Com o objetivo de encontrar novas matrizes dopadas com terras raras para aplicação em dispositivos como amplificadores ópticos, o estudo da otimização da emissão dos íons de érbio (Er3+) no sistema Y2O3 Al2O3 SiO2 foi realizado. Pós, cuja composição é dada por (100-x) Y3Al5O12 (x) SiO2 (x varia de 0 a 70, considerando porcentagem em mol) e com concentração fixa de Er2O3 igual a 1% em mol, foram sintetizados via método Pechini modificado e tratados termicamente a 900 e 1000 °C. Espectros de fotoluminescência (FL) na região do infravermelho próximo (transição 4I13/2 4I15/2 dos íons de Er3+) e espectros de up-conversion na região visível (2H11/2 + 4S3/2 + 4F9/2 4I15/2) foram medidos considerando excitação em 980 nm. Técnicas de caracterização como TG, DSC, DRX e FT-IR foram utilizadas para avaliar a cristalização e evolução das fases cristalinas em função da concentração de sílica (x) e da temperatura de tratamento térmico. As análises foram baseadas na comparação entre os dois diferentes solventes usados na preparação das resinas poliméricas: água e etanol. As condições ótimas encontradas para etanol são diferentes das condições encontradas quando água é usada como solvente, confirmando que as propriedades de FL na região do infravermelho próximo são bastante sensíveis às mudanças na estequiometria da matriz e às condições de processamento. A maior intensidade da emissão em 1540 nm foi observada em pós com x = 30 para etanol e x = 70 para água, tratados a 900 e 1000 °C, respectivamente. Este resultado pode estar atribuído à combinação de baixa simetria e boa dispersão dos íons de Er3+ nestas matrizes. Os filmes foram preparados por evaporação por canhão de elétrons (PVD) a partir das pastilhas dos pós estudados. O estudo desses sistemas ainda é pouco reportado na literatura. A caracterização estrutural, morfológica e composicional dos filmes foi considerada com o intuito de avaliar a aplicação destes filmes como guias de ondas amplificadores. Além do elevado índice de refração, estes materiais também podem ser usados em estudos envolvendo efeitos fotoinduzidos. / In order to find a new Er-doped host for near infrared (NIR) optical amplifiers, a study on the optimization of the erbium emission ions in the Y2O3 Al2O3 SiO2 system was performed. (100-x) Y3Al5O12 (x) SiO2 powders (x varies from 0 to 70, in mol%) with a fixed Er2O3 concentration of 1.0 mol% were synthesized by a modified Pechini method and heat-treated at 900 and 1000 °C. The photoluminescence (PL) spectra at 1540 nm of the 4I13/2 4I15/2 transition of Er3+ ions and the up-conversion spectra at visible region (2H11/2 + 4S3/2 + 4F9/2 4I15/2) upon 980 nm excitation were evaluated. Different techniques, such as thermogravimetry (TG), differential scanning calorimetry (DSC), X-ray powder diffractometry (XRD) and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) were considered to evaluate crystallization and phase-evolution of the powders as a function of the silica content (x) and annealing temperature. The analyses were based on the comparison between two different solvents used in the preparation of the polymeric resins: ethanol and water. The optimal conditions for ethanol are quite different than the conditions for water used as solvent, confirming that the PL properties at the NIR region are highly sensitive to the changes in the host stoichiometry and processing conditions. The highest emission intensity at 1540 nm was observed for x= 30 for ethanol and x = 70 for water, treated at 900 and 1000 °C, respectively. This result could be attributed to the combination of low symmetry and good dispersion of the Er3+ ions in these hosts. The films were prepared by electron beam evaporation (PVD) from the pellets of the powders studied. The study of these systems is still little reported in the literature. The structural, morphological and compositional characterization of the films was considered in order to evaluate the application of these films as waveguide amplifiers. In addition to the high refractive index, these materials can also be used in conditions involving photoinduced effects.

Com o objetivo de encontrar novas matrizes dopadas com terras raras para aplicação em dispositivos como amplificadores ópticos, o estudo da otimização da emissão dos íons de érbio (Er3+) no sistema Y2O3 Al2O3 SiO2 foi realizado. Pós, cuja composição é dada por (100-x) Y3Al5O12 (x) SiO2 (x varia de 0 a 70, considerando porcentagem em mol) e com concentração fixa de Er2O3 igual a 1% em mol, foram sintetizados via método Pechini modificado e tratados termicamente a 900 e 1000 °C. Espectros de fotoluminescência (FL) na região do infravermelho próximo (transição 4I13/2 4I15/2 dos íons de Er3+) e espectros de up-conversion na região visível (2H11/2 + 4S3/2 + 4F9/2 4I15/2) foram medidos considerando excitação em 980 nm. Técnicas de caracterização como TG, DSC, DRX e FT-IR foram utilizadas para avaliar a cristalização e evolução das fases cristalinas em função da concentração de sílica (x) e da temperatura de tratamento térmico. As análises foram baseadas na comparação entre os dois diferentes solventes usados na preparação das resinas poliméricas: água e etanol. As condições ótimas encontradas para etanol são diferentes das condições encontradas quando água é usada como solvente, confirmando que as propriedades de FL na região do infravermelho próximo são bastante sensíveis às mudanças na estequiometria da matriz e às condições de processamento. A maior intensidade da emissão em 1540 nm foi observada em pós com x = 30 para etanol e x = 70 para água, tratados a 900 e 1000 °C, respectivamente. Este resultado pode estar atribuído à combinação de baixa simetria e boa dispersão dos íons de Er3+ nestas matrizes. Os filmes foram preparados por evaporação por canhão de elétrons (PVD) a partir das pastilhas dos pós estudados. O estudo desses sistemas ainda é pouco reportado na literatura. A caracterização estrutural, morfológica e composicional dos filmes foi considerada com o intuito de avaliar a aplicação destes filmes como guias de ondas amplificadores. Além do elevado índice de refração, estes materiais também podem ser usados em estudos envolvendo efeitos fotoinduzidos. / In order to find a new Er-doped host for near infrared (NIR) optical amplifiers, a study on the optimization of the erbium emission ions in the Y2O3 Al2O3 SiO2 system was performed. (100-x) Y3Al5O12 (x) SiO2 powders (x varies from 0 to 70, in mol%) with a fixed Er2O3 concentration of 1.0 mol% were synthesized by a modified Pechini method and heat-treated at 900 and 1000 °C. The photoluminescence (PL) spectra at 1540 nm of the 4I13/2 4I15/2 transition of Er3+ ions and the up-conversion spectra at visible region (2H11/2 + 4S3/2 + 4F9/2 4I15/2) upon 980 nm excitation were evaluated. Different techniques, such as thermogravimetry (TG), differential scanning calorimetry (DSC), X-ray powder diffractometry (XRD) and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) were considered to evaluate crystallization and phase-evolution of the powders as a function of the silica content (x) and annealing temperature. The analyses were based on the comparison between two different solvents used in the preparation of the polymeric resins: ethanol and water. The optimal conditions for ethanol are quite different than the conditions for water used as solvent, confirming that the PL properties at the NIR region are highly sensitive to the changes in the host stoichiometry and processing conditions. The highest emission intensity at 1540 nm was observed for x= 30 for ethanol and x = 70 for water, treated at 900 and 1000 °C, respectively. This result could be attributed to the combination of low symmetry and good dispersion of the Er3+ ions in these hosts. The films were prepared by electron beam evaporation (PVD) from the pellets of the powders studied. The study of these systems is still little reported in the literature. The structural, morphological and compositional characterization of the films was considered in order to evaluate the application of these films as waveguide amplifiers. In addition to the high refractive index, these materials can also be used in conditions involving photoinduced effects.

Submitted by ANA KARLA PEREIRA RODRIGUES (anakarla_@hotmail.com) on 2017-08-07T12:48:06Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 4672568 bytes, checksum: 30655ee26e612b43221335d08bddc500 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-07T12:48:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 4672568 bytes, checksum: 30655ee26e612b43221335d08bddc500 (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Magnesium stannate (Mg2SnO4) and titanate (Mg2TiO4) are inverse spinel-type oxides, applied as humidity sensors, hot resistor, dieletric, temperature compensation capacitor, electronic ceramic and refractory material. In the present work, these two materials were combined in order to obtain a solid solution, Mg2(Ti1-xSnx)O4, (x = 0; 0,25; 0,50; 0,75; 1,0) by the modified-Pechini method, in order to investigate the influence of Sn4+ substitution for Ti4+ in the spinel lattice for application as photocatalyst for discoloration of Gold yellow remazol and to avoid micro-organism adhesion into surfaces. The synthesis of the spinels was optimized. Catalysts were characterized by X-ray diffraction, UV-visibe spectroscopy, Raman spectroscopy, infrared spectroscopy, surface area measurement using BET method. Mg2TiO4 is a metastable compound, which decomposes into ilmenite (MgTiO3) above 800 °C. On the other hand, reaches long-range order at lower temperatures, while single phase Mg2SnO4 is only obtained from 900 °C. For these reasons, different temperatures are necessary to obtain the single phase materials. Infrared and Raman spectra confirmed the presence of [MgO6]-10, [TiO6]-8, [SnO6]-8 octahedra and (MgO4)-6 tetrahedra. The photocatalytic tests were carried out in a reactor comprising of UVC lamp (λ = 254 nm). Mg2SnO4 presented the best photocatalytic result, with 79% of discoloration at pH 6 and 87% at pH 3, while Mg2TiO4 showed 7% of conversion at pH 6, without increasing efficiency at pH 3. The obtained spinels were effective in inhibiting bacterial and fungal growth as indicated by fluorescence analysis for Gram positive bacteria (S. aureus and S. mutans), Gram negative bacteria (P. aeruginosa and E. coli) and fungus (Candida albicans) showing the potential for microbial anti-adhesion material. Tests with higher titanium content showed the best results except for E. coli. / O estanato (Mg2SnO4) e o titanato de magnésio (Mg2TiO4) são óxidos do tipo espinélio inverso, aplicados como sensores de umidade, resistor de calor, dielétrico, capacitor para compensação de temperatura, cerâmica eletrônica e material refratário. Nesse trabalho, os dois materiais foram combinados com a finalidade de obter uma solução sólida, Mg2(Ti1-xSnx)O4, (x = 0; 0,25; 0,50; 0,75; 1,0), utilizando o método Pechini modificado, de modo a investigar a influência da substituição dos íons Sn4+ por íons Ti4+ na rede do espinélio para aplicação como catalisadores na descoloração do corante remazol amarelo ouro e na antiadesão microbiana. A síntese dos espinélios foi otimizada. Os catalisadores foram caracterizados pelas técnicas de difração de raios-X, espectroscopia na região do ultravioleta e do visível, e espectroscopia Raman, espectroscopia na região do infravermelho e medida de área superficial por BET. O Mg2TiO4 é um composto metaestável, se decompondo em ilmenita (MgTiO3) acima de 800 °C. Por outro lado, o Mg2TiO4 se organiza a longo alcance em temperaturas mais baixas enquanto que o Mg2SnO4 monofásico é obtido apenas a partir de 900°C. Com isso, observa-se que diferentes temperaturas são necessárias para se obter os materiais monofásicos. Os espectros de IV e Raman confirmaram a presença dos octaedros [MgO6]-10, [TiO6]-8, [SnO6]-8 e tetraedro (MgO4)-6. Os testes fotocatalíticos foram realizados em um reator composto por lâmpadas UVC (λ = 254 nm). O Mg2SnO4 apresentou o melhor resultado, com descoloração de 79 % em pH 6 e 87 % em pH 3, enquanto o Mg2TiO4 apresentou conversão de 7 % em pH 6, sem aumento de eficiência em pH 3. Os espinélios obtidos mostraram-se eficazes na inibição do crescimento bacteriano e fúngico como indicado pela análise de fluorescência para bactérias Gram positivas (S. aureus e S. mutans), Gram negativas (P. aeruginosa e E. coli) e para o fungo (Candida albicans) mostrando o potencial de antiadesão microbiana dos materiais. Os testes com maior teor de titânio apresentaram os melhores resultados exceto para a E. coli.

Submitted by ANA KARLA PEREIRA RODRIGUES (anakarla_@hotmail.com) on 2017-08-08T14:07:47Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 6370854 bytes, checksum: f5b435dcd1e0ef486a5a777313a42f3e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-08T14:07:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 6370854 bytes, checksum: f5b435dcd1e0ef486a5a777313a42f3e (MD5) Previous issue date: 2016-08-09 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Perovskite stannates (ASnO3) are widely studied because they contain interesting features that provide its use as photocatalysts materials. In turn, oxides such as SnO2 and ZrO2 have used as catalysts or catalyst supports in the degradation of aqueous organic pollutants and photocatalytic processes. Generally, supported materials can be more efficient than bulk photocatalysts, due to better dispersion and generating new active sites. In this work, binary oxides (Sn1-xZrx)O2 and (Zr1-ySny)O2, where (0 ≤ x and y ≤ 10% mol) were prepared by solid state reaction. The perovskite SrSnO3:Cu2+ was prepared by modified Pechini method impregnated on supports synthesized in order to improve catalytic efficiency of the perovskite photodegradation of the Gold Yellow Remazol (RNL) dye. The photocatalysts were characterized by: X-ray Diffraction (XRD) at room temperature and hot-chamber, Infrared (IR), Raman and UV-visible (UV-VIS) spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM) and specific surface area (BET). The XRD results showed that supports were monophasic and that impregnation process does not modified the structure of the perovskite. The IR and Raman spectra corroborate the XRD results, indicative of impregnating the perovskite surface of the supports observed by the presence of bands related to the SrCO3 arising from the perovskite, but also by the presence of active modes at 148, 180, 223, 253 cm-1 related to perovskite. The system SSO/ZS95 showed better photocatalytic activity, with an efficiency of 81% discoloration on the time of 4 hours, increasing by about 10 (ten) times the photocatalytic efficiency of SrSnO3, indicating that use of the catalytic support was effective, providing the dispersion of stannate (active phase). / Estanatos do tipo perovskita (ASnO3) são amplamente estudados por conterem características interessantes que propiciam sua utilização como materiais fotocatalisadores. Por sua vez, óxidos como SnO2 e ZrO2 vem sendo utilizados como catalisadores ou suportes catalíticos na degradação de poluentes orgânicos aquosos e em processos fotocatalíticos. Geralmente, materiais suportados podem ser mais eficientes do que os fotocatalisadores mássico, devido à melhor dispersão e geração de novos sítios ativos. Neste trabalho, óxidos binários (Sn1-xZrx)O2 e (Zr1-ySny)O2, onde (0 ≤ x e y ≤ 10 % em mol) foram preparados pelo método de reação no estado sólido. As perovskitas SrSnO3:Cu2+ foram preparadas pelo método Pechini modificado e impregnadas sobre os suportes sintetizados com a finalidade de melhorar a eficiência catalítica das perovskitas na fotodegradação do corante Remazol Amarelo Ouro (RNL). Os fotocatalisadores foram caracterizados pelas técnicas: difração de raios-X (DRX) em temperatura ambiente e câmara quente, espectroscopia na região do infravermelho (IV), espectroscopia Raman, espectroscopia na região do UV-visível (UV-VIS), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e área superficial específica (BET). Os resultados de DRX mostraram que os suportes foram monofásicos, e que o processo de impregnação não modificou a estrutura da perovskita. Os Espectros IV e Raman corroboraram com os resultados de DRX, com indicativos da impregnação da perovskita na superfície dos suportes, observados pela presença de bandas referentes ao SrCO3 advindo da perovskita, como também pela presença dos modos ativos em 148, 180, 223, 253 cm-1 referentes a perovskita. O sistema SSO/ZS95 apresentou a melhor atividade fotocatalítica, com uma eficiência de 81% de descoloração no tempo de 4 horas, aumentando em cerca de 10 (dez) vezes a eficiência fotocatalítica do SrSnO3, indicando que o uso do suporte catalítico foi eficaz, propiciando a dispersão do estanato (fase ativa).

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2016-05-12T13:11:00Z No. of bitstreams: 1 arquivo total.pdf: 5933598 bytes, checksum: f90080e0529915a4c5c37308259bee89 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-12T13:11:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivo total.pdf: 5933598 bytes, checksum: f90080e0529915a4c5c37308259bee89 (MD5) Previous issue date: 2015-03-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Zinc stannate (Zn2SnO4) and zinc titanate (Zn2TiO4) are inverse spineltype oxides and stand out due to their optical, electrical, magnetic, semiconductor and photocatalytic properties. In this work, the two materials were combined in order to obtain a solid solution, Zn2Sn1-xTixO4 (x= 0; 0.25; 0.50; 0.75; 1.0), using the modified-Pechini method, in order to evaluate the influence of the Sn4+ ions substitution by Ti4+ ones in the spinel lattice for application as catalysts in the photodiscoloration of the golden yellow remazol. Catalysts were characterized by the X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (IR), ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis), Raman spectroscopy and surface area measurements (BET). XRD results showed that the materials presented a high long range order when heat treated at 700 °C, using zinc acetate and pH = 1. IR and Raman spectra confirmed the presence of the [TiO6] and [SnO6] octahedra and (ZnO4) tetrahedron. The parameters used in the dye discoloration were: catalyst mass and irradiation times. The results showed that a higher irradiation time provided a better efficiency. Zn2SnO4 presented the best result, with 81 % of discoloration after 4 h of irradiation. As tin was replaced by titanium in the spinel structure, the catalyst efficiency decreased, achieving 37 % for the Zn2TiO4. / O estanato (Zn2SnO4) e o titanato de zinco (Zn2TiO4) são óxidos do tipo espinélio inverso, destacam-se devido a suas propriedades óticas, elétricas, magnéticas, semicondutoras e fotocatalíticas. Nesse trabalho, os dois materiais foram combinados com a finalidade de obter uma solução sólida, Zn2Sn1-xTixO4, (x= 0; 0,25; 0,50; 0,75; 1,0), utilizando o método Pechini modificado, de modo a investigar a influência da substituição dos íons Sn4+ por íons Ti4+ na rede do espinélio para aplicação como catalisadores na fotodescoloração do corante amarelo remazol ouro. Os catalisadores foram caracterizados pelas técnicas de difração de raios-X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho (IV), espectroscopia na região do ultravioleta visível (UV-Vis), espectroscopia Raman e medida de área superficial por BET. Os resultados de DRX mostraram que os materiais apresentaram alta organização a longo alcance, quando calcinados a 700 °C, utilizando acetato de zinco e pH 1. Os espectros de IV e Raman confirmaram a presença dos octaedros [ZnO6], [TiO6],[SnO6] e tetraedro (ZnO4). Os parâmetros utilizados na descoloração do corante foram: massa fixa de catalisador e tempos de radiação. Os resultados mostraram que um maior tempo de radiação proporcionou maior eficiência. O Zn2SnO4 apresentou o melhor resultado, com descoloração de 81% após 4 h de radiação. À medida que o estanho foi substituído pelo titânio na estrutura do espinélio, a eficiência do catalisador foi decrescendo, chegando a 37% para o Zn2TiO4.