Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-01-15T21:40:48Z No. of bitstreams: 1 MariaAugustaCavalcantiSoares_DISSERT.pdf: 3097668 bytes, checksum: e79dcba5d529592b21331e686931f1c1 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-01-17T14:51:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MariaAugustaCavalcantiSoares_DISSERT.pdf: 3097668 bytes, checksum: e79dcba5d529592b21331e686931f1c1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-17T14:51:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MariaAugustaCavalcantiSoares_DISSERT.pdf: 3097668 bytes, checksum: e79dcba5d529592b21331e686931f1c1 (MD5) Previous issue date: 2016-12-19 / Nos ?ltimos anos o desenvolvimento de supercapacitores tem sido bastante pesquisado devido ? propriedade de possuir densidade de pot?ncia maior do que as baterias convencionais. Para atender as demandas tecnol?gicas da sociedade moderna, a cria??o de dispositivos de armazenamento de energia leves, flex?veis e port?teis, tamb?m chamados de supercapacitores flex?veis, est?o sendo estudados. Os nanotubos de carbono (CNTs ? Carbon nanotubes) incrementam propriedades especiais aos substratos t?xteis, tais como, melhoramento da condutividade el?trica e antiest?tica, aumento da durabilidade e condutividade/isolamento de calor e podem ser aplicados em diversas ?reas, podendo atuar como fornecedores de energia para dispositivos de monitoramentos biom?dicos ou implantes, equipamentos militares e para a constru??o civil. O presente trabalho tem como principal objetivo na forma??o de supercapacitores flex?veis utilizando um m?todo para prepara??o e modifica??o dos nanotubos de carbono de m?ltiplas camadas (MWCNT ? Multiwalled carbon nanotubes) para posterior impregna??o sobre substrato t?xtil de soja. A primeira etapa deste trabalho teve o objetivo de avaliar ? forma??o de grupos funcionais na estrutura dos MWCNTs para sua dispers?o em ?gua atrav?s da funcionaliza??o com diferentes ?cidos (H2SO4 ? ?cido sulf?rico e HNO3 ? ?cido n?trico), sendo purificados com HCl (?cido clor?drico) e neutralizados com NH4OH (hidr?xido de am?nio). Na segunda etapa este material foi funcionalizado com quitosana afim de cationizar os MWCNT e potencializar sua adsor??o sobre a malha de soja. Ap?s o estabelecimento dos par?metros adequados, foram analisadas as diferentes concentra??es de MWCNTs (0%, 1,0%, 2,0% e 3,0% sob peso do material funcionalizado), para a identifica??o do melhor resultado. As t?cnicas de caracteriza??o utilizadas comprovaram que o processo de funcionaliza??o ?cida foi satisfat?rio por promover a aberturas dos tubos dos MWCNTs, sendo identificadas atrav?s da Microscopia Eletr?nica de Transmiss?o (MET) e por facilitar a sua solubilidade em meio aquoso observados de acordo com a Espectroscopia de Absor??o UV-vis, al?m de diminuir a quantidade de impurezas met?licas constatadas em Fluoresc?ncia Raio X (FRX). Os efeitos da funcionaliza??o dos MWCNTs foram comprovados em Difra??o Raio X (DRX) e Espectroscopia Raman. A perda de massa do material identificada por An?lise Termogravim?trica (TG) mostra o aumento ap?s a funcionaliza??o. O processo de imobiliza??o dos nanotubos de carbonos sobre as fibras de soja foi comprovado via Microscopia Eletr?nica de Varredura (MEV), bem como, por an?lises eletroqu?micas que determinaram a forma??o de supercapacitores com maior capacit?ncia espec?fica, de 0,766 mF.cm-2, a uma concentra??o de 3,0%, com caracter?sticas t?xteis favor?veis. / In recent years the development of supercapacitors have been searched because of the property of possessing power density greater than conventional batteries. To meet the technological demands of modern society, the creation of energy storage devices, flexible and lightweight laptops, also called flexible supercapacitors are being studied. Carbon nanotubes (CNTs) increment special properties to textile substrates, such as, improving the electrical conductivity and antistatic, increased durability and heat insulation/conductivity and can be applied in various areas, and may act as energy suppliers for Biomedical monitoring devices or implants, military equipment and civil construction. The present work has as main objective in the formation of flexible supercapacitors using a method for preparation and modification of multiwall carbon nanotubes (MWCNT) for subsequent immobilization on soybean protein textile fabric. The first stage of this work corresponds to the formation of functional groups in the structure of MWCNTs for their dispersion in water through the functionalization with different acids (H2SO4 - sulfuric acid and HNO3 - nitric acid), being purified with HCl (hydrochloric acid) and neutralized with NH4OH (ammonium hydroxide). In the second step the material was functionalized with chitosan in order to cationize the MWCNT and potentiate its adsorption in soybean mesh. After establishing the appropriate parameters, different concentrations of MWCNTs (0%, 1.0%, 2.0% and 3.0% under weight of the functionalized material) were analyzed to identify the best result. The characterization techniques used proved that the acid functionalisation process was satisfactory for promoting the openings of the MWCNTs tubes, being identified by Transmission Electron Microscopy (TEM) and for facilitating their solubility in aqueous media observed in accordance with the Spectroscopy of UV-vis absorption, besides decreasing the amount of metallic impurities found in X-ray Fluorescence (XRF).The effect of the functionalization of MWCNTs was confirmed in X-ray Diffraction (XRD) and Raman Spectroscopy. The loss of mass of the material identified by Thermogravimetric Analysis (TG) shows the increase after the functionalization. The process of immobilization of the nanoparticles in the soybean substrate showed characteristic nanofilaments of the assembly of the MWCNTs on the surface of the samples visualized in Scanning Electron Microscopy (SEM), as well as, the electrochemical analyzes determined the formation of supercapacitors with greater specific capacitance of 0.766 mF.cm-2, at a concentration of 3.0%, with favorable textile characteristics.

Neste trabalho, foi estudada a decomposição catalítica do metano sobre catalisadores coprecipitados, à base de Co-Al, para produção de hidrogênio e nanotubos de carbono. Foram testados catalisadores com diferentes proporções de cobalto e alumínio, bem como o efeito da adição de outros metais bivalentes (Mg, Ni, Zn ou Cu) ao sistema Co-Al. Os catalisadores foram caracterizados por TGA-DTA, DRX, TPR, TPO e imagens de MEV. As reações foram conduzidas em uma termobalança operando como reator diferencial, com 10 mg de catalisador. A faixa de temperatura analisada foi de 500-750°C. Os melhores resultados em termos de atividade e estabilidade foram obtidos com o catalisador Co66Al33. A adição de outros metais bivalentes não melhorou o desempenho do catalisador, principalmente porque esses metais afetaram a redutibilidade do catalisador. Para o catalisador que apresentou os melhores resultados (Co66Al33), foram realizados testes em diferentes temperaturas e condições reacionais. Os resultados mostraram que a forma de ativação afeta o desempenho deste catalisador, de forma que o catalisador pré-ativado produziu maiores quantidades de hidrogênio, nas reações a 550, 600 e 700°C. No entanto, a 650°C, a amostra autoativada teve desempenho semelhante à pré-ativada, inclusive mostrando-se mais ativa após certo tempo de reação. A caracterização do carbono depositado mostrou que todos os catalisadores produziram nanotubos de carbono. As imagens de microscopia eletrônica por varredura (MEV) mostraram a presença de filamentos mais longos e abundantes na amostra Co50Al50. As análises de oxidação a temperatura programada (TPO) indicaram que os nanotubos de carbono são de parede simples (SWNT). Para o catalisador Co66Al33, as análises de TPO indicaram maior produção de SWNT por parte das amostras pré-ativadas. / In this work, we studied the catalytic decomposition of methane over coprecipitated Co-Al based catalysts, for production of hydrogen and carbon nanotubes. Tests were performed with catalysts containing different Co-Al molar ratios, as well as with addition of other divalent metals (Mg, Ni, Zn, or Cu) to Co-Al system. The samples were characterized by TGA-DTA, XRD, TPR, TPO and SEM images. Activity tests were carried out in a thermobalance, operating as a differential reactor, with 10 mg of catalyst. The temperature range studied was 500-750°C. The best results in terms of activity and stability were obtained with the catalyst Co66Al33. Addition of other divalent metals did not improve the catalyst performance, mainly because these metals affected the catalyst reducibility. For the best results sample (Co66Al33), additional tests were performed at different temperatures and reaction conditions. Results showed that the activation method affects the catalyst performance, so as pre-activated sample produced more hydrogen than auto-activated sample, at 550, 600 and 700°C of reaction temperature. Nevertheless, at 650°C, auto-activated sample had performance almost similar to the pre-activated sample, even showing higher activity after a period of reaction. Characterization of deposited carbon showed that all catalysts produced carbon nanotubes. The images of scanning electron microscopy (SEM) showed formation of longer and abundant filaments in the sample Co50Al50. Temperature programmed oxidation analyses indicated that filaments are single walled carbon nanotubes (SWNT). For the catalyst Co66Al33, TPO analyses indicated a higher production of SWNT by pre-activated samples.

No fim do século XX cresceu o interesse por materiais com potencial para aplicação na área da nanotecnologia. Um destes materiais é o grafeno (alótropo do carbono da espessura de um átomo), indicado para aplicações que exploram desde propriedades ópticas até mecânicas. Todavia, os métodos de produção estabelecidos até o momento geram normalmente um produto com alto grau de defeitos estruturais. Por isso, o objetivo deste estudo foi desenvolver um método mais brando para obtenção de grafeno, por meio do desenrolamento de nanotubos de carbono (NTC) de parede múltipla na presença de líquidos iônicos (LI) (que possuem caráter lubrificante e estabilizador) e adicioná-lo à resina epoxídica para avaliar seu efeito nas propriedades do nanocompósito. A metodologia consistiu em definir a rota a que a mistura NTC:LI (bis(trifluorometanosulfonil)imidato de 1-n-butil-3-metilimidazólio – BMImNTf2), na proporção 1:10, deveria ser submetida e depois avaliar variações para validação do método (alteração de temperatura, solventes – LI BMImCl e tolueno e nanocarga – grafite). As misturas de grafeno-NTC/LI produzidas foram adicionadas na proporção de 0,1% em massa de grafeno-NTC à resina epoxídica. A caracterização das misturas se deu pelas técnicas de microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectroscopia Raman e microscopia de força atômica (AFM), e dos nanocompósitos, também por microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (TGA), calorimetria diferencial exploratória (DSC), infravermelho (IV) análise dinâmico-mecânica (DMA) e ensaios mecânicos. A morfologia observada em MET e AFM evidenciou que a rota em que a mistura permaneceu 3 h em aquecimento e agitação magnética sob vácuo e 3 h sob sonificação resultou em grafeno de algumas camadas. Os resultados de Raman mostraram que foi produzido grafeno de boa qualidade, baseando-se na razão ID/IG. Nos nanocompósitos, confirmou-se que BMImNTf2 mantém as folhas de grafeno abertas. Já com BMImCl a morfologia dos NTC permanece inalterada, mas seu grau de emaranhamento é diminuído pela ação lubrificante deste LI, o que reflete em melhoria na resistência ao impacto. Os NTC sem a presença de um LI de forma geral não conferiram melhoria à matriz polimérica (ex: queda de 35% na dureza). / In the late twentieth century, the interest in materials with potential application in the nanotechnology´s field has increased. One of these materials is graphene (carbon allotrope of a single atom thickness), suitable for applications, which exploit properties such as optical or mechanical. However, the methods developed up to now to obtain graphene usually generate a product with high degree of structural defects. Therefore, the aim of this study was to produce graphene sheets through a milder route of unrolling multi-walled carbon nanotubes (CNT) in ionic liquids (IL; which have a lubricating and stabilizing character) and to add it to an epoxy resin to evaluate its effect on the nanocomposite properties. The methodology consisted of defining the route through which the 1:10 mixture of CNT:IL (1-n-butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)imidate - BMImNTf2) should be submitted, and then evaluate possible variations for validating the method (change in temperature, solvents - toluene and IL BMImCl and nanofiller - graphite). The produced graphene-CNT/IL mixtures were added at 0.1% by weight of graphene-CNT to epoxy resin. Characterization of the graphene/IL mixtures was done by transmission electron microscopy (TEM), Raman spectroscopy and atomic force microscopy (AFM), and the nanocomposites also by scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), dynamical mechanical analysis (DMA) and mechanical tests. The morphology observed using TEM and AFM showed that the route based on 3 h under heating, stirring and vacuum, followed by 3 h of sonication leads to CNT unrolling. Raman spectra showed that the produced graphene was of good quality, based on the low ID/IG ratio. In the nanocomposites, CNT unrolling was confirmed when IL BMImNTf2 was used, yielding reasonable property improvements. In the case of IL BMImCl, the unrolling of the CNT did not occur, but the lubricant effect of the IL decreased the degree of entanglement, which increased its impact strength. Differently, the non-treated CNT generally reduced the properties of the polymer matrix, e.g. a 35% drop in hardness.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Filosofia e Ciências Humanas. Programa de Pós-Graduação em Sociologia Política. / Made available in DSpace on 2012-10-25T15:14:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 300035.pdf: 4882639 bytes, checksum: f3166172bdf203ea163dd6b3a105a799 (MD5) / O objetivo central desta tese é analisar o processo de constituição de uma nova tecnologia como portadora de riscos. Partindo de um produto nanotecnológico, o nanotubo de carbono, discutiu-se a constituição de um risco tecnológico. Utilizou-se o referencial teórico desenvolvido principalmente por Bruno Latour, designado Actor Network Theory e conhecido no Brasil como teoria do ator-rede. Foram analisados todos os artigos científicos que continham as palavras 'risk' e 'carbon nanotubes' publicados nas principais revistas acadêmicas internacionais e disponibilizados no portal de periódico CAPES, no período de 2003 até 2010. A amostra foi composta de 102 artigos. Concluiu-se que, na constituição dos riscos tecnológicos, não há uma produção cumulativa do conhecimento; tem-se uma produção mais complexa. Cada novo ator que é arrolado na rede do nanotubo de carbono, como um material portador de riscos, produz uma tradução do que é considerado como evidência de risco, e essa tradução se dá tanto no presente quanto no passado. É apresentado, também, de que forma os documentos produzidos por agências governamentais (EPA, nos Estados Unidos, e Royal Society, no Reino Unido) e as indústrias químicas DuPont e Bayer discutem os riscos dos nanotubos de carbono. Verificou-se que há expressivas diferenças na forma como os riscos são percebidos e enfrentados por tais agências e indústrias, e que tais percepções refletem, de modo mais amplo, o entendimento de ciência de tais entidades. Neste trabalho, abriu-se a 'caixa-preta' da constituição do nanotubo de carbono como uma tecnologia que contém riscos e apontou-se como uma determinada tecnologia passa a ser considerada arriscada pelos próprios cientistas. Nesse sentido, a tese contribui para as teorias sociais sobre análise de riscos. Mesmo tomando um produto em particular, a tese possibilita entender, de maneira mais ampla, o processo de constituição de um risco tecnológico / The aim of this thesis is to analyze the construction process of a new technology as a risky one. We discussed the construction of a technological risk, from a nanotechnological product, the carbon nanotube. Our theoretical framework consisted mainly in the one developed by Bruno Latour, called Actor Network Theory. We analyzed all scientific articles that contained the words 'risk' and 'carbon nanotubes' published in major international academic journals and made available on CAPES journal database, from 2003 until 2010. The sample consisted of 102 articles. We concluded that, in the construction of technological risks, it does not take place a cumulative production of knowledge, but a more complex production. Each new actor who is enrolled in the carbon nanotube network, considered as a material that carries risks, produces a reframing of what is considered as evidence of risk, and this reframing, occurs both in the present, as in the past. We also showed how the risks of carbon nanotubes were discussed in documents produced by government agencies (EPA, USA, and Royal Society, UK) and Bayer and Dupont chemical industries. We identified that there are significant differences in how risks are perceived and addressed by these agencies and industries and that such perceptions reflects, more broadly, how science is perceived by those actors. This research opened up the 'black box' of the constitution of the carbon nanotube as a technology that carries risks and pointed how a particular technology is now considered risky by the scientists themselves; therefore, the work contributes to the social theories related to risk analysis. Even limited to a particular product, the thesis provides insights to the more broadly understanding of the construction process of a technological risk

?rea de concentra??o: Qu?mica Anal?tica / Submitted by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2014-12-10T11:52:19Z No. of bitstreams: 2 Disserta??o Saimon Final.pdf: 1908777 bytes, checksum: 648b40c0f18a1ca3e51ec915751f4ad7 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2014-12-10T13:00:28Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Disserta??o Saimon Final.pdf: 1908777 bytes, checksum: 648b40c0f18a1ca3e51ec915751f4ad7 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2014-12-10T13:00:35Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Disserta??o Saimon Final.pdf: 1908777 bytes, checksum: 648b40c0f18a1ca3e51ec915751f4ad7 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2014-12-12T17:52:34Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Disserta??o Saimon Final.pdf: 1908777 bytes, checksum: 648b40c0f18a1ca3e51ec915751f4ad7 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-12T17:52:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Disserta??o Saimon Final.pdf: 1908777 bytes, checksum: 648b40c0f18a1ca3e51ec915751f4ad7 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Previous issue date: 2013 / Item withdrawn by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2014-12-19T13:51:37Z Item was in collections: PPGQ - Mestrado em Qu?mica (Disserta??es) (ID: 150) No. of bitstreams: 3 Dissertacao_Saimon_Final.pdf: 1908777 bytes, checksum: 648b40c0f18a1ca3e51ec915751f4ad7 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_Saimon_Final.pdf.txt: 148365 bytes, checksum: 0a99c3be8d2cda4ce737a53a561cf7a5 (MD5) / Item reinstated by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2014-12-19T13:53:14Z Item was in collections: PPGQ - Mestrado em Qu?mica (Disserta??es) (ID: 150) No. of bitstreams: 3 Dissertacao_Saimon_Final.pdf: 1908777 bytes, checksum: 648b40c0f18a1ca3e51ec915751f4ad7 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_Saimon_Final.pdf.txt: 148365 bytes, checksum: 0a99c3be8d2cda4ce737a53a561cf7a5 (MD5) / O presente trabalho descreve o desenvolvimento de um sensor voltam?trico seletivo e sens?vel para a determina??o simult?nea de catecol (CC) e hidroquinona (HQ) usando um eletrodo de carbono v?treo (ECV) modificado com ftalocianina de mangan?s (MnPc) adsorvida sobre nanotubos de carbono de paredes m?ltiplas (NTCPM). O eletrodo modificado apresentou uma excelente atividade eletroqu?mica tanto para oxida??o quanto para a redu??o de CC e HQ. No ECV/NTCPM/MnPc tanto CC, quanto HQ podem gerar um par redox quase-revers?vel e picos bem definidos. Sob as condi??es experimentais e operacionais otimizadas, a corrente de pico cat?dica foi linear na faixa de 1,0 x 10-6 mol L-1 a 6,0 x 10-4 mol L-1 para ambos, CC e HQ, com limites de detec??o de 0,95 e 0,41 ?mol L-1, respectivamente. Adicionalmente, as correntes de pico an?dicas foram linear na faixa de 1,0 x 10-6 mol L-1 a 6,0 x 10-4 mol L-1 para ambos, CC e HQ, com limites de detec??o de 0,96 e 0,48 ?mol L-1, respectivamente. O m?todo proposto foi eficazmente aplicado na detec??o simult?nea de hidroquinona e catecol em amostras de ?gua. / Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-Gradua??o em Qu?mica, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2012. / ABSTRACT The present work describes the development of a selective and sensitive voltammetric sensor for catechol (CC) and hydroquinone (HQ) using a glassy carbon (GC) electrode modified with manganese phthalocyanine (MnPc) adsorbed on multiwalled carbon nanotubes (MWCNT). The modified electrode showed an excellent electrochemical activity towards the oxidations and reductions of CC and HQ. At the GC/MWCNT/MnPc electrode both CC and HQ can generate a pair of quasi-reversible and well-defined redox peaks. Under the optimized experimental and operational conditions, the cathodic peak current was linear over the 1.0 x 10-6 mol L-1 to 6.0 x 10-4 mol L-1 range for both CC and HQ, with detection limits of 0.95 and 0.41 ?mol L-1, respectively. In addition, anodic peak current were linear over the 1.0 x 10-6 mol L-1 range to 6.0 x 10-4 mol L-1 for both CC and HQ, with detection limits of 0.96 and 0.48 ?mol L-1, respectively. The proposed method was effectively applied to the simultaneous detection of hydroquinone and catechol in water samples.

Submitted by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2015-02-19T13:34:44Z No. of bitstreams: 5 jus.pdf: 3394180 bytes, checksum: 71d0ff7761a41fcaa36b37cfba79f687 (MD5) license_url: 52 bytes, checksum: 3d480ae6c91e310daba2020f8787d6f9 (MD5) license_text: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) license.txt: 2110 bytes, checksum: b4c884761e4c6c296ab2179d378436d4 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2015-02-20T10:26:30Z (GMT) No. of bitstreams: 5 jus.pdf: 3394180 bytes, checksum: 71d0ff7761a41fcaa36b37cfba79f687 (MD5) license_url: 52 bytes, checksum: 3d480ae6c91e310daba2020f8787d6f9 (MD5) license_text: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) license.txt: 2110 bytes, checksum: b4c884761e4c6c296ab2179d378436d4 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-20T10:26:30Z (GMT). No. of bitstreams: 5 jus.pdf: 3394180 bytes, checksum: 71d0ff7761a41fcaa36b37cfba79f687 (MD5) license_url: 52 bytes, checksum: 3d480ae6c91e310daba2020f8787d6f9 (MD5) license_text: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) license.txt: 2110 bytes, checksum: b4c884761e4c6c296ab2179d378436d4 (MD5) Previous issue date: 2013-12-17 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (Capes) / Atualmente os nanotubos de carbono (NTC) representam um importante grupo de nanomateriais com atrativas propriedades qu?micas, eletr?nicas e mec?nicas. Estes materiais podem ser combinados a pol?meros, de maneira a moldar as propriedades f?sicas desses compostos (nanotubos-pol?mero), aumentando sua condutividade el?trica, estabilidade qu?mica e resist?ncia mec?nica. O presente trabalho apresenta o desenvolvimentoum material comp?sitonanoestruturado ? base de polianilina (PANI) e nanotubos de carbono de paredes m?ltiplas(MWCNT), para tal, os NTC foram funcionalizados com agrupamentos amina (PEG-NH2). A inser??o do grupamento amina junto aos NTC (PEG-MWCNT) foi confirmada atrav?s da caracteriza??o deste material utilizando as t?cnicas de Microscopia Eletr?nica de Varredura (MEV), Espectroscopia de infravermelho com transformada de fourrier(FT-IR) e Espectroscopia de Energia dispersiva de Raios-X. Foi produzido um eletrodo modificado atrav?s da polimeriza??o do mon?mero anilinaem presen?a dos NTC funcionalizados denominado PANI/PEG-MWCNT. Foram analisadas as propriedades do comp?sito PANI/PEG-MWCNT pelas t?cnicas de Voltametria c?clica e Espectroscopia de Imped?ncia Eletroqu?mica, atrav?s das quais foi verificado que a presen?a combinada dos NTC e da PANI favorece forma??o de um material comp?sito com propriedades sin?rgicas. Al?m disso, atrav?s da Microbalan?a Eletroqu?mica de Cristal de Quartzo pode-se constatarque a dopagem da PANI com PEG-MWCNT favorece o transporte de pr?tons significativamente. Atrav?s da t?cnica de microscopia eletroqu?mica de varredura foi poss?vel evidenciar que existem mais s?tios ativos na superf?cie do filme de PANI/PEG-MWCNT do que na superf?cie da PANI devido ? incorpora??o uniforme dos MWCNT. Finalmente, o eletrodo modificado com o material comp?sito foi utilizado como plataforma no desenvolvimento de um biossensor enzim?tico, pela imobiliza??o da enzima HRP (HRP/PANI/PEG-MWCNT). O biossensor HRP/PANI/PEG-MWCNT apresentou um ?timo suporte para aredu??o de per?xido de hidrog?nio a baixo potencial (-100 mV) vs Ag/AgCl, bem como alta sensibilidade (1.01) ?Acm-2 ?M?1e baixo limite de detec??o de 0,5 ?M L-1. / Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-Gradua??o em Qu?mica, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2013. / ABSTRACT Currently carbon nanotubes (NTC) represent an important group of nanomaterials with attractive properties (chemical, electronic and mechanical). These materials can be combined with polymers in order to shape their physical properties of these compounds (nanotube-polymer), increasing its electrical conductivity, chemical stability and mechanical strength. In fact, this study shows the production of a nanostructured composite material based on polyaniline (PANI) and carbon nanotubes multi-walled (MWCNT), for this, the NTC were functionalized with amine groups (PEG-NH2). The insertion of the amine grouping together to NTC (MWCNT-PEG) was confirmed by the characterization of this material using the techniques of Scanning Electron Microscopy (SEM) spectroscopy, Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy and energy dispersive X-Ray. A modified electrode was produced through polymerization in the presence of PANI called NTC functionalized PANI/PEG-MWCNT. The properties of the composite PANI/MWCNT-PEG were examined by cyclic voltammetry and Electrochemical Impedance Spectroscopy, it was found that the combined presence of the NTC and polyaniline in the modified electrode provides a formation of a composite material with synergistic properties. Furthermore, through the technique of Electrochemical Microbalance Quartz Crystal can be seen that doping of PANI with PEG-MWCNT facilitates significantly the transport of protons. Finally, through the technique of scanning electrochemical microscopy was possible to show that there are more active sites on the surface of the film of PANI / MWCNT-PEG than on the surface of PANI due to the incorporation of MWCNT uniform. Lastly, the modified electrode composite material was used as a support for a biosensor for immobilization of the enzyme HRP (HRP/PANI/PEG-MWCNT). The biosensor HRP/PANI/MWCNT-PEG showed a great support for the reduction of hydrogen peroxide at a low potential (-100mv) vs Ag / AgCl as well as high sensitivity (1.01) ?A cm-2 mM-1 and low detection limit 0.5 ?m.

O hidrogênio é considerado uma fonte ideal de energia, pois sua combustão não gera contaminantes, apenas água. Dentre os processos disponíveis para produção de hidrogênio, destaca-se a decomposição catalítica do metano, pois, ao contrário do que ocorre na reforma a vapor e na oxidação parcial, nesta rota não há produção de CO. O objetivo deste trabalho é o estudo cinético e a determinação da taxa da reação de decomposição do metano sobre catalisador tipo óxido misto (Cu-Ni-Al) para obtenção de hidrogênio de alta pureza. O catalisador foi separado em quatro faixas de granulometria a fim de se determinar a influência da difusão interna à partícula na velocidade da reação, e o critério de Mears foi utilizado para avaliar o efeito da difusão externa. Os resultados obtidos mostram que, nas condições estudadas, os efeitos difusivos não influenciam significativamente a velocidade da reação. A seguir, a reação foi realizada sob diferentes temperaturas (500 a 600°C) e concentrações de metano (0,5 a 1,2 mol m-3), para determinação da equação da taxa. Observou-se que a reação é de primeira ordem, com uma energia de ativação de 50655 J mol-1. Além do hidrogênio, a reação forma carbono que se deposita na superfície do catalisador causando sua desativação. Os efeitos da regeneração do catalisador por oxidação deste carbono também foram investigados. Repetidos ciclos de reaçãoregeneração foram executados, sendo a regeneração realizada por oxidação do carbono com ar sintético ou por oxidação e redução. A oxidação foi conduzida a diferentes temperaturas (500 a 600°C) e intervalos de duração (20 a 75 min), com a reação ocorrendo em condições severas (600°C e 1,2 mol m-3 de metano). A melhor condição de regeneração, ou seja, aquela que permite um maior número de ciclos com baixa perda de atividade, foi determinada. Observou-se, também, que o carbono depositado apresenta a forma de nanotubos, os quais têm se tornado um dos campos mais ativos da nanociência e da nanotecnologia, devido a suas propriedades excepcionais. Os nanotubos de carbono formados durante a reação foram analisados, quanto a sua estrutura, por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). / Hydrogen is considered the ideal source of energy, because its combustion doesn't generate pollutants, just water. The catalytic decomposition of methane stands out among the available processes for hydrogen production because, unlike steam reform and partial oxidation, in this route there is not production of CO. The objective of this work is the kinetic study and the reaction rate determination of methane catalytic decomposition over Cu-Ni-Al catalyst for pure hydrogen production. In order to determinate the limiting step, reaction was conducted using four catalyst particle size ranges and the Mears criterion was applied. The external diffusion effects and diffusion in porous catalysts step do not influence significantly the reaction rate in the studied conditions. The reaction was carried out in a thermobalance with different temperatures (500 to 600°C) and methane concentrations (0.5 to 1.2 mol m-3) to determining the reaction rate. It was observed that the reaction is of first order, with activation energy of 50655 J mol-1. The reaction also forms carbon, which is deposited on the catalyst surface causing deactivation. The carbon oxidation for catalyst regeneration was also investigated. Repeated reaction-regeneration cycles were carried out, being the regeneration composed by oxidation or by oxidation and reduction. The oxidation was carried out at different temperatures (500 to 600°C) and times (20 to 75min), with the reaction happening in severe conditions (600°C and methane concentration of 1.2 mol m-3). The best regeneration condition, that is, the condition that allows a larger number of cycles with low activity loss, it was determined. It was also observed that the deposited carbon is in the nanotubes form, which has exceptional properties. The structure of carbon nanotubes formed during the reaction was analyzed by Scanning Electron Microscopy (SEM).

Esta dissertação de mestrado investigou a técnica de síntese de “florestas” de nanotubos de carbono (NTC) produzidos por deposição química de vapor catalisada sobre substratos planos (wafers) de silício monocristalino utilizando filmes finos de ferro como catalisador e hexano como precursor de carbono. Os parâmetros de síntese analisados foram: temperatura, espessura de filme catalisador e quantidade de hexano. A caracterização dos nanotubos foi feita por Espectroscopia Raman, Microscopia Eletrônica de Varredura e Transmissão. As florestas apresentaram uma grande dependência das nanopartículas formadas durante o aquecimento das amostras. Estas por sua vez dependem diretamente da temperatura e espessura do filme catalisador. A melhor dispersão de nanopartículas foi alcançada com a maior espessura analisada (3,7nm) e temperatura intermediaria (800ºC) A temperatura também controla a qualidade dos NTC’s formados e influencia na taxa de precursor convertido em carbono. O aumento desta produz NTC’s de menor diâmetro, mas maior quantidade de carbono amorfo. Já a quantidade de hexano depende apenas do carbono absorvido pelas florestas, sendo o ponto ótimo igual ao mínimo necessário pra formação destas. O uso de hexano possibilitou a produção de florestas formadas por nanotubos de parede múltipla (MWNTs) com um bom alinhamento e de qualidade superior quando comparados à MWNTs comerciais. NTC’s com parede simples também puderam ser produzidos, mas não sob a forma de florestas, pois na temperatura necessária para produzir-los há um grande acumulo de carbono amorfo. / This study has investigated the method for “forest-like” carbon nanotube (CNT) production synthesized by catalytical chemical vapour deposition over flat substrates as silicon wafers, with a thin layer of iron as catalyst and hexane as carbon source. The following parameters were evaluated: temperature, the thickness of the catalyst layer and quantity of carbon source (hexane) The carbon nanotube characterization was performed by Raman spectroscopy, Scanning and Transmission Electron Microscopy The CNT forests shown a big correlation with the nanoparticles formed at the heating stage. Their syntheses depend on the temperature and catalyst thickness as well. The best nanoparticles dispersion was reach with the thickest iron layer used (3,7nm) at intermediary temperatures (800ºC). The temperature also controls the quality of the synthesized CNT and plays an important roll in precursor conversion into carbon. As we increase the temperature, the CNT’s diameter gets thinner but the amount of amorphous carbon goes up. In the other hand, the concentration of hexane only affects the forest carbon consumption, with an optimal value equal to minimum quantity necessary for its formation. The hexane was able to synthesizes a forest-like multiwalls CNT’s (MWNT’s) with a good alignment and higher quality when compared with the commercial ones. Singlewalls CNT’s were also produced but they have no forest-like shape, once that at the higher temperatures required to produce them, a huge amount of amorphous carbon also appears.

Nas últimas décadas, tem se intensificado a busca por novas fontes energéticas. Neste contexto, o uso do hidrogênio como combustível é profícuo porque, além de possuir um elevado poder energético, sua combustão não gera poluente algum. Sendo assim, a decomposição catalítica do metano é uma alternativa interessante, pois consiste na produção de hidrogênio puro, sem geração de COx. O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito de diferentes teores de cobre em catalisadores contendo cobalto e alumínio na decomposição catalítica do metano. Uma série de catalisadores Co-Al modificados com cobre (com diferentes teores de cobre) foram preparados por co-precipitação e avaliados na reação de decomposição catalítica do metano. Foram testados diferentes razões molares de Co/Cu e dos metais M+2/M+3. Os catalisadores foram caracterizados por medidas de área específica SBET, TPR-H2,TGA-DTA e DRX. As amostras após a reação foram caracterizadas por DRX, TPO e MEV. Os ensaios de atividade foram conduzidos em reator tubular de leito fixo, carga de 100 mg, em temperaturas entre 500 e 750°C, utilizando-se uma razão molar N2/CH4 igual a 9 na alimentação. A influência da ativação, com passagem hidrogênio antes da reação, também foi estudada. Constatou-se uma forte influência sobre a redutibilidade de óxidos de cobalto na presença de Cu. Este metal diminui fortemente a temperatura de redução (em mais de 100°C) do CoAl2O4 devido a um efeito sinergético entre Cu e Co. Os resultados dos testes de atividade indicam que a conversão de CH4 é menor para os catalisadores que contém maior teor de cobre. Além disso, constatou-se que, quando há um pequeno aumento na substituição de cobalto pelo cobre, a atividade não é significativamete alterada. Os testes catalíticos com temperatura constante, bem como a avaliação dos catalisadores reduzidos previamente, sugerem a etapa de redução prévia com hidrogênio pode ser evitada. / In recent decades, has been intensified the search for new energy sources. In this context, the use of hydrogen as a fuel is advantageous because, besides having an high power energy, its combustion does not generate any pollutant. Thus, the catalytic decomposition of methane is an attractive alternative, because pure hydrogen without COx generation. The objective of this work was to study the effect of different amounts of copper over Co-Al catalysts in the catalytic decomposition of methane. The samples were prepared by co-precipitation and evaluated in the reaction of catalytic decomposition of methane to produce hydrogen. Tests were performed with catalysts containing different Co/Cu and M+2/M+3 ratios. Samples were characterized by SBET, TGA, DTA, XRD and TPR. The carbon produced in the reaction was characterized by XRD, SEM and TPO. Tests were performed in a tubular fixed bed reactor, between 500 and 700°C, using a N2/CH4 (9:1 molar). The influence of activation with hydrogen was also studied. The results showed that the presence of Cu strongly decreased the reduction temperature of CoAl2O4 (more than 100ºC) due to a synergistic effect between Cu and Co. The activity runs showed that CH4 conversion decreases as Cu content amount increases. A small increase in the substitution of cobalt by copper does not change significantly the CH4 conversion. Moreover, the run with temperature constant, as well the study of the reduction with H2, suggests that the activation step can be avoid. The analysis of XRD, SEM and TPO suggest that the carbon was formed mainly in the form of single-walled nanotubes.

HOLANDA, Lucas Freire de. Determinação eletroanalítica de acetaminofeno sobre eletrodo modificado com nanopartículas de ouro, nanotubos de carbono e ftalocianinas de cobalto. 2016. 73 f. Dissertação (Mestrado em Química)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Aline Mendes (alinemendes.ufc@gmail.com) on 2016-08-08T19:56:35Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_lfholanda.pdf: 1856919 bytes, checksum: fea6aa968fd1faa8686a716c73dd301b (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-08-16T16:37:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_lfholanda.pdf: 1856919 bytes, checksum: fea6aa968fd1faa8686a716c73dd301b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-16T16:37:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_lfholanda.pdf: 1856919 bytes, checksum: fea6aa968fd1faa8686a716c73dd301b (MD5) Previous issue date: 2016 / This work describes the development of a simple electroanalytical methodology for quantification of acetaminophen (ACOP) using square-wave voltammetry (SWV). A glassy carbon electrode modified with gold nanoparticles (AuNp), functionalized multi-walled carbon nanotubes (fMWCNT) and cobalt (II) phthalocyanine (CoPc) was prepared and characterized by cyclic voltammetry (CV), SWV and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The optimum experimental conditions, such as pH, supporting electrolyte and square-wave voltammetric parameters were investigated. From the data analysis of the optimization of experimental conditions, the oxidation of ACOP was characterized as a quasi-reversible and as a proton-dependent process, and with the reaction mechanism which allowed to calculate equal number of protons and electrons (two protons and two electrons) and the standard rate constant ks value is equal to 59.0  2.5 s–1. Study of the electrolyte was carried out in four different buffer solutions and the influence of pH was also evaluated, with the best results obtained at pH 5.0 McIlvaine buffer. The frequency (f), amplitude (a) and step potential (ΔEs) optimized values were 50 s1, 40 mV e 3 mV, respectively. Under the optimized conditions, calibration curves were linear in the concentration range of 1.49 × 10–6 a 4.76 × 10–5 mol L1 with limit of detection (LOD) of 1.35 × 10–7 mol L1 and limit of quantification (LOQ) of 4.50 × 107 mol L1. Repeatability and reproducibility were evaluated based on the relative standard deviation values (RSD), which were equal to 4.56% and 2.38%, respectively, demonstrating the accuracy of the methodology. Recovery assays were performed to ACOP quantification in drug samples presented in the form of tablets (Tylenol 500 and Tylenol DC) oral solution (Tylenol Drops) and oral suspension (Tylenol Child). The recovery percentages for samples of Tylenol 500, Tylenol DC Tylenol Drops and Tylenol Child were 101.34%, 89.91%, 98.61% and 75.76%, respectively. The results obtained by the SWV methodology were compared to the results obtained by ultraviolet-visible spectrophotometry (UV-Vis), showing the advantages to proposed electroanalytical methodology as lower LOD and LOQ values. Therefore, it is evident that the methodology developed in this work is quite suitable for practical applications. / O presente trabalho descreve o desenvolvimento de metodologia eletroanalítica simples para quantificação de acetaminofeno (AAF) utilizando voltametria de onda quadrada (VOQ). Eletrodo de carbono vítreo modificado com nanopartículas de ouro (NpAu), nanotubos de carbono de paredes múltiplas funcionalizados (NTCPMF) e ftalocianina de cobalto (II) (FcCo) foi preparado e caracterizado por voltametria cíclica (VC), VOQ e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). As condições experimentais, tais como pH, eletrólito de suporte e parâmetros da voltametria de onda quadrada foram otimizadas. A partir das condições experimentais otimizadas, a oxidação de AAF foi caracterizada como um processo quase-reversível e dependente de prótons, com participação de igual número de prótons e de elétrons (dois prótons e dois elétrons) e com o valor da constante de transferência de carga (ks) sendo igual a 59,0  2,5 s–1. Avaliação do eletrólito de suporte foi realizada em quatro diferentes soluções tampões e a influência do pH do meio também foi verificada, resultando em solução tampão McIlvaine pH 5,0. Os valores de frequência de aplicação de pulsos de potencial (f), amplitude de pulsos de potencial (a) e incremento de potencial (ΔEs) da VOQ otimizados foram 50 s1, 40 mV e 3 mV, respectivamente. Sob estas condições, curvas de calibração foram lineares na faixa de concentração de 1,49 × 10–6 a 4,76 × 10–5 mol L1 com limite de detecção (LD) de 1,35 × 10–7 mol L1 e limite de quantificação (LQ) de 4,50 × 10–7 mol L1. A repetibilidade e a reprodutibilidade foram avaliadas com base nos valores de desvio padrão relativo (DPR), que foram iguais a 4,56% e 2,38%, respectivamente, evidenciando a precisão da metodologia. Ensaios de recuperação foram realizados para quantificação de AAF em amostras de medicamentos apresentados na forma de comprimidos (Tylenol 500 e Tylenol DC), solução oral (Tylenol Gotas) e suspensão oral (Tylenol Criança). Os percentuais de recuperação para Tylenol 500, Tylenol DC, Tylenol Gotas e Tylenol Criança foram 101,34%, 89,91%, 98,61% e 75,76%, respectivamente. Os resultados obtidos pela metodologia utilizando VOQ foram comparados aos resultados obtidos pela utilização de espectrofotometria na região do ultravioleta e do visível (UV-Vis), apresentando vantagens para a metodologia eletroanalítica proposta, como menores valores de LD e de LQ. Assim, ficando evidenciado que a metodologia desenvolvida neste trabalho é apropriada para aplicações práticas.