Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-12-07T10:15:46Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2837549 bytes, checksum: 8fd9beed4d8f5e07b152b28cbf8d7048 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-07T10:15:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2837549 bytes, checksum: 8fd9beed4d8f5e07b152b28cbf8d7048 (MD5) Previous issue date: 2017-10-06 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / O objetivo deste trabalho foi preparar e caracterizar filmes finos de nanocompósitos de nanotubos de carbono ( CNT ) e óxido de cobalto para aplicação em eletrodos de supercapacitores. Estes nanocompósitos foram produzidos em três etapas: a primeira foi a deposição eletroforética dos filmes finos de CNT sobre substrato de aço inox. A segunda foi a eletrodeposição de cobalto nos nanotubos. Na última etapa o cobalto foi oxidado através de tratamento térmico (T T) das amostras. A morfologia dos nanocompósitos foi caracterizada por microscopia eletrônica de varredura. As micrografias mostraram que os filmes possuem uma estrutura porosa interligada com CNT de diferentes diâmetros e tamanhos. A Composição do nanocompósito foi investigada com as técnicas; espectroscopia Raman e difração de raios-X. Ambas confirmaram que o cobalto antes de passar pelo tratamento térmico (T T) já está oxidado e possui diferentes fases de óxido e após o T T transforma-se em uma fase óxida mais estável. O desempenho eletroquímico dos filmes foi testado nos eletrólitos de Na 2 SO 4 e KOH. Os resultados mais representativos foram obtidos no eletrólito de KOH e para os filmes de nanocompósitos que não passaram pelo tratamento térmico. As medidas de voltametria cíclica propiciaram obter as contribuições faradáicas e de dupla camada na capacidade para os diferentes filmes. No filme de CNT foi medida uma capacidade não faradáica em maior proporção. Já no filme de cobalto foi atestado um comportamento mais faradáico com picos de oxirredução. No filme de nanocompósito foi medida uma capacidade faradáica na mesma proporção da capacidade de dupla camada. As medidas de carga descarga galvanostática mostraram que o nanocompósito acumula mais energia no eletrólito de KOH e oferece mais potência em Na 2 SO 4 . Entretanto o eletrólito de KOH proporciona um melhor desempenho se levar em conta a relação energia/potência. A ciclagem dos eletrodos mostrou um desempenho satisfatório do eletrodo de nanocompósito nos dois eletrólitos. Após 1000 ciclos houve uma queda de apenas 15% na capacidade. / The objective of this work was to prepare and characterize thin films of nanocomposites of carbon nanotubes (CNT) and cobalt oxide for application in supercapacitor electrodes. These nanocomposites were produced in three stages: the first was the electrophoretic deposition of thin CNT films on stainless steel substrate, the second was the electrodeposition of cobalt in the nanotubes. In the last step the cobalt was oxidized by heat treatment (HT) of samples. The morphology of the nanocomposites was characterized by scanning electron microscopy. The micrographs showed that the film has a porous structure interconnected with CNT of different diameters and sizes. The composition of the nanocomposite was investigated with the techniques Raman spectroscopy and ray-X diffraction. Both confirmed that cobalt; before the HT is already oxidized and has different phases of oxide and after the HT becomes a more stable oxide phase. The electrochemical performance of the films was tested on the electrolytes Na 2 SO 4 and KOH. The most representative results were obtained in the KOH electrolyte and for films of nanocomposites that did not undergo the HT. The cyclic voltammetry measures allowed to obtain the faradáic and double layer contributions in the capacity for the different films. In the CNT film a non-faradic capacity was measured in greater proportion. In the cobalt film, a more faradic behavior with oxidation and reduction peaks was attested. In the nanocomposite film a faradáic capacity was measured in the same proportion of the capacity of double layer. The galvanostatic discharge load measurements showed that the nanocomposite accumulates more energy in the KOH electrolyte and accumulates more power in Na 2 SO 4 . However, the KOH electrolyte provides better performance if the energy/power ratio is taken into account. Electrode cycling showed a satisfactory performance of the nanocomposite electrode in the two electrolytes. After 1000 cycles there was only a 15% drop in capacity.

PASCHOAL, Alexandre Rocha. A microscopia Raman de alta resolução e suas aplicações na ciência dos materiais. 2011. 159 f. Tese (Doutorado em Física) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2016-10-03T22:40:32Z No. of bitstreams: 1 2011_tes_arpaschoal.pdf: 41231131 bytes, checksum: fcf915f1a850f389f260cf7ae08fcd33 (MD5) / Approved for entry into archive by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2016-10-03T22:40:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_tes_arpaschoal.pdf: 41231131 bytes, checksum: fcf915f1a850f389f260cf7ae08fcd33 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-03T22:40:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_tes_arpaschoal.pdf: 41231131 bytes, checksum: fcf915f1a850f389f260cf7ae08fcd33 (MD5) Previous issue date: 2011 / The quest for miniaturization of the structures has always been a constant effort of science and technology and today engineering can be thought on the atomic scale. Nowadays, the Abbe diffraction limit has been exceeded and superresolutions are achieved by many optical microscopy techniques. The combination of microscopy techniques with vibrational spectroscopy greatly expanded the set of information that can be obtained in a measurement. In this thesis, we work on several materials using confocal Raman microspectroscopy (MRC), but greater attention is given to the study of carbon nanotubes at high resolutions (15-25 nm) using tip-enhanced Raman spectroscopy (TERS). Using MRC, we studied the penetration of the dye toluidine blue orto (TBO) in decayed human teeth, the distribution of sodium dodecyl sulfate (SDS) in the hybrid material ORMOSIL and the ferroelastic domains of the vanadates Pb8O5(VO4)2 (PVO) and BiVO4. The penetration of the TBO was studied at different focal planes within the tooth. We spatially mapped a specific Raman band of the dye along the z-axis and this way we estimated its minimum penetration. Next, we investigated the distribution of SDS in ORMOSIL. A characteristic peak of SDS was spatially mapped and led us to the conclusion that the size and distribution of the dopant SDS in ORMOSIL is not uniform. Besides, our results suggested that the inclusion of the SDS in the ORMOSIL membrane is only physical. We observed that the orientational states of the PVO have unique forms and features, and further, in some cases they form right angles with each other. The phase transitions and structural variations of the domains of PVO were spectroscopically mapped. The ferroelastic domains BiVO4 were spectroscopically mapped as well and, in addition, we applied analytical and numerical techniques in order to understand how the transition between adjacent domains happens. Single- and double-walled carbon nanotubes were investigated using TERS. The research on metallic SWNTs was carried out in conjunction with SERS and our results showed clearly the influence of a metal particle on the enhancement of the Raman spectrum. We investigate the effects of C ion irradiations on DWNTs. We observed that the shift of the G band of the C ion implanted DWNT bundle is dependent on the exciting laser energy. We also investigated isolated and small DWNT bundles and several near-field Raman images of the G, G’ and D bands were presented. We also spatially mapped the ID=IG ratio. We found that, regardless of the ion-implantation dose, the generated defects in the DWNTs can be punctual or extended. We analyzed the acquired TER spectra and observed no spectral signature of the induced defects. The variations of the ID=IG was investigated along many isolated DWNTs and, in some case, we noted a very high spatial localization, in the order of our spatial resolution (∼ 15 nm). The nearfield spatial maps of the Raman bands and the ratio ID=IG in the region of the highly localized defects allowed us to suggest a Raman scattering electron-relaxation length much lower than 15-10 nm for the defective region of the carbon nanotube. / A busca pela miniaturização das estruturas sempre foi um esforço constante da ciência e tecnologia e atualmente a engenharia pode ser pensada de maneira atômica. Hoje, o limite de difração de Abbe já foi superado e superresoluções são alcançadas por várias técnicas de microscopia óptica. A união de técnicas de microscopia com a espectroscopia vibracional ampliou muito o conjunto de informações que se pode obter. Nesta tese, desenvolvemos trabalhos usando microespectroscopia Raman confocal (MRC) em materiais variados, mas uma maior atenção é dada ao estudo dos nanotubos de carbono a altas resoluções (15-25 nm) usando a espectroscopia Raman intensificada por ponta (TERS). Empregando a MRC, estudamos a penetração do corante azul de ortotoluidina (TBO) em dentes humanos cariados, a distribuição do dodecil sulfato de sódio (SDS) no material híbrido ORMOSIL e as estruturas de domínios ferroelásticos nos vanadatos Pb8O5(VO4)2 (PVO) e no BiVO4. A penetração do TBO foi estudada em diferentes planos focais dentro do dente. Mapeamos espacialmente uma banda específica do corante ao longo do eixo z e assim estimamos a sua penetração mínima. Em seguida, investigamos a distribuição do SDS no ORMOSIL. Mapeamos espacialmente um pico característico do SDS e concluímos que os tamanhos e a distribuição dos agregados deste dopante no ORMOSIL não são uniformes e que a inclusão do SDS na membrana de ORMOSIL é somente física. Vimos que os estados orientacionais do PVO têm características e formas particulares e, ademais, os domínios em alguns casos formaram ângulos retos entre si. As transições de fase e as variações nas estruturas dos domínios do PVO foram mapeadas espectroscopicamente. Os domínios ferroelásticos do BiVO4 também foram mapeados espectroscopicamente e, além disso, efetuamos cálculos analíticos e teóricos no BiVO4 para entender como os domínios diferentes transitam. Nanotubos de carbono de parede simples e de parede dupla foram investigados usando TERS. O estudo dos SWNTs metálicos foi realizado em conjunto com SERS e nossos resultados evidenciaram a influência de uma partícula metálica na intensificação do espectro Raman. Pesquisamos DWNTs submetidos a bombardeamentos por diferentes fluências de íons de carbono usando diferentes linhas de laser. Observamos que o deslocamento da banda G dos DWNTs agregados é dependente da energia do laser de excitação. Também estudamos DWNTs isolados e em pequenos grupos e apresentamos vários mapeamentos espaciais das bandas G, G’, D e da razão ID=IG. Observamos que, independentemente da densidade de íons por cm2 usada na implantação, os defeitos gerados nos DWNTs podem ser pontuais ou extendidos. Analisamos os espectros Raman medidos com TERS e nenhuma assinatura espectral dos defeitos induzidos foi identificada. A variação da razão ID=IG foi investigada ao longo de vários DWNTs e, em alguns casos, observamos uma localização espacial da ordem da resolução da nossa medida (∼ 15 nm). Através do estudo dos mapas espectroscópicos espaciais dos picos Raman e da razão ID=IG na região do defeito localizado, sugerimos um comprimento de relaxação eletrônica do espalhamento Raman muito abaixo de 15-10 nm para a região defeituosa na estrutura do CNT.

ANDRADE, Nádia Ferreira de. Os efeitos da temperatura sobre a oxidação de nanotubos de carbono. 2010. 106 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-10-15T18:38:50Z No. of bitstreams: 1 2010_dis_nfandrade.pdf: 8775604 bytes, checksum: 52e5270a1d9edc625ab64487b7ce9af5 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-10-21T20:40:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_dis_nfandrade.pdf: 8775604 bytes, checksum: 52e5270a1d9edc625ab64487b7ce9af5 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-21T20:40:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_dis_nfandrade.pdf: 8775604 bytes, checksum: 52e5270a1d9edc625ab64487b7ce9af5 (MD5) Previous issue date: 2010 / Carbon nanotubes exhibit remarkable physico-chemical properties which have been exploited for applications ranging from materials science to biology. However, most of the aplications requires the chemical modification of the nanotubes in order to exploit their maximum potential. In this context, the development of protocols for treatment and purification is very important. The purpose of this study is to contribute for the understand on how the change of a particular purification parameter, temperature, affects the physico-chemical properties of multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) during the purification. One gram (1g) of MWNTs (Ctube 100, CNT Co. Ltd., Incheon - South Korea) were subjected to a reflux with nitric acid 9 mol/L for 12 hours at temperatures 25°C, 75°C, 125°C and 175°C. After refluxed, the samples were cooled down in a heat bath, filtered in vacuum condition using a PTFE membrane of 0, 2 µm and washed with deionized water until the neutral pH of the filtrate was reached. Afterwards, the oxidized MWCNTs were dried in vacuum for 48 h. The experimental techniques used in this work to perform the samples characterization provide results that allow to get information from macro and surface characteristics to those associated with the atomic level. Thermal stability was analyzed by TGA measurements, since many of the functional groups created during the treatment are thermally unstable. Oxidation resulting from treatment introduces polar groups on the surface of MWNTs thus creating the electrostatic stability required for a stable dispersion in aqueous medium. The stability was evaluated for each sample by zeta potential measurements. The amount and type of catalytic residues present in the samples before and after treatment were analyzed by means of EDX and UV-VIS. Techniques confocal Raman spectroscopy measurements allowed the specific analysis of the structural defects created on the surface of the tubes as a consequence of oxidation process. It was found that Raman experiments should be performed on may points of the sample in order to access their average properties. The adsorption capacity of the surface of each sample after treatment, were inspected through specific surface area measurements (BET method). By comparing the results of different techniques it was possible to access the effects of temperature on the treatment on the relevant physico-chemical properties thus allowing us to have well characterized samples that will be useful for further studies in biorelated areas. / Os nanotubos de carbono apresentam extraordinárias propriedades físico-químicas que têm sido exploradas para aplicações que vão desde a ciência de materiais até a biologia. No entanto, a maioria das aplicações requer modificações químicas dos nanotubos de modo a explorar ao máximo seu potencial. Neste contexto, o desenvolvimento de protocolos de tratamento e de purificação é muito importante. O objetivo deste estudo é contribuir para o entendimento de como a mudança de uma variável específica, a temperatura, afeta as propriedades físico-químicas dos nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWNTs) durante a purificação. Um grama (1g) de MWNTs (Ctube 100, CNT Co. Ltd., Incheon - Coréia do Sul) foram submetidos a um refluxo de ácido nítrico 9 mol/L por 12 horas em temperaturas de 25ºC, 75ºC, 125ºC e 175ºC. Após o refluxo, as amostras foram resfriadas em um banho térmico, filtradas em condições de vácuo com uma membrana de PTFE de 0, 2 µm e lavadas com água deionizada até que o pH neutro do filtrado foi atingido. Por último, os MWNTs oxidados foram secos em vácuo durante 48 h. As técnicas utilizadas neste trabalho para a realização das caracterizações forneceram resultados que tratam desde características macro e de superfície até as associadas ao nível atômico. A estabilidade térmica foi analisada por meio de medidas de TGA, uma vez que muitos dos grupos funcionais criados no tratamento são termicamente instáveis. A oxidação resultante do tratamento introduz grupos polares na superfície dos MWNTs e assim cria a estabilidade eletrostática necessária para uma dispersão estável em meio aquoso. A estabilidade foi avaliada para cada amostra por meio de medidas de potencial zeta. A quantidade e o tipo de resíduos catalíticos presentes nas amostras antes e depois do tratamento foram analisados através de medidas de EDX e UV-VIS. Medidas de espectroscopia Raman Confocal permitiram a análise específica dos defeitos estruturais criados sobre a superfície dos tubos, em conseqüência do processo de oxidação. Constatou-se que os experimentos Raman devem ser realizados sobre muitos pontos para poder acessar as propriedades médias das amostras. A capacidade de adsorção da superfície de cada amostra após o tratamento foi inspecionada através de medidas de área superficial específica (método BET). Ao comparar os resultados de diferentes técnicas, foi possível acessar os efeitos da temperatura do tratamento sobre as propriedades físico-químicas relevantes, permitindo assim a obtenção de amostras bem caracterizadas que serão úteis para futuros estudos em áreas biorrelacionadas.

Nos últimos anos, a utilização de nanotubos (Nts) de dióxido de titânio (TiO2) têm atraído interesse tecnológico e científico de forma significativa devido às suas propriedades únicas, tais como grande área de superfície específica, alta capacidade de absorção e apresentam excelentes atividades fotoeletroquímicas e um meio para melhorar essas propriedades está relacionada ao controle da morfologia dos Nts durante a sua sintetização no processo de anodização. O objetivo desse estudo é avaliar a influência do potencial aplicado durante o processo de anodização para obtenção de Nts de TiO2, tendo em vista a utilização desses nanotubos como catalisador fotoeletroquímico. Para que houvesse a cristalização do óxido, realizou-se tratamento térmico a 400 °C ao ar, durante 3 h com taxa de aquecimento de 10 °C / min. Analisou-se a relação do potencial aplicado durante o processo de anodização com a morfologia dos nanotubos e a sua resposta fotoeletroquímica. As caracterizações foram realizadas através das técnicas de microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (MEV-FEG), difração de raios X (DRX), espectrofotometria no ultravioleta visível (UV-VÍS), voltametria linear e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE).Observou-se que o potencial de anodização exerce influência na geometria do nanotubo, isto é, no comprimento, na espessura da parede e no diâmetro, alterando a absorção de luz e, consequentemente, o desempenho fotoeletroquímico das amostras. Os resultados obtidos por espectroscopia de impedância eletroquímica mostraram pouca diferença na resistividade das amostras estudas. Contudo, as correntes desenvolvidas no ensaio de voltametria linear, indicaram que a amostra Nt30 é um fotoeletrodo promissor para formar heteroestruturas baseado em nanotubos de dióxido de titânio. / In recent years, the use of TiO2 nanotubes (Nts) has attracted technological and scientific interests in a significant way due to its unique properties, such as large specific surface area, high absorption capacity and excellent photoelectrochemical activities. One way to improve these properties is to control the nanotubular morphology during its synthesis through the anodizing process. The objective of this study is to evaluate the influence of the applied potential during the anodization process to obtain titanium dioxide (TiO2) nanotubes and applying these nanotubes as a photoelectrochemical catalyst. In order to crystallize the Nts, heat treatment was carried out at 400 ° C in air for 3 h at a heating rate of 10 ° C / min. The effect of the applied potential during the anodizing process on the morphology of the nanotubes and their photoelectrochemical response were analyzed. The characterization was carried out using scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), visible ultraviolet spectrophotometry (UV-VIS) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). It was observed that the anodization potential influences the geometry of the nanotubes, that is, their length, wall thickness and diameter, altering their light absorption properties; consequently, influencing the photoelectrochemical performance of the samples. The results obtained from the electrochemical impedance spectroscopy showed a slightly small difference in the charge transportation resistance of the studied samples. However, the currents developed in the linear voltammetry tests indicated that the Nt30 sample is a promising photoelectrode to apply for other applications such as heterostructures and cationic/anionic doped structures based on titanium dioxide nanotubes.

A investigação das possibilidades do uso da energia solar tem se intensificado nas últimas décadas. Existem muitos desafios na busca de melhorar a eficiência de conversão de energia solar em outras formas de energia. Os diferenciados comportamentos apresentados por dispositivos semicondutores nanoestruturados tem viabilizado processos fotocatalíticos sob irradiação solar. Encontrar um semicondutor estável, com a possibilidade de expandir a eficiência das reações fotocatalíticas, para o espectro visível da radiação solar, é um dos principais desafios em muitas investigações. Dado um semicondutor específico dióxido de titânio (TiO2), algumas modificações são fundamentais tanto para otimizar o semicondutor e expandir seu espectro de absorção para o visível, quanto para aumentar a eficiência de separação de carga na interface entre as fases sólido e líquido. Esse trabalho tem como objetivo investigar as propriedades de nanotubos de TiO2 via carregamento com nanopartículas de Au utilizando dois métodos físicos para tal: i) implantação iônica e ii) pulverização catódica (DC Magnetron Sputtering). Os materiais assim obtidos resultaram em distintas características estruturais, morfológicas, superficiais e óticas que foram investigadas através da realização de variadas técnicas. A estabilidade temporal destes materiais, quando utilizados em processos fotocatalíticos para a produção de H2, também foi investigada Os nanobubos de TiO2 sem adição de nanopartículas de Au apresentaram uma maior estabilidade, mas menor atividade fotocatalítica comparado aos nanotubos carregados com nanopartículas de Au. Os nanotubos carregados com nanopartículas pelo método de implantação iônica apresentaram um aumento de até 7 vezes na produção fotocatalítica de H2, comparadas a amostra livre de Au. A atividade fotocatalítica das amostras submetidos a carregamento de Au pela técnica de DC Magnetron Sputtering tiveram um amento de até 40 vezes comparadas a amostra livre de Au. Apesar dos NTs carregados com NPs de Au por DC Magnetron Sputtering apresentarem uma maior atividade fotocatalítica os NTs carregados com Au por implantação apresentaram maior estabilidade temporal, reproduzindo a mesma produção de H2 em 4 ciclos de 24 horas de ensaios fotocatalíticos, enquanto os NTs carregados com Au por DC Magnetron Sputtering tiveram uma queda maior que 40% na produção de H2 no mesmo número de ciclos. A queda na produção de H2 verificada na amostra carregada por DC Magnetron Sputtering é justificada pela perda de mais de 80% do Au depositado. / In the last decades, several publications have been shown different approaches to use solar energy. There are many challenges in order to improve the efficiency of solar energy conversion to other types of energy. The unique behaviour of the nanostructured semiconductors devices has allow the photocatalytic process under solar irradiation. However, the search for a stable semiconductor that can improve the efficiency of photocatalytic reaction under the visible spectrum is one of the current biggest challenge. Among several semiconductors, dioxide titanium (TiO2) is one of the most promising candidates. However, in order to expand the visible absorption and increase the charge separation efficiency is require modified the TiO2 structure. This work aimed the investigation of TiO2 nanotubes properties loaded with Au nanoparticles via two physics approaches: i) ion implantation and ii) sputtering deposition (DC Magnetron sputtering). The samples produced presented different structural, morphological and optical properties that were investigated thought several techniques The temporal stability of these materials, when submitted to photocatalytic process for hydrogen production also has been investigated. TiO2 nanotubes without Au nanoparticles showed a better stability and a lower photocatalytic activity when compared with the nanotubes with Au nanoparticles. The nanotubes loaded with Au nanoparticles by ion implantation presented an increase of up to 7 times in the photocatalytic production of H2, compared to the Au free sample. The photocatalytic activity of samples submitted to Au loading by the Magnetron Sputtering DC technique had an increase of up to 40 times compared to the Au free sample. Although NTs loaded with Au NPs by DC Magnetron Sputtering exhibited a higher photocatalytic activity, the Au-loaded NTs by ion implantation presented higher temporal stability, reproducing the same H2 production in 4 cycles of 24 hours of photocatalytic tests, while NTs loaded with Au by DC Magnetron Sputtering had a drop greater than 40% in H2 production in the same number of cycles. The decrease in H2 production verified in the sample loaded by DC Magnetron Sputtering is justified by the loss of more than 80% of the deposited Au.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. PROÁGUA, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2015-01-21T19:20:18Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTACAO_AdsorçãoDiclofenacoEstradiol.pdf: 2242383 bytes, checksum: f8ca16c1544f9ccd3fe475d343d986b6 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-01-22T14:55:11Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTACAO_AdsorçãoDiclofenacoEstradiol.pdf: 2242383 bytes, checksum: f8ca16c1544f9ccd3fe475d343d986b6 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-22T14:55:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTACAO_AdsorçãoDiclofenacoEstradiol.pdf: 2242383 bytes, checksum: f8ca16c1544f9ccd3fe475d343d986b6 (MD5) Previous issue date: 2014 / Neste trabalho foram determinados os parâmetros cinéticos e termodinâmicos da adsorção de três fármacos (sulfametoxazol (SMX), diclofenaco (DCF) e estradiol (E2)) em três tipos de carvão ativado em pó (pinus, CAPI; mineral, CAPII; e casca de coco, CAPIII) e nanotubos de carbono (NTC). Os resultados indicaram que não houve a formação de NTC de boa qualidade e por consequência a adsorção em NTC foi desfavorável para os fármacos estudados, ao passo que o CAPI foi o melhor carvão dentre os testados, provavelmente porque é básico e apresenta diâmetro médio dos poros (12,09 Å) compatível com o tamanho (10 a 12 Å) dos fármacos testados. A adsorção dos três fármacos com CAPI se mostrou favorável, com energia livre de Gibs na faixa de -28 a -30 kJ.mol-1. Os ensaios de adsorção com CAPI conduzidos a 25 oC indicaram valores de capacidade máxima (QMAX) de 135,94; 259,63 e 73,83 mg.g-1 para SMX, DCF e E2, respectivamente. Langmuir foi o melhor modelo de equilíbrio para descrever a adsorção de SMX, sendo que para, DCF e E2, o modelo de Freundlich foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais. Os dados indicam que, provavelmente, houve interação eletrostática entre o CAPI e os fármacos SMX e DCF, ao passo que para o E2 a adsorção ocorreu por fracas forças de van der Waals. Para os estudos cinéticos o modelo de pseudo-segunda ordem foi o que melhor se ajustou a todos os fármacos, com tempo de equilíbrio de 120 min. O estudo de competição adsortiva mostrou que a adsorção de E2 foi prejudicada pela presença do SMX e DCF, que, comparado aos estudos monocomponentes, foram adsorvidos em menor quantidade pelo CAPI, com valores de QMAX de apenas 16 e 14 mg.g-1, respectivamente. ____________________________________________________________________________ / ABSTRACT: In this study it was determined the kinetic and thermodynamic parameters of adsorption of three drugs (sulfamethoxazole (SMX), diclofenac (DCF) and estradiol (E2)) in three types of powdered activated carbon (pinus, PACI; mineral, PACII and coconut shell, PACIII) and carbon nanotubes (CNT). The results indicated that the adsorption with CNT was unfavorable for the studied drugs due to the fact of bad quality of CNT produced while PACI was the best adsorbent among the cabons, probably because it is basic, and has an average pore diameter (12.09 Å) consistent with the size (10 to 12 Å) of the tested drugs. The adsorption of the three drugs with PACI proved favorable with Gibbs free energy in the range of -28 to -30 kJ.mol-1. The adsorption isotherm models lead to values of maximum capacity (QMAX) of 135.94; 259.63 and 73.83 mg.g-1 at temperature of 25oC for SMX, DCF and E2, respectively. Langmuir was the best model to describe the SMX adsorption, however for DCF and E2, the Freundlich model best fited the experimental data. The results indicate there was probably an electrostatic interaction between PACI and SMX and DCF drugs, while E2 adsorption seemed to have occurred by weak van der Waals forces. For kinetic studies the model of pseudosecond order was the one that best fitted to all drugs adsorption data. The ideal contact time found for the adsorption process was 120 min. About the competition study, it was observed that the adsorption of E2 was hampered by the presence of SMX and DCF, so that the adsorption capacity (QMAX) was much lower (16 and 14 mg g-1, respectively) when compared to monocomponent studies.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2013-03-04T20:26:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 304585.pdf: 5914184 bytes, checksum: e219e92366cff420384043d5de7dbabc (MD5) / A modificação do cimento Portland pela nanoengenharia é um campo em expansão. Por ser um material de importância econômica relevante, a melhoria nas características dos produtos a base de cimento Portland é de interesse da indústria e da sociedade. Sua estrutura complexa, o torna candidato natural para a nanomanipulação e,, a utilização de nanoobjetos é uma alternativa para o aprimoramento de suas características. Nanotubos de carbono, com suas características químicas e físicas singulares vem ganhando relevância na produção dos mais diversos tipos de compósitos. Estudou-se neste trabalho as modificações causadas pela presença de nanotubos de carbono na matriz de cimento. Foram estudadas também duas metodologias de funcionalização para melhorar a interação dos nanotubos com os hidratos presentes na pasta e aprimorar sua dispersão na matriz. Utilizaram-se quatro tipos de nanotubos e um tipo de nanofibra com os quais foram produzidas pastas de cimento de alta resistência. Avaliaram-se as características reológicas das pastas através do squeeze flow, e foi acompanhada a cinética de hidratação através de calorimetria por condução. A resistência mecânica foi medida através de ensaios de resistência à compressão e resistência à flexão e puderam ser estudados ainda os efeitos da presença dos nanotubos no comportamento termofísico das matrizes. Os processos de funcionalização mostraram-se capazes de alterar as características dos nanotubos, porém não foram eficientes em melhorar sua dispersão e a interação com a matriz de cimento. A resistência mecânica não foi afetada de forma significativa pelos nanotubos que modificaram a reologia das pastas provocando aumento da viscosidade e da tensão de escoamento para todas as misturas. As características termofísicas foram alteradas de forma bastante acentuada chegando a aumentos de 20 vezes na difusividade térmica de algumas composições. Os ensaios de difusividade térmica mostraram-se ainda uma potencial ferramenta para identificar o grau de dispersão dos nanotubos na matriz / The changing of nano-structure of Portland cement is a growing field. Due to their economic importance, the improvement of the characteristics of Portland cement-based products is highly interesting for the industry and society. Its complex structure, makes it a natural candidate for nanomanipulation and, the use of nano-objects is an alternative for the improvement of their characteristics. Carbon nanotubes, with their singular physical and chemical characteristics are gaining importance in the production of the most varied types of composites. The modifications caused by the presence of carbon nanotubes in the cement matrix were studied in this work. Two kind of functionalization were tested to improve nanotubes interaction with cement hydrates. Four types of nanotubes and one type nanofiber were used to produce high-strength cement pastes. The rheological characteristics of the pastes were assessed through the squeeze flow method, and cement hydration kinetics was followed by conduction calorimetry. Flexural and compressive strength and thermophysical properties were also assessed.. Results showed that although the functionalization processes were able to change the nanotubes characteristics, these treatments have not been effective in improving their dispersion and interaction with the cement matrix. Thus, mechanical strength was not significantly affected. However viscosity and yield stress were increased by carbon nanotubes for all mixtures. The thermophysical properties, as diffusivity, were highly affected by the presence of nanotubes: up to 20 times increase for some compositions. Thermal diffusivity also showed a potential tool to estimate the degree of dispersion of carbon nanotubes in the cement matrix

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-03-28T04:12:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 344649.pdf: 2067272 bytes, checksum: 9070c27d6e19d02ae54c65884187e009 (MD5) Previous issue date: 2016 / A água potável no mundo está cada vez mais escassa e, portanto, existe a necessidade de desenvolver alternativas de tratamento de água, visando processos eficientes e de baixo custo. Entre os processos existentes, destaca-se a nanofiltração (NF) por membranas, que promove uma separação de alta eficiência e baixo gasto energético. Desta forma, este trabalho objetivou preparar membranas poliméricas de NF e estudar a eficiência de rejeição de íons de sais mono e divalentes em sistema piloto de filtração e avaliar a toxicologia dos componentes das membranas com o microcrustáceo de água doce Daphnia magna e células Vero. As membranas poliméricas preparadas foram de polissulfona (PSF), estruturadas com nanotubos de SiO2 (NTS), e de quitosana (QTS) reticulada com epicloridrina (EPC) com NTS funcionalizados com uma molécula aminosilano (NTS-F). Os NTS e NTS-F foram caracterizados por FTIR, BET, PZ, DRX e MET e as membranas por grau de molhabilidade (PSF) e intumescimento (QTS), ângulo de contato, MEV-FEG, EDS, AFM e permeabilidade. A eficiência de rejeição de íons das membranas foi avaliada com os sais NaCl e MgCl2 em modo dead-end. Também foi determinada a toxicidade dos NTS, NTS-F através de testes agudos e crônicos com D. magna e ensaio do MTT com células Vero. O teste agudo com D. magna foi realizado também para o lixiviado das membranas. Para todos os testes com D. magna e células Vero, observou-se que o NTS-F apresentou maior toxicidade, indicando maior reatividade da superfície dos NTS-F, atribuída à presença dos grupos amina que resultou no aumento de afinidade com os organismos. Com NTS-F incorporados nas membranas a toxicidade foi mais reduzida do que para a forma livre dos NT, sugerindo que houve imobilização dos mesmos pela membrana. Para os ensaios de rejeição de íons de sais, houve uma baixa seletividade, sendo o maior percentual de 13,70%, para MgCl2 e 10,16% para NaCl, concluindo-se, assim, que esta composição de membrana de NF apresenta baixa eficiência na remoção dos sais testados.<br> / Abstract : The world's drinking water is becoming increasingly scarce and, therefore, there is a need to develop water treatment alternatives, aiming efficient processes at low cost. Among the existing processes, nanofiltration (NF) membranes are highlighted, which promote high efficiency and low energy demand. Thus, this work aimed to prepare polymeric membranes for NF and study mono and divalent salt ions rejection efficiency in a pilot filtration system and evaluate the membrane?s components toxicology using freshwater microcrustacean Daphnia magna and Vero cells. The prepared polymer membranes were polysulphone (PSF), structured with SiO2 nanotubes (SNT), and chitosan (CS) crosslinked by epichlorohydrin, structured with SNT functionalized with an aminosilane molecule (F-SNT). The SNT and F-SNT were characterized by FTIR, BET, PZ, XRD and TEM and the membranes by water uptake (PSF) and swelling (CS) degree, contact angle, SEM-FEG, EDS, AFM and permeability. The evaluation of membrane?s ion rejection efficiency was conducted with NaCl and MgCl2 salts in dead-end mode. It was also determined the toxicity of SNT F-SNT through acute and chronic tests with D. magna and MTT assay with Vero cells. The acute test with D. magna was also performed for the leached PSF and CS membranes. For all the tests with D magna and Vero cells, it was observed that the F-SNT showed higher toxicity, indicating greater reactivity of the surface of F-SNT, attributed to the presence of amine groups that resulted in increased affinity with the organisms. With F-SNT incorporated in the membranes, the toxicity was much lower than for the NT free form, suggesting their immobilization by the membrane. For the salt ions removal test, there was a low rejection rate, with the highest percentage of 13.70% for MgCl2 and 10.16% for NaCl, concluding, therefore, that this NF membrane composition is not effective for the removal of these salts.

Made available in DSpace on 2015-12-10T14:24:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-06-28. Added 1 bitstream(s) on 2015-12-10T14:31:00Z : No. of bitstreams: 1 000852073.pdf: 4812797 bytes, checksum: 6ab33b7c1d6d311973f9828d1ac35bde (MD5) / Este estudo tem com objetivo principal buscar a otimização do processo de obtenção de nanotubos auto-organizados na superfície plana do Ti-Cp pela técnica de anodização eletroquímica e a aplicação da condição experimental otimizada nas superfícies da liga experimental Ti-35Nb-7Zr e de um implante comercial de Ti. No estudo de otimização dos principais fatores do processo (eletrólito, tempo e potencial) foi utilizada a ferramenta de planejamento de experimento - DOE. A formação da camada de titânia foi observada por microscopia eletrônica de varredura de alta resolução-SEM/FEG e espectroscopia de energia de raios X. O tratamento térmico para estabilização da fase cristalina dos óxidos, realizado a 300, 400 e 500oC, revelou a formação de anatase a partir de 400oC, porém acima desta temperatura ocorre o fechamento e coalescência dos nanotubos. Ensaios eletroquímicos realizados em solução de Ringer mostraram que superfícies de titânio recobertas com nanotubos de TiO2 são menos resistentes à corrosão do que o titânio como recebido. Através do emprego do DOE foi possível verificar que a melhor condição de ajuste experimental na obtenção de nanotubos auto-organizados para o Ti-Cp foi o meio glicerol-H2O/NH4F, e com controle dos fatores potencial, tempo e concentração de NH4F obteve-se o óxido com as características desejadas. O potencial foi o fator que apresentou maior influência no processo. A aplicação da melhor condição experimental sobre o implante comercial de Ti possibilitou a formação de nanotubos com pequena alteração na morfologia. Já, sobre a superfície da liga Ti-35Nb-7Zr foram observados nanotubos com alterações significativas na morfologia e dimensões diferentes da observada sobre o Ti-Cp / This study has as its main objective the optimization of the process of obtaining nanotubes self-assembled on the Ti-Cp flat surface by electrochemical anodization technique and application of this experimental condition on the surfaces of the Ti-35Nb-7Zr experimental alloy and commercial Ti implant. In the optimization study of main factors of the process (electrolyte, anodization time and potential) was used the method Design of Experiments - DOE. The formation of the layer of titania was observed by Field Emission Gun Scanning Electron Microscopy (FEG-SEM) and Energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The heat treatment used to stabilize the crystalline phase of the oxides conducted at 300, 400 and 500°C revealed the formation of anatase from 400oC, but above this temperature occurs closing and coalescence of the nanotubes. Electrochemical tests performed in Ringer's solution showed that titanium surfaces coated with TiO2 nanotubes are less corrosion resistant than titanium as received. By employing the DOE was possible to verify that the best experimental setting condition in obtaining self-organized nanotubes for Ti-Cp was the glicerol-H2O/NH4F electrolyte, and controlling the factors, potential, anodization time and concentration of NH4F, was obtained the oxide with the desired characteristics. The potential was the factor that most influenced the process. The application of the best experimental condition on commercial Ti implant enabled the formation of nanotubes with small change in morphology. But on the Ti-35Nb-7Zr alloy surface were observed significant changes in nanotubes morphology and different dimensions from that observed for Ti-Cp

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2401.pdf: 2203723 bytes, checksum: 42910fbb271c3ce58fb1a8b8b4571d88 (MD5) Previous issue date: 2008-12-11 / Financiadora de Estudos e Projetos / The electrodes based on carbon nanotubes (CNTs) were prepared in the form of paste of CNTs/Graphite and film on glassy carbon electrode. These electrodes were electrochemically characterized by their response in potassium ferricyanide and hydroquinone. Considering the obtained results, the electrode in the form of paste was selected for analytical applications. In this work, the paste electrode was also prepared of pure CNTs, ie, without addicting of graphite. For the evaluation of analytical capabilities of the CNTs paste electrode, studies were performed about quantification of paraquat, rutin and quercetin, using differential pulse voltammetry. Regarding the quantification of paraquat, an analytical curve was obtained, with a detection limit of 2.8 x10-6mol L-1. The performance of the carbon nanotubes paste electrode in the determination of rutin, an analytical curve was obtained, with a detection limit of 3.39 x10-8 mol L-1. The content of rutin was determined in pharmaceutical formulations with relative error lower to 5%. For the quantification of quercetin, an analytical curve was obtained with a detection limit of 5.43 x10-7 mol L-1. Chemical modifiers, such as copper microparticles and acetylcholinesterase enzyme, were incorpored in the CNTs paste electrode. The CNTs paste electrode odified with copper microparticles (Cu-CNTs) was used for quercetin determination and the results indicated the formation of quercetin-Cu (II) complex on the electrode surface. The analytical curve obtained for this system presented a detection limit of 2.36 x10-7 mol L-1. The determination of quercetin in a sample of industrialized apple juice was carried out observing the recovery between 98.8 and 102.9%. The biosensor CNTs-AchE was optimized with respect to the work potential, concentration of acetylthiocoline iodide substrate and the incubation time and analytical curve was obtained for chlorfenvinphos with a detection limit of 1.15 x10-7 mol L-1. Even with respect to chlorfenvinphos, its determination was possible in samples containing the pesticide, with relative error lower to 2.5%. / Os eletrodos de CNTs foram preparados na forma de pasta de CNTs/Grafite e filme sobre eletrodo de carbono vítreo. Estes eletrodos foram caracterizados eletroquimicamente por meio de sua resposta em ferricianeto de potássio e hidroquinona. Considerando os resultados obtidos, o eletrodo na forma de pasta foi selecionado para aplicações analíticas. Neste trabalho também foi confeccionado eletrodo de pasta de CNTs puro, ou seja, sem a adição de grafite. Para a avaliação das potencialidades analíticas do eletrodo de pasta de CNTs, foram realizados estudos de quantificação de paraquat, rutina e quercetina, utilizando-se voltametria de pulso diferencial. Em relação à quantificação de paraquat foi obtida uma curva analítica, com limite de detecção de 2,8x10-6mol L-1. Avaliando-se o desempenho do eletrodo quanto à quantificação de rutina foi obtida uma curva analítica com limite de detecção de 3,39x10-8mol L-1. O teor de rutina foi determinado em formulações farmacêuticas com variação inferior a 5%. Para a quantificação de quercetina foi obtida uma curva analítica com limite de detecção de 5,43x10-7 mol L-1. Modificadores químicos, como micropartículas de cobre e a enzima acetilcolinesterase, foram imobilizados na matriz do eletrodo de pasta de CNTs. O eletrodo de pasta de CNTs modificado com micropartículas de cobre (CNTs-Cu) foi utilizado para a determinação de quercetina e os resultados indicaram a formação de complexo quercetina-Cu (II) sobre a superfície do eletrodo. Nesse caso a curva analítica para o sistema apresentou um limite de detecção de 2,36x10-7 mol L-1. A determinação de quercetina em amostra de suco de maçã industrializado foi efetuada observando-se recuperação entre 98,8 e 102,9%. O biossensor CNTs-AchE foi otimizado em relação ao potencial de trabalho, concentração de substrato iodeto de acetiltiocoilna e tempo de incubação e foi obtida uma curva analítica para o carrapaticida clorfenvinfos com limite de detecção de 1,15x10-7 mol L-1. Ainda com relação ao clorfenvinfos, foi possível a sua determinação em amostra de carrapaticida, com variação inferior a 2,5%.