Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2360.pdf: 3234299 bytes, checksum: b15b358388dc18e01e41b70fdc3c8dd1 (MD5) Previous issue date: 2009-03-05 / Universidade Federal de Minas Gerais / The development of new materials should seek to products whose properties are integrated to enable that processes of interest are implemented efficiently. Thus, in the search for new heterogeneous catalysts, a challenge is integrate efficiently the catalytic activity with the ability to manipulate, separate and retain the structure from the reaction medium. Thus, this work proposed to the synthesis of catalysts based on semiconductors associated to ferrites, tailoring a nanocomposite. In order to obtain this, ferrites CoFe2O4 e Fe3O4 were synthesized through different methods. It was observed higher stability of the ferrite CoFe2O4 by the polymeric precursor method, while by the hydrolytic sol gel method only the ferrite Fe3O4 could be obtained. Following, TiO2-coated CoFe2O4 (TiO2/CoFe2O4) nanocomposites were synthesized in different weight proportions of CoFe2O4:TiO2 and also the SnO2/CoFe2O4 nanocomposites in the 56:44 weigh proportion, both by the polymeric precursor method. The nanocomposites TiO2/Fe3O4 and SnO2/Fe3O4 were synthesized by the hydrolytic sol gel method, in weigh proportion of 56:44 (Fe3O4:TiO2 or Fe3O4:SnO2). TiO2 nanocomposites showed surface area increase, due the higher surface roughness obtained by heterogeneous nucleation of TiO2 nanoparticles on ferrites surfaces. In SnO2 nanocomposites, the homogeneous nucleation of SnO2 nanoparticles also occurred. Also, it was observed higher photoactivity of the nanocomposites obtained by the polymeric precursor method due to the high crystallinity of these materials. The kinetic evaluation of the Rhodamine B photodegradation using the synthesized nanocomposites showed a pseudozero order reaction regarding to Rhodamine B. Finally, SnO2 nanocomposites (SnO2/CoFe2O4 e SnO2/Fe3O4) showed photocatalytic activity, being this result important since it was not reported yet in the literature. / O desenvolvimento de novos materiais deve buscar produtos cujas propriedades estejam integradas de forma a permitir que os processos de interesse sejam executados de forma eficiente. Assim, na busca de novos catalisadores heterogêneos, um desafio é integrar de forma eficiente a atividade catalítica do material à capacidade de manipular, reter e separar a estrutura do meio reacional. Desta forma, este trabalho propôs-se à síntese de catalisadores baseados em semicondutores associados à ferritas magnéticas na forma de nanocompósitos. Para isso, foram sintetizadas ferritas CoFe2O4 e Fe3O4 por diferentes métodos. Pelo método dos precursores poliméricos, foi observada maior estabilidade da ferrita CoFe2O4, enquanto que pelo método sol gel hidrolítico foi obtida somente a ferrita Fe3O4. A seguir, foram sintetizados nanocompósitos TiO2/CoFe2O4 em diferentes proporções mássicas de CoFe2O4:TiO2 e também nanocompósitos SnO2/CoFe2O4 na proporção mássica 56:44, ambos pelo método dos precursores poliméricos. Pelo método sol gel hidrolítico, foram sintetizados nanocompósitos de TiO2/Fe3O4 e SnO2/Fe3O4 na proporção em massa de 56:44 de Fe3O4:TiO2 e Fe3O4:SnO2. Os nanocompósitos de TiO2 apresentaram aumento de área superficial, resultado da alta rugosidade superficial devido à nucleação heterogênea das nanopartículas de TiO2 sobre a superfície das ferritas. Foi observada maior fotoatividade dos nanocompósitos obtidos pelo método dos precursores poliméricos devido ao maior grau de cristalinidade destes materiais. A avaliação da cinética da reação de fotodegradação do corante Rodamina B na presença dos nanocompósitos sintetizados apresentou uma reação de pseudozero ordem em relação à Rodamina B. Finalmente, os nanocompósitos de SnO2 (SnO2/CoFe2O4 e SnO2/Fe3O4) também apresentaram atividade fotocatalítica, sendo este resultado, ainda não apresentado na literatura.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:12:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 01-CAPA DA DISSERTACAO.pdf: 14537 bytes, checksum: f910ab44f1c130f6ff898cec8d01d9e7 (MD5) Previous issue date: 2009-12-15 / In this work, magnetic nanocomposites based on cobalt ferrite/polystyrene with aproximately 30 % of encapsulated ferrite and average diameter of 100 nm were prepared through miniemulsion polymerization with poly(vinyl alcohol) (PVA) as emulsifying agent. The cobalt ferrite was synthesized through coprecipitation technique followed by the formation of hydrophobic gel constituted of nanoparticles surfactated with oleic acid. Ferrite gel was separated by simple filtration and directly dispersed in styrene monomer for encapsulation, even after drying and storage for several days. After ferrite gel dispersion in styrene, it was produced a miniemulsion in water through mechanical agitation with high speed in the presence of PVA. This system was polymerized at 70 oC with sodium persulfate as initiator. The grafting of PVA on polystyrene surface was investigated. The hydroxyl groups of PVA on the surface of cobalt ferrite/polystyrene nanocomposite were esterified in aqueous medium with stearic acid and dodecylbenzene sulfonic acid as catalyst and surfactant directly in polymerization reactor. Cobalt ferrite nanoparticles in the form of powder and gel, magnetic cobalt ferrite/polystyrene nanocomposites non-esterified and esterified were characterized by thermogravimetric analysis and differential thermal analysis (TG/DTA), infrared spectroscopy (FTIR), ultraviolet-visible spectroscopy, X-ray diffraction, transmission electron microscopy (TEM) and dynamic light scattering. Dispersions in mineral oil of CoFe2O4 gel and CoFe2O4/polystyrene nanocomposite esterified with concentrations of 0,05%; 0,1%; 0,2%; 0,5% e 1,0% (w/v) were characterizated by particle size distribution and stability. The presence of NaCl in CoFe2O4 gel and in CoFe2O4/polystyrene nanocomposite esterified induced corrosion reactions of CoFe2O4 nanoparticles at high temperatures during TG/DTA analysis. NaCl contamination also prevented the correct determination of CoFe2O4 content in the gel and in the esterified nanocomposite. The nanofluid with 1% of CoFe2O4/polystyrene nanocomposite esterified was more stable than all nanofluids of ferrite gel. The presence of agglomerates in mineral oil dispersion of CoFe2O4 gel and CoFe2O4/polystyrene nanocomposite esterified can be due the presence of NaCl and the inefficiency of mechanical dispersion process / Neste trabalho, nanocompósitos magnéticos de ferrita de cobalto/poliestireno, com aproximadamente 30% de teor de ferrita de cobalto encapsulada e tamanho médio de 100nm foram preparados, a partir da técnica de polimerização em miniemulsão, com uso de poli(álcool vinílico) (PVA) como agente emulsificante. A ferrita de cobalto (CoFe2O4) foi sintetizada pela técnica de coprecipitação seguida da formação de um gel hidrofóbico constituído de nanopartículas surfactadas por ácido oléico. O gel de CoFe2O4 foi separado por filtração simples e disperso diretamente no monômero estireno para o processo de encapsulamento, mesmo após secagem e estocagem por vários dias. Após a dispersão do gel de CoFe2O4 em estireno, foi produzida uma miniemulsão através de agitação mecânica em alta velocidade na presença de PVA. O sistema foi polimerizado a 70º C com persulfato de sódio como iniciador. Foi investigada a grafitização do PVA na superfície do poliestireno. As hidroxilas do PVA na superfície do nanocompósito de ferrita de cobalto/poliestireno foram esterificadas em meio aquoso com adição de ácido esteárico e ácido dodecilbenzeno sulfônico como catalisador e surfactante diretamente no reator de polimerização. As nanopartículas de CoFe2O4 na forma de pó e gel, nanocompósitos magnéticos de CoFe2O4/poliestireno não-esterificado e esterificado foram caracterizados por análise termogravimétrica e análise térmica diferencial (TG/DTA), espectroscopia de absorção na região do infravermelho (FTIR), espectroscopia na região do ultravioleta e visível, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e espalhamento dinâmico de luz. Dispersões em óleo mineral do gel de CoFe2O4 e do nanocompósito de CoFe2O4/poliestireno esterificado nas concentrações de 0,05%; 0,1%; 0,2%; 0,5% e 1,0% (m/v) foram caracterizadas quanto à distribuição de tamanho de partículas e a estabilidade. A presença de NaCl no gel de CoFe2O4, após a modificação de superfície com ácido oléico e no látex de CoFe2O4/poliestireno esterificado, contribuiu para reações de corrosão das nanopartículas de CoFe2O4 em altas temperaturas durante a análise de TG/DTA. A contaminação com NaCl, também, impediu a correta determinação da percentagem de CoFe2O4 no gel e no nanocompósito esterificado. O nanofluído com 1% (v/v) de nanocompósito CoFe2O4/poliestireno esterificado apresentou maior estabilidade que todos os nanofluidos de gel de CoFe2O4. A presença de aglomerados nas dispersões do gel de ferrita e do nanocompósito CoFe2O4/poliestireno esterificado em óleo de transformador pode ser devido à presença de NaCl e à ineficiência do processo de dispersão mecânica