Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-10-31T03:19:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348699.pdf: 4604314 bytes, checksum: c1e5a540bf52119a18a4177b8b19cd7f (MD5) Previous issue date: 2017 / Neste trabalho, inicialmente, foi realizado um estudo detalhado de uma nova rota de síntese via sol-gel coloidal para a obtenção de Nb2O5 e óxidos mistos de Nb2O5:TiO2. Foram controlados parâmetros como temperatura, relação molar H+:Nb5+, H+:(Nb5+:Ti4+) e Nb5+:H2O para determinar as melhores condições de síntese. Os resultados obtidos indicam que a síntese sol-gel coloidal é um método adequado para a obtenção de Nb2O5 e óxidos mistos (Nb2O5:TiO2) tal como sol nanoparticulado estável ou como pó nanométrico. Nanopartículas amorfas com tamanho médio de 20 nm (Nb2O5) e 10 nm (Nb2O5:TiO2) foram obtidas controlando as variáveis da síntese. O processo de tratamento térmico realizado nas nanopartículas de Nb2O5 promoveu a formação de diferentes fases cristalinas (TT e T) com estrutura pseudohexagonal e ortorrômbica, respectivamente, que a temperaturas mais elevadas se transformam em uma mistura de fases ortorrômbica e monoclínica. No caso dos óxidos mistos (Nb2O5:TiO2), a calcinação entre 650 e 800 ºC levou à formação de diferentes fases cristalinas, entre elas TiNb2O7 como principal. Nos dois óxidos (Nb2O5 e Nb2O5:TiO2), a composição da fase cristalina apresentou influência significativa na atividade fotocatalítica. No caso do Nb2O5 puro, o melhor desempenho fotocatalítico foi observado para o material constituído principalmente pela fase TT-Nb2O5, enquanto que, para o óxido misto, o melhor desempenho é encontrado no material constituído principalmente pela fase monoclínica-TiNb2O7. Em uma segunda etapa do trabalho, a fim de avaliar a influência de diferentes métodos de síntese na obtenção de nanopartículas, um novo método hidrotérmico assistido por micro-ondas foi utilizado para preparar nanopartículas de Nb2O5. Os resultados obtidos indicam que o processo por micro-ondas a 180 °C durante 20 min foi suficiente para obter nanopartículas amorfas com um tamanho médio de 40 nm. As nanopartículas obtidas apresentaram um processo similar de cristalização ao observado nas amostras preparadas pela síntese sol-gel, demonstrando também, nesse caso, que a cristalinidade teve efeito significativo na atividade fotocatalítica do material. Em uma terceira etapa deste trabalho, filmes finos foram preparados pelo método de dip-coating. Experimentos fotocatalíticos confirmaram que os filmes finos constituídos pela fase TT-Nb2O5 são promissores para aplicações como catalisadores imobilizados em reações fotoativas.<br> / Abstract : A detailed study of a novel synthesis via colloidal sol-gel route for obtaining nanoparticulate Nb2O5 and mixed oxides Nb2O5: TiO2 was investigated in this work. Parameters such as temperature and H+:Nb5+ and H+:(Nb5+: Ti4+), Nb5+: H2O molar ratio were controlled in order to determine the best synthesis conditions. The obtained results indicate that the colloidal sol-gel synthesis is a good alternative for obtaining Nb2O5 and mixed oxides (Nb2O5: TiO2) either as stable nanoparticulate sol or as a nanosized powder. Amorphous nanoparticles with an average size of 20 nm (Nb2O5) and 10 nm (Nb2O5:TiO2) were produced by controlling the synthesis variables. The heat treatment process performed on Nb2O5 nanoparticles promoted the formation of different crystalline phases (TT and T) with pseudo-hexagonal and orthorhombic structures, respectively, that transform at higher temperatures in a mixture of orthorhombic and monoclinic phases. In the case of mixed oxides (Nb2O5: TiO2), the calcination at temperatures between 650 and 800 ºC, led to the formation of different crystalline phases, among them TiNb2O7 as the major one. In the two systems (Nb2O5 and Nb2O5: TiO2), the crystalline phase composition was found to have a significant influence on the photocatalytic activity. In the case of pure Nb2O5, the best photocatalytic performance was observed for the material mainly constituted by the TT-Nb2O5 phase, whereas for the mixed oxide the best performance was found for the material mainly constituted by the monoclinic-TiNb2O7 phase. In a second stage of the work, in order to evaluate the influence of different synthesis methods in obtaining nanoparticles, a new microwave-assisted hydrothermal method was used to prepare nanoparticles of Nb2O5. The results indicate that the microwave procedure at 180 °C for 20 min was enough to obtain amorphous nanoparticles with average sizes of 40 nm. The nanoparticles produced showed a similar crystallization process to those observed in the samples prepared by the sol-gel synthesis, and also in crystallinity had a significant effect on the photocatalytic activity of the material. In a third stage of this work, thin films were prepared by the dip-coating method. Photocatalytic experiments confirmed that the thin films constituted by the TT-Nb2O5 phase are promising for applications as catalysts immobilized in photoactived reactions.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-05-24T17:36:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338956.pdf: 3956709 bytes, checksum: 7a1c623b0e454dad5d8a163b484d35b9 (MD5) Previous issue date: 2015 / Este trabalho teve como objetivo a obtenção de dois sistemas de nanopartículas poliméricas, poli(metacrilato de metila) (PMMA) e poliuretano - poli(metacrilato de metila) (PU-PMMA) pela polimerização em miniemulsão. As polimerizações para formação do látex de PMMA foram conduzidas com aquecimento micro-ondas (MO), bem como foi necessário um estudo paralelo da decomposição do iniciador 2,2'-azo-bisisobutironitrila (AIBN) em n-butanol para elucidar sua influência na polimerização quando submetido ao aquecimento MO. Os resultados obtidos revelaram que o aquecimento MO proporcionou um grande aumento na taxa de decomposição do AIBN (kdMO), em torno de 20 a 46 vezes (a depender da temperatura, se 60, 70 ou 80 °C), comparado com o aquecimento convencional (CONV). As reações de polimerização em miniemulsão para obtenção de nanopartículas de PMMA sob aquecimento MO foram realizadas à temperatura constante de 70°C, utilizando lecitina de soja e crodamol GTCC (TCM ? triglicerídeo de cadeia média), sendo comparados o uso de iniciadores como persulfato de potássio (KPS) e AIBN. O efeito do aquecimento por MO na formação de nanocápsulas de PMMA foi avaliado pela cinética de reação, evolução e distribuição do tamanho de partículas, potencial zeta do látex final, massa molar do polímero e morfologias das nanopartículas. O efeito das MO sobre o aumento da taxa de reação, foi mais acentuado para as reações com menores concentrações do iniciador, alcançando o dobro da conversão final (em comparação a obtida nas reações sob aquecimento CONV (de 45 para 85 com [KPS]=0,064 M e de 33 para 67% com [AIBN]=0,064 M). Enquanto na massa molar, este efeito foi mais acentuado para as reações com maiores concentrações de iniciador. Ao comparar os iniciadores utilizados, as reações com AIBN mostraram-se mais lentas para ambos os modos de aquecimento, devido à recombinação dos radicais dentro das gotas submicrométricas. No entanto, as reações com KPS indicam mecanismos indesejáveis de nucleação, além da nucleação das gotas. Os efeitos observados pela ação das MO foram atribuídos aos ditos efeitos térmicos, devido à alta potência aplicada no início da reação (1200 W) associada às propriedades dielétricas dos componentes dos sistemas utilizados, especialmente, o n-butanol e a água. Já o sistema para formação de látex do tipo blendas PU-PMMA com aquecimento convencional foi composto por uma fase orgânica contendo MMA, isoforona diisocianato (IPDI), policaprolactona (PCL), crodamol (TCM - triglicerídeo de cadeia média) e lecitina, enquanto na fase aquosa,água e KPS. Foram avaliadas a influência da fração de fase dispersa e concentrações de TCM e KPS, sendo mantida razão molar de NCO/OH em 1,6. A presença do componente PU junto ao PMMA elevou o diâmetro das partículas (de 93 para 130 nm, em média), aumentou o módulo do potencial zeta (de 25 para 45 mV, em média) e elevou os valores de massa molar média numérica (Mn), quando comparado ao látex de PMMA puro. Entre as várias composições de blendas estudadas, a massa molar foi influenciada pela variação da concentração KPS, em que a sua redução elevou os valores de Mw para o componente PMMA da blenda. Os resultados da análise térmica por DSC e os espectros de infravermelho obtidos por FTIR confirmam a ausência de isocianato residual e boa compatibilidade entre o PMMA e PU.<br> / Abstract : This study involved obtaining two systems of polymeric nanoparticles, poly(methyl methacrylate) (PMMA), and polyurethane-poly(methyl methacrylate) (PMMA-PU) by miniemulsion polymerization. The system for the formation of PMMA latex was subjected to microwave heating (MO), as well as a parallel study about MO assisted initiator - 2,2'-azo-bisisobutyronitrile (AIBN) - decomposition reactions was necessary, in order to better assess the microwave effects on the polymerization kinetics. Results showed that MO heating provided a great increase the decomposition rate of AIBN (kdMO), of about 20 to 46 times higher (depending on the temperature, 60, 70 or 80 ° C), compared with the heating conventional (CONV). Polymerization reactions of methyl methacrylate miniemulsion (MMA) were carried out at constant temperature (70 °C), using soybean lecithin and crodamol GTCC (TCM - Medium-Chain Triglycerides), comparing the use of initiators such as potassium persulfate (KPS) or AIBN. The effect of microwave heating on PMMA nanocapsules formation was evaluated through the kinetics of reaction, evolution and distribution of particle size, zeta potential, molar mass of the final latex and morphology of the nanoparticles. The effect of microwave on increasing the reaction rate was more pronounced for the reactions at lower initiator concentrations (KPS or AIBN), achieving twice the final conversion, in comparison obtained in reactions under heating CONV (from 45 to 85 with [KPS] = 0.064 M and from 33 to 67% with [AIBN] = 0.064 M). While the molecular weight, this effect was more prominent for reactions with higher initiator concentrations. When comparing the initiators used, the reactions with AIBN showed to be slower for both modes of reaction heat due to recombination of radicals in the submicron drops. However, the reactions with KPS indicated secondary nucleation mechanisms besides the nucleation of droplets. The observed effects by the action of microwaves have been assigned to said thermal effects due to high power applied at the start of reaction (1200 W) associated with the dielectric properties of the components of the systems used, especially n-butanol and water. Already the system for forming PU-PMMA blend was composed of an organic phase containing MMA, isophorone diisocyanate (IPDI), polycaprolactone (PCL), crodamol (TCM) and lecithin, while the aqueous phase, water and KPS. Were evaluated fraction of the dispersed phase and concentrations crodamol and KPS, being kept constant the molar ratio NCO/OH in 1.6. The presence PUcomponent together the PMMA increased the diameters particles (from 93 to 130 nm, in average), elevated the zeta potential module (from 25 to 45 mV, in average) and the numerical average molar mass (Mn) compared to the pure PMMA latex. Among the various blends of compositions studied, the molar mass was influenced by the variation concentration KPS, in than their reduction the increased the ponderal average molar mass (Mw) for the PMMA component of the blends. The results of thermal analysis by DSC and infrared spectrum obtained by FTIR confirmed the absence of residual isocyanate and good compatibility between the PMMA and PU.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-26T09:11:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 301849.pdf: 2071270 bytes, checksum: 629015955b9164c1ea576dced348d479 (MD5) / Nos dias atuais, onde a demanda por processos sintéticos, menos poluentes e mais eficientes, têm sido considerados muito relevantes devido a aspectos ambientais e econômicos, o uso de reatores a microondas tem se mostrado muito promissor. Dentre diversas aplicações, a radiação de microondas tem sido utilizada como uma nova rota de processamento de materiais cerâmicos. Neste trabalho, foi realizada a síntese e a sinterização de um material cerâmico compósito utilizando radiação de microondas. Alumina foi utilizada como a matriz cerâmica e concentrações de 25%, 50% e 75% de areia ferrosa com propriedades eletromagnéticas foram adicionadas a alumina. Corpos de prova deste material cerâmico foram sinterizados em 30, 60 e 90 minutos em microondas. Tratamento térmico em forno elétrico também foi realizado a fim de comparação com o método proposto neste trabalho. As principais técnica de análise utilizadas neste trabalho foram: picnometria e método de Arquimedes (para determinação da densidade), retração volumétrica, microscopia eletrônica de varredura, difratometria de raios-X (com análise quantitativa de fases por Rietveld), perda dielétrica e permissividade dielétrica. Os resultados obtidos mostram que este material desenvolveu fases cristalinas de estruturas tipo espinélio, anortitas e fases oxidas de alumínio e ferro, apresentando altos valores de constante dielétrica. O tratamento por radiação de microondas apresentou-se como uma opção alternativa aos tratamentos térmicos convencionais, utilizando tempos de síntese e sinterização reduzidos, além de atingir temperaturas muito elevadas. Os resultados mostraram que o material desenvolvido pode ser aplicado na indústria de microeletrônica / Nowadays, where demand for synthetic processes, cleaner and more efficient, has been considered very important due to environmental and economic aspects, the use of microwave reactors have been very promising. Among many applications microwave radiation has been used as a route for processing ceramic materials. In this study, we performed the synthesis and sintering of a ceramic composite material using microwave radiation. Alumina was used as the ceramic matrix and concentrations of 25wt%, 50wt% and 75wt% of sand with ferrous electromagnetic properties were added to alumina. Specimens were microwave sintered during 30, 60 and 90 minutes. Heat treatment in an electric furnace was also performed for comparison with the method proposed in this work. The main analysis techniques used in this study were: He-picnometry, scanning electron microscopy, X-ray diffraction (with quantitative phase analysis by Rietveld), dielectric loss and dielectric permittivity. The results revealed that the material developed crystalline phases of spinel-type structures, anorthite phases, aluminum and iron oxides, with high dielectric constant. The treatment by microwave radiation was presented as an alternative to conventional heat treatments, with reduced synthesis and sintering times at high processing temperatures. The results showed that the developed material can be useful for microelectronic applications

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química / Made available in DSpace on 2012-10-26T11:12:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 301734.pdf: 3327490 bytes, checksum: 3325b007fd48ceaea187bfe363e26ede (MD5) / No presente trabalho, desenvolveu-se uma nova metodologia ambientalmente adequada para a síntese de tioéteres alílicos a partir de tióis e álcoois alílicos. A metodologia desenvolvida não emprega catalisadores metálicos, aditivos ou solventes para promover a reação, e ocorre diretamente sobre o álcool alílico, sem a necessidade da transformação do álcool em um bom grupo abandonador. O aquecimento reacional é realizado através de irradiação de micro-ondas sendo este um processo ambientalmente adequado. Em geral, a metodologia mostrou-se eficiente na síntese dos tioéteres alílicos com rendimentos satisfatórios, variando de 21 a 88%. A estratégia sintética adotada se mostrou seletiva para determinados álcoois alílicos. Durante os testes observou-se que na síntese de alguns tioéteres alílicos houve a formação de mistura regioisomérica com diferentes proporções entre os regioisômeros. Em vista disso, foi desenvolvido um estudo teórico computacional utilizando o programa Gaussian 09 e Gauss View 5.0, o qual está baseado na Teoria do Funcional de Densidade (DFT) com o objetivo de explicar a seletividade destas reações e a proporção observada experimentalmente nas misturas regioisoméricas. Com base nos dados deste trabalho, foi possível propor um mecanismo que consiste em duas etapas sendo a primeira uma reação ácido-base entre o tiol e o álcool e a segunda uma reação de substituição nucleofílica unimolecular. Além disso, vale a pena ressaltar que a metodologia está de acordo com vários pontos da química verde, tais como: economia atômica, o não uso de solventes bem como a prevenção de resíduos.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:59:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338956.pdf: 3956709 bytes, checksum: 7a1c623b0e454dad5d8a163b484d35b9 (MD5) Previous issue date: 2015 / Este trabalho teve como objetivo a obtenção de dois sistemas de nanopartículas poliméricas, poli(metacrilato de metila) (PMMA) e poliuretano - poli(metacrilato de metila) (PU-PMMA) pela polimerização em miniemulsão. As polimerizações para formação do látex de PMMA foram conduzidas com aquecimento micro-ondas (MO), bem como foi necessário um estudo paralelo da decomposição do iniciador 2,2'-azo-bisisobutironitrila (AIBN) em n-butanol para elucidar sua influência na polimerização quando submetido ao aquecimento MO. Os resultados obtidos revelaram que o aquecimento MO proporcionou um grande aumento na taxa de decomposição do AIBN (kdMO), em torno de 20 a 46 vezes (a depender da temperatura, se 60, 70 ou 80 °C), comparado com o aquecimento convencional (CONV). As reações de polimerização em miniemulsão para obtenção de nanopartículas de PMMA sob aquecimento MO foram realizadas à temperatura constante de 70°C, utilizando lecitina de soja e crodamol GTCC (TCM ? triglicerídeo de cadeia média), sendo comparados o uso de iniciadores como persulfato de potássio (KPS) e AIBN. O efeito do aquecimento por MO na formação de nanocápsulas de PMMA foi avaliado pela cinética de reação, evolução e distribuição do tamanho de partículas, potencial zeta do látex final, massa molar do polímero e morfologias das nanopartículas. O efeito das MO sobre o aumento da taxa de reação, foi mais acentuado para as reações com menores concentrações do iniciador, alcançando o dobro da conversão final (em comparação a obtida nas reações sob aquecimento CONV (de 45 para 85 com [KPS]=0,064 M e de 33 para 67% com [AIBN]=0,064 M). Enquanto na massa molar, este efeito foi mais acentuado para as reações com maiores concentrações de iniciador. Ao comparar os iniciadores utilizados, as reações com AIBN mostraram-se mais lentas para ambos os modos de aquecimento, devido à recombinação dos radicais dentro das gotas submicrométricas. No entanto, as reações com KPS indicam mecanismos indesejáveis de nucleação, além da nucleação das gotas. Os efeitos observados pela ação das MO foram atribuídos aos ditos efeitos térmicos, devido à alta potência aplicada no início da reação (1200 W) associada às propriedades dielétricas dos componentes dos sistemas utilizados, especialmente, o n-butanol e a água. Já o sistema para formação de látex do tipo blendas PU-PMMA com aquecimento convencional foi composto por uma fase orgânica contendo MMA, isoforona diisocianato (IPDI), policaprolactona (PCL), crodamol (TCM - triglicerídeo de cadeia média) e lecitina, enquanto na fase aquosa,água e KPS. Foram avaliadas a influência da fração de fase dispersa e concentrações de TCM e KPS, sendo mantida razão molar de NCO/OH em 1,6. A presença do componente PU junto ao PMMA elevou o diâmetro das partículas (de 93 para 130 nm, em média), aumentou o módulo do potencial zeta (de 25 para 45 mV, em média) e elevou os valores de massa molar média numérica (Mn), quando comparado ao látex de PMMA puro. Entre as várias composições de blendas estudadas, a massa molar foi influenciada pela variação da concentração KPS, em que a sua redução elevou os valores de Mw para o componente PMMA da blenda. Os resultados da análise térmica por DSC e os espectros de infravermelho obtidos por FTIR confirmam a ausência de isocianato residual e boa compatibilidade entre o PMMA e PU.<br> / Abstract : This study involved obtaining two systems of polymeric nanoparticles, poly(methyl methacrylate) (PMMA), and polyurethane-poly(methyl methacrylate) (PMMA-PU) by miniemulsion polymerization. The system for the formation of PMMA latex was subjected to microwave heating (MO), as well as a parallel study about MO assisted initiator - 2,2'-azo-bisisobutyronitrile (AIBN) - decomposition reactions was necessary, in order to better assess the microwave effects on the polymerization kinetics. Results showed that MO heating provided a great increase the decomposition rate of AIBN (kdMO), of about 20 to 46 times higher (depending on the temperature, 60, 70 or 80 ° C), compared with the heating conventional (CONV). Polymerization reactions of methyl methacrylate miniemulsion (MMA) were carried out at constant temperature (70 °C), using soybean lecithin and crodamol GTCC (TCM - Medium-Chain Triglycerides), comparing the use of initiators such as potassium persulfate (KPS) or AIBN. The effect of microwave heating on PMMA nanocapsules formation was evaluated through the kinetics of reaction, evolution and distribution of particle size, zeta potential, molar mass of the final latex and morphology of the nanoparticles. The effect of microwave on increasing the reaction rate was more pronounced for the reactions at lower initiator concentrations (KPS or AIBN), achieving twice the final conversion, in comparison obtained in reactions under heating CONV (from 45 to 85 with [KPS] = 0.064 M and from 33 to 67% with [AIBN] = 0.064 M). While the molecular weight, this effect was more prominent for reactions with higher initiator concentrations. When comparing the initiators used, the reactions with AIBN showed to be slower for both modes of reaction heat due to recombination of radicals in the submicron drops. However, the reactions with KPS indicated secondary nucleation mechanisms besides the nucleation of droplets. The observed effects by the action of microwaves have been assigned to said thermal effects due to high power applied at the start of reaction (1200 W) associated with the dielectric properties of the components of the systems used, especially n-butanol and water. Already the system for forming PU-PMMA blend was composed of an organic phase containing MMA, isophorone diisocyanate (IPDI), polycaprolactone (PCL), crodamol (TCM) and lecithin, while the aqueous phase, water and KPS. Were evaluated fraction of the dispersed phase and concentrations crodamol and KPS, being kept constant the molar ratio NCO/OH in 1.6. The presence PUcomponent together the PMMA increased the diameters particles (from 93 to 130 nm, in average), elevated the zeta potential module (from 25 to 45 mV, in average) and the numerical average molar mass (Mn) compared to the pure PMMA latex. Among the various blends of compositions studied, the molar mass was influenced by the variation concentration KPS, in than their reduction the increased the ponderal average molar mass (Mw) for the PMMA component of the blends. The results of thermal analysis by DSC and infrared spectrum obtained by FTIR confirmed the absence of residual isocyanate and good compatibility between the PMMA and PU.

Made available in DSpace on 2015-09-17T15:26:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-05-12. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:45:48Z : No. of bitstreams: 1 000846745.pdf: 896263 bytes, checksum: a90d4bcdf47eb725829cf478093a77a0 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / No Brasil o etanol é obtido principalmente a partir da cana de açúcar, a fibra do bagaço de cana é composta principalmente por lignina, celulose e hemicelulose, sendo possível produzir etanol celulósico a partir da sacarificação da celulose presente nessa fibra. Para se chegar ao etanol celulósico por hidrólise enzimática são necessárias pelo menos quatro etapas, sendo elas: o pré-tratamento; a hidrólise enzimática; a fermentação alcoólica dos açúcares e a destilação para a obtenção do etanol celulósico. Neste contexto o foco deste trabalho foi promover o pré-tratamento do bagaço utilizando ultrassom, micro-ondas e ozônio, a fim de, encontrar o melhor tratamento para modificação desta fibra, visando o aumento do rendimento enzimático. Após o tratamento a fibra resultante foi utilizada na hidrólise enzimática, caracterização química e avaliada térmica e estruturalmente pelas técnicas de TGA (termogravimetria), FTIR-ATR (espectroscopia no infravermelho), HPLC (cromatografia liquida), MEV, MET (microscopia eletrônica de varredura e transmissão) e DRX (difratometria de raios X). Os resultados obtidos por estas análises foram comparados ao rendimento da hidrólise enzimática e ao teor de compostos inibidores da fermentação alcoólica. Com a utilização do FTIR-ATR foi possível visualizar o efeito dos tratamentos nas diversas regiões da fibra e comprovar a redução da lignina. A partir da análise térmica por TGA foi possível observar que a maior estabilidade térmica das amostras está amplamente relacionada ao grau de celulose presente na fibra após o tratamento, com a análise por DRX foi possível determinar que a celulose cristalina não é afetada durante o pré-tratamento. A microscopia eletrônica de varredura permitiu observar as modificações causadas na superfície da fibra após os tratamentos, enquanto a microscopia eletrônica de transmissão... / In Brazil ethanol is produced mainly from sugar cane, fiber sugarcane bagasse is mainly composed of lignin, cellulose and hemicellulose, which can produce cellulosic ethanol from saccharification of cellulose present in this fiber. To get to cellulosic ethanol by enzymatic hydrolysis requires at least four stages: pre-treatment; enzymatic hydrolysis; alcoholic fermentation of the sugars and distillation for obtaining cellulosic ethanol. In this context the focus of this work was to pretreatment of bagasse using ultrasound, microwave and ozone in order to find the best treatment for modification of this fiber, to increase the enzyme yield. After treatment, the resulting fiber was used in enzymatic hydrolysis and chemical, thermal and structurally analysis by the techniques: TGA (thermogravimetry), FTIR-ATR (infrared spectroscopy), HPLC (liquid chromatography), SEM, TEM (scanning electron microscopy and transmission) and XRD (X-ray diffraction). The results obtained by these analyzes were compared to the yield of the enzymatic hydrolysis and the content of alcoholic fermentation inhibiting compounds. With the use of FTIR-ATR was able to see the effect of the treatments in the various regions of the fiber and demonstrate the reduction of lignin. From the thermal analysis by TGA was observed that the higher thermal stability of the samples is largely related to the degree of the cellulose present in the fiber after treatment, with the XRD analysis it was determined that the crystalline cellulose is not affected during the pre- treatment. The scanning electron microscopy allowed observing the changes caused on the fiber surface after treatment, while the transmission electron microscopy allowed observing the secondary cell wall is the most affected by ozone treatment. Treatments with ozone in alkaline medium showed low amount of inhibiting compounds and better yields during hydrolysis, especially when... / FAPESP: 2013/06234-3

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-04-26Bitstream added on 2014-06-13T18:28:59Z : No. of bitstreams: 1 lima_rg_me_ilha.pdf: 4900870 bytes, checksum: 03a62f9432df08dfbe01ae769ef5cc49 (MD5) / As rotas de síntese dos cupratos supercondutores buscam por melhorias em suas propriedades como a obtenção de fases únicas, grãos homogêneos e melhor conectados o que, consequentemente, interfere no aumento da capacidade de transporte de corrente elétrica. Neste trabalho foi estudada a síntese do óxido supercondutor do sistema Bi:Sr:Ca:Cu:O na fase 2212 (BSCCO-2212) que apresenta temperatura crítica em torno de 85 K. Para a síntese desse material, foi utilizada uma variação do método dos precursores poliméricos desenvolvido por Pechini e, em uma segunda rota, foi adicionada, a este método, uma etapa na qual se aplicou o método de hidrotermalização assistida por energia de micro-ondas. Neste último, o material é aquecido de dentro para fora e, devido à interação das micro-ondas com a solução, a temperatura do sistema aumenta rapidamente, influenciando diretamente na velocidade da síntese. Em contraste, no aquecimento convencional, o material é aquecido, primeiramente, na superfície e, só então, ocorre a transferência de calor para o interior do sistema. Os pós resultantes dos dois métodos de síntese ora descritos foram tratados termicamente e, então, prensados para se obter pastilhas. Na sequência, foram feitas caracterizações estruturais, elétricas e magnéticas no intuito de se estudar a influência de cada método sobre as propriedades dos materiais sintetizados. / The synthesis routes of superconducting cuprates seek for the improvement of the proprieties of these materials such as the achievement of pure superconducting phases, homogeneity of the grains, better connectivity between the grains and the increase of the transport current. In this study we synthesized oxide superconductors of the Bi:Sr:Ca:Cu:O system focusing on the 2212 phase (BSCCO-2212) for which the Tc lies on around 85 K. For the productions of this material, it was used two synthesis routes. In one of them it was followed only the polymeric precursor method developed by Pechini and, in the second route, the Microwave-Assisted Hydrothermal method was associated with the Pechini one. For this method the heat of the material is from inside out, i.e., the temperature of the system is increased very fast and, consequently, the velocity of synthesis is increased. In conventional heat treatment the material is heated, firstly, at the surface and then the heat is transferred to the interior of the system. The powders of the materials, which were obtained from the described methods, were heat treated and thus, pressed. After that, structural, electrical and magnetic characterizations were carried out to study the influence of each synthesis method on the properties of the produced superconductors.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Retido.pdf: 19733 bytes, checksum: 6aad255badc436a06364517de2344ab6 (MD5) Previous issue date: 2013-04-26 / Financiadora de Estudos e Projetos / This work deals with the synthesis, characterization and study of nanostructures of zinc sulfide (ZnS) synthesized by microwave heated solvothermal method The synthesis method employed was extremely efficient leading to obtain the cubic and hexagonal structures of ZnS in shorter times and lower temperatures than those reported in the literature. Some synthesis parameters such as, synthesis time, temperature, and capping agent, were investigated in order to check the influence of these parameters on optical and structural properties of ZnS. The characterizations of the samples were performed by X-ray diffraction, absorption spectroscopy in the Uv-Vis, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and photoluminescence spectroscopy. Theoretical calculations were performed in collaboration to help explain the results. The results showed structural differences in the samples as well as different degrees of order-disorder in the material, directly related to certain parameters of synthesis. These differences were interpreted as the responsible for the modifications of the photoluminescent property. / Este trabalho trata da síntese, caracterização e estudos de nanoestruturas do sulfeto de zinco (ZnS) sintetizadas por meio de processamento solvotérmico aquecido por microondas. O método de síntese empregado mostrou-se extremamente eficiente levando a obtenção das estruturas cúbica e hexagonal do ZnS em tempos e temperaturas menores do que os reportados na literatura. No trabalho foi investigado a influência dos parâmetros de síntese como, tempo de síntese, temperatura e agente capante, a fim de verificar a influência destes parâmetros nas propriedades ópticas e estruturais do ZnS. As caracterizações das amostras foram feitas por intermédio de difratometria de raios-X, espectroscopia de absorção na região do Uv-Vis, microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica de transmissão e espectroscopia de fotoluminescência. Cálculos teóricos foram realizados em colaboração para auxiliar na interpretação dos resultados. Os resultados mostraram diferenças estruturais nas amostras assim como diferentes graus de ordem-desordem no material relacionado diretamente a determinados parâmetros da síntese. Essas diferenças foram interpretados como responsáveis pelas modificações na propriedade fotoluminescente dos materiais.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5401.pdf: 5113907 bytes, checksum: bc63a1e068663b50eac2b2108398f3f0 (MD5) Previous issue date: 2013-08-30 / Universidade Federal de Minas Gerais / In this work we report an experimental and theoretical study of photoluminescence (PL) and photocatalytic activity of pure metal sulfides and systems furnished prepared by microwave assisted solvothermal (MAS) method. The theoretical model of the decorated system was created in order to analyze the electronic transition, especially in their interfaces. The results show that the system interface decorated (core-shell) produces an electron charge transfer of holes from cadmium sulfide (CdS) to zinc sulfide (ZnS), which helps increase the PL and photocatalytic activity of the system. For the pure systems, was observed the efficacy of the method synthesis employed verified that the process for obtaining the ZnS and calcium sulfide (CaS) was extremely important. Through the theoretical models was possible to evaluate the influence caused by the solvothermal influence caused by the MAS method. The variation in the synthesis parameters shows a direct influence on the PL properties of sulfides obtained which can be attributed to structural organization. The theoretical results how this order and disorder of the system can affect these properties of the obtained materials. / Neste trabalho relata-se um estudo teórico e experimental da atividade fotoluminescente (FL) e fotocatalítica de sulfetos metálicos puros e em sistemas decorados preparados por intermédio do método solvotérmico assistido por micro-ondas. O modelo teórico do sistema decorado foi criado de forma a analisar a transição eletrônica, principalmente nas suas interfaces. Os resultados mostram que a interface do sistema decorado (core-shell) produz uma transferência de carga do elétron do sulfeto de cádmio (CdS) para os buracos do sulfeto de zinco (ZnS), o que ajuda a aumentar a atividade fotoluminescente e fotocatalítica do sistema. Para os sistemas puros, observou-se a eficácia do método de síntese empregado, sendo verificado que o processo de obtenção do ZnS e sulfeto de cálcio (CaS) foi de extrema importância. Por intermédio dos modelos teóricos foi possível avaliar a influência causada pelo método. A variação nos parâmetros de síntese mostra uma influência direta nas propriedades FL dos sulfetos obtidos que pode ser atribuída a organização estrutural. O modelo teórico mostra como essa ordem e desordem do sistema podem afetar essas propriedades dos materiais obtidos.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1909.pdf: 1337612 bytes, checksum: 3a2d0285c4f3f452d59504b801e78416 (MD5) Previous issue date: 2007-07-21 / Universidade Federal de Sao Carlos / Alternative methods were developed for some determinations performed in routine by animal nutrition laboratories, in order to increase laboratory efficiency and reduce costs maintaining analytical quality. In the first step, a multicomutation point to point potentiometric titration system to total acid in silage extracts with the use of a PVC (tridodecilamine) membrane electrode is described. The multicommutation developed system employed three solenoid valves for solution management and a peristaltic pump for the fluid propulsion. The time and sequence of switching valves, the velocity of peristaltic pump and the data acquisition were performed through a developed program in the Labview® platform using a computer with an electronic interface. Silage samples of Brachiaria grass, sugar cane and corn were analyzed by the proposed system in order to method validation. The results indicated agreement in order of 95% of confidence when were compared with the ones obtained by gas chromatography (acetic, propyonic and butyric acids), and liquid (lactic acid), and by bath titration. In a second step, an alternative method for determination of neutral detergent fiber in forage samples was proposed, with the use of the nylon bag technology to samples storage, and a semi-pressure system heating by microwave radiation. This analyze consists of a cellular inner components solubilization in neutral detergent solution, remaining the neutral detergent fiber, basically formed by cellulose, hemicelluloses, lignin, lignin protein and silica, gravimetrically determined after oven drying. The method was validated from samples analysis supplied by the Ensaio de Proficiência de Laboratórios de Nutrição Animal , coordinate by Embrapa Cattle-Southeast. High correlation was obtained among the results obtained with the proposed method and furnace by the program, therefore its employment could be recommended. / Foram propostos métodos alternativos para algumas determinações rotineiramente realizadas em laboratórios de nutrição animal, com o objetivo de aumentar a eficiência laboratorial e reduzir os custos, mantendo porém a qualidade analítica. A primeira parte descreve a implementação da técnica de titulação potenciométrica ponto a ponto em um sistema de multicomutação utilizando eletrodo de membrana de PVC (tridodecilamina) para a determinação da acidez total em extratos de silagem. O sistema de multicomutação desenvolvido empregou três válvulas solenóides de três vias para controle das soluções e uma bomba peristáltica para propulsão dos fluidos. O tempo e a seqüência de acionamento das válvulas, a velocidade da bomba peristáltica e a aquisição dos dados foram controlados por um programa dedicado, desenvolvido em plataforma Labview®, utilizando um microcomputador equipado com uma interface eletrônica. Para efeito de validação do método, foram analisadas pelo sistema proposto amostras de silagem de capim Brachiaria, de cana-de-açúcar e de milho. Os resultados indicaram concordância ao nível de 95% de confiança quando comparados aos obtidos por cromatografia gasosa (ácidos acético, propiônico e butírico) e líquida (ácido lático) e por titulação em batelada. Em uma segunda etapa, foi proposto procedimento para a determinação de fibra em detergente neutro em amostras de forragens com o emprego da tecnologia nylon bag para o armazenamento das amostras e de aquecimento por radiação microondas em um sistema semipressurizado. A análise consiste na solubilização dos componentes do conteúdo celular solúveis em solução de detergente neutro, restando a fibra em detergente neutro, basicamente constituída de celulose, hemicelulose, lignina, proteína lignificada e sílica, determinados por gravimetria após secagem em estufa. O método foi validado a partir de análises de amostras fornecidas pelo Ensaio de Proficiência para Laboratórios de Nutrição Animal , coordenado pela Embrapa Pecuária Sudeste, sendo obtida alta correlação entre os resultados, viabilizando a recomendação do emprego do método.