er0,1Al3(BO3)4 foram tratados entre as temperaturas de Tg e Tc. Os filmes amorfos de composição Y0,9Er0,1Al3(BO3)4 se comportam como guias monomodos, apresentando alta emissão luminescente e um tempo de vida comparável a outros sistemas amorfos a base de boro. Esse comportamento mostra a viabilidade de aplicação desses filmes amorfos como amplificadores ópticos planares. / This work specifies the synthesis and the characterization of amorphous and crystalline powder and thin films materials belonging to the Er2O3-Y2O3-Al2O3-B2O3 system. The main objective of this work was to develop amorphous thin film samples near the YAI3(BO3)4 composition with yttrium partially substituted by erbium Y1-xErxAl3(BO3)4 with the aim of applying these thin films as waveguide amplifiers in integrated optical systems. The polymeric precursor and the sol-gel methods were applied in order to produce such thin films. After the first step where the conditions to obtain very stable resins and sols was established, different parameters were adjusted aiming the deposition of thick and stable thin films. To well define the best conditions to obtain amorphous and dense thin films, the powder samples of the same compositions were first characterized by thermal analysis techniques, X-ray diffraction, IR and Raman spectroscopies, high resolution electron microscopy and atomic force microscopy. From thermal analysis and structural results, it was observed that the samples prepared from the polymeric precursor and sol-gel methods exhibit glass transition temperatures, Tg, at 723 and 746 &#176C and cristallisation temperatures, Tc, at 814 and 830 &#176C, respectively. The heat treatment at around 1150 &#176C of Y0,9Er0,1Al3(BO3)44 powder sample containing a smaller amount of boron in excess produced by both methods lead to the formation of a crystalline solid solution of the same composition without the presence of secondary phases. These results show that dense, free of cracks, thick and homogeneous thin films could be obtained when they were submitted at a heat treatment in temperatures between Tg and Tc. From the \"m-line\" spectroscopy technique and luminescence measurements we observed that the Y0,9Er0,1Al3(BO3)4 amorphous thin films can be considered as monomode waveguides showing a high luminescence intensities and a lifetime similar to other amorphous borate systems. These results show the potentiality to apply such amorphous thin films as optical planar amplifiers.

Esse trabalho de tese descreve a síntese e a caracterização de materiais amorfos e cristalinos na forma de pó e de filmes finos pertencentes ao sistema Er2O3-Y2O3-Al2O3-B2O3. O principal objetivo do trabalho foi o de obter filmes finos amorfos contendo íons Er3+ próximo à composição YAI3(BO3)4 (YAB), visando sua aplicação como amplificador em dispositivos ópticos integrados. Na síntese das amostras foi empregado o método dos precursores poliméricos e o método sol-gel. Uma vez estabelecida às condições de síntese das resinas e de sóis estáveis, diferentes parâmetros foram otimizados visando à deposição de filmes relativamente espessos e amorfos. As propriedades térmicas, estruturais e ópticas de amostras cristalinas ou amorfas, na forma de pó e na forma de filmes finos, foram caracterizadas através das técnicas de análise termogravimétrica, calorimetria exploratória diferencial, difração de raios X, espectroscopia vibracional na região do infravermelho com transformada de Fourier, espectroscopia Raman e microscopia eletrônica de varredura de alta resolução, microscopia de força atômica, espectroscopia \"m-line\", medidas de espectros de luminescência. Baseado na análise térmica e estrutural das amostras na forma de pó, foi possível realizar a síntese de amostras na forma de filmes finos de composição Y1-xErxAl3(BO3)4 que apresentaram características estruturais, microestruturais e ópticas adequadas à aplicação desejada. Através do estudo das propriedades térmicas e estruturais, foi observado que as amostras preparadas através do método dos precursores poliméricos e do método sol-gel apresentam respectivamente uma temperatura de transição vítrea (Tg) à 723 &#176C e à 746 &#176C e uma temperatura de cristalização (Tc) à 814 &#176C e à 830&#176C. O tratamento térmico à aproximadamente 1150 &#176C da amostra amorfa na forma de pó de composição Y0,9Er0,1Al3(BO3)4 contendo boro em excesso levou a obtenção de uma solução sólida cristalina de composição Y0,9Er0,1Al3(BO3)4. No que se refere às propriedades dos filmes finos, as melhores condições de densificação, homogeneidade, eficiência de guiamento, emissão luminescente e tempo de vida foram observadas quando os filmes de composição Y0,9Er0,1Al3(BO3)4 foram tratados entre as temperaturas de Tg e Tc. Os filmes amorfos de composição Y0,9Er0,1Al3(BO3)4 se comportam como guias monomodos, apresentando alta emissão luminescente e um tempo de vida comparável a outros sistemas amorfos a base de boro. Esse comportamento mostra a viabilidade de aplicação desses filmes amorfos como amplificadores ópticos planares. / This work specifies the synthesis and the characterization of amorphous and crystalline powder and thin films materials belonging to the Er2O3-Y2O3-Al2O3-B2O3 system. The main objective of this work was to develop amorphous thin film samples near the YAI3(BO3)4 composition with yttrium partially substituted by erbium Y1-xErxAl3(BO3)4 with the aim of applying these thin films as waveguide amplifiers in integrated optical systems. The polymeric precursor and the sol-gel methods were applied in order to produce such thin films. After the first step where the conditions to obtain very stable resins and sols was established, different parameters were adjusted aiming the deposition of thick and stable thin films. To well define the best conditions to obtain amorphous and dense thin films, the powder samples of the same compositions were first characterized by thermal analysis techniques, X-ray diffraction, IR and Raman spectroscopies, high resolution electron microscopy and atomic force microscopy. From thermal analysis and structural results, it was observed that the samples prepared from the polymeric precursor and sol-gel methods exhibit glass transition temperatures, Tg, at 723 and 746 &#176C and cristallisation temperatures, Tc, at 814 and 830 &#176C, respectively. The heat treatment at around 1150 &#176C of Y0,9Er0,1Al3(BO3)44 powder sample containing a smaller amount of boron in excess produced by both methods lead to the formation of a crystalline solid solution of the same composition without the presence of secondary phases. These results show that dense, free of cracks, thick and homogeneous thin films could be obtained when they were submitted at a heat treatment in temperatures between Tg and Tc. From the \"m-line\" spectroscopy technique and luminescence measurements we observed that the Y0,9Er0,1Al3(BO3)4 amorphous thin films can be considered as monomode waveguides showing a high luminescence intensities and a lifetime similar to other amorphous borate systems. These results show the potentiality to apply such amorphous thin films as optical planar amplifiers.