Neste trabalho estudou-se a síntese de nanotubos de Ta2O5 (NTs Ta2O5) fabricados pelo processo de anodização e sua aplicação na fotogeração de hidrogênio (H2). A otimização dos parâmetros de síntese e fotocatálise levou a uma maximização na fotoprodução de H2. O controle da temperatura do eletrólito da anodização proporcionou a escolha da obtenção de NTs de Ta2O5 aderidos ou livres do substrato de tântalo metálico. Os NTs de Ta2O5 formados foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (TEM), espectroscopia de energia dispersiva de raios X (EDX), difração de raios X (DRX), refinamento Rietveld, espectroscopia de fotoelétrons induzidos por raios X (XPS), área superficial específíca (BET) e espectroscopia ultravioleta visível (UV-Vis). A fotogeração de hidrogênio utilizando os NTs de Ta2O5 foi avaliada pela fotólise da água. A difratometria de raios X revelou que os NTs de Ta2O5 como anodizados são amorfos, necessitando de tratamento térmico para se obter uma fase cristalina necessária para uma mais eficiente produção de hidrogênio. A combinação entre a elevada cristalinidade, superfície química e área superficial influenciou na atividade fotocatalítica dos NTs. A amostra com 33 % de cristalinidade apresentou uma elevada atividade fotocatalítica na fotogeração de H2. A utilização de etanol como agente de sacrifício fez aumentar a fotogeração de H2 em 12,5 vezes quando comparado com água pura. Para o nosso sistema, as condições de “otimização” para a concentração de massa de NTs e etanol como agente de sacrifício foram de 1,0 mg/mL e 25 %, respectivamente. Pelo uso de etanol como agente de sacrifício, foram produzidos além de H2, outros gases minoritários como CO, CO2, CH4, C2H4 e C2H6. No entanto, a formação desses produtos foi de apenas 3 % para uma produção de H2 de 97 %. A eficiência quântica aparente para a fotogeração de H2 foi de 5,18 ± 0,3%. Na tentativa de aumentar a produção de H2 foi realizado um carregamento de nanopartículas de NiO sobre a superfície dos NTs, fazendo aumentar a eficiência em 8,4±0,7 % com uma taxa de produção de H2 de 56 % maior que a de NTs livres de nanopartículas. / In this work the synthesis of Ta2O5 nanotubes (Ta2O5 NTs) fabricated by anodizing process and its application in hydrogen (H2) photogeneration was studied. The optimization of the synthesis and photocatalytic parameters led to maximization the H2 production. Temperature control of the anodizing electrolyte afforded the choice of obtaining Ta2O5 NTs freestanding or adhered on tantalum metal substrate. The Ta2O5 NTs formed has been characterized by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), energy dispersive spectroscopy X-ray (EDX), X-ray diffraction (XRD), Rietveld refinement, induced photoemission spectroscopy X-ray (XPS), specific surface area (BET) and ultraviolet visible spectroscopy (UV-Vis). The photogeneration hydrogen using the Ta2O5 NTs was evaluated by photolysis of water. The X-ray diffractometry revealed that the as-anodized Ta2O5 NTs are amorphous, requiring heat treatment to obtain a crystalline phase necessary for a more efficient hydrogen production. The combination of high crystallinity, surface chemistry and surface area influence the photocatalytic activity of NTs. The sample with 33 % of crystallinity had a high photocatalytic activity for H2 photogeneration. The use of ethanol as a sacrificial agent has increased the H2 photogeneration in 12.5 times compared with pure water. For our system, the optimization conditions for the mass concentration of NTs and ethanol as the sacrificial agent were 1.0 mg/mL and 25 %, respectively. By the use of ethanol as a sacrificial agent, other trace gases such as CO, CO2, CH4, C2H4 and C2H6 in addition to H2 were produced. However, the formation of these products was only 3 %, for a generation of 97 % of H2. The quantum efficiency apparent to photogeneration of H2 was 5.18 ± 0.3 %. In an attempt to increase production of H2 was performed a NiO nanoparticle loading on the surface of NTs, increasing efficiency of 8.4 ± 0.7% with a production rate of 56 % H2 greater than NTs free of nanoparticles.

Submitted by Danielle Karla Martins Silva (danielle.martins@ufpe.br) on 2015-03-12T16:33:09Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Lizeth Carolina Mojica Sánchez.pdf: 4146904 bytes, checksum: 003a4c00a9c409e864104e3227dc4b72 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-12T16:33:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Lizeth Carolina Mojica Sánchez.pdf: 4146904 bytes, checksum: 003a4c00a9c409e864104e3227dc4b72 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013 / No presente trabalho descreve-se a síntese e caracterização de nanocompósitos híbridos luminescentes na forma de filmes autossustentáveis, constituído de uma matriz polimérica poli (vinil butiral), nanotubos de carbono (CNTs) e o complexo fotônico Eu(btfa)3bipy. O filme autossustentável foi obtido pelo método de evaporação sobre um substrato de poliestireno descartado após a evaporação, conseguindo-se boa integridade, flexibilidade e homogeneidade do nanocompósito. Foi estudado o comportamento do filme quando são utilizados nanotubos de carbono funcionalizados pela rota desenvolvida em nosso grupo de pesquisa do laboratório Land-Foton/dQF-UFPE envolvendo uma reação fotoquímica de ciclo-adição entre o grupo azida e os nanotubos de carbono. Também foi estudado o comportamento do nanocompósito em função da proporção em massa do complexo Eu(btfa)3bipy. O material híbrido foi caracterizado por análise termogravimétrica (TGA), constatando-se o aumento da estabilidade térmica do nanocompósito em relação à matriz polimérica. Foram identificadas por Espectroscopia Raman as bandas correspondentes aos nanotubos dentro na matriz polimérica e identificados leves deslocamentos causados pelas forças de compressão da matriz polimérica nos nanotubos. A espectroscopia FTIR no modo ATR mostrou que a presença dos nanotubos de carbono não causou alterações significativas na matriz polimérica, mas a presença do complexo Eu(btfa)3bipy, monitorada na região de 1600 cm-1, indicou uma possível interação do complexo com o polímero pelo grupo carboxilato (C=O). Espectros de luminescência mostraram bandas finas características do íon Európio e foram realizados os cálculos de tempo de vida da luminescência, eficiência quântica do sistema e as taxas radiativas e não radiativas. Constatou-se um aumento significativo no tempo de vida da luminescência do complexo quando este interage com os nanotubos puros e a matriz polimérica, como também é observado um aumento na eficiência quântica do sistema, sendo resultados muito interessantes para as aplicações posteriores do material híbrido sintetizado.

Made available in DSpace on 2018-06-27T18:56:06Z (GMT). No. of bitstreams: 3 Alexandra Nava.pdf: 7405065 bytes, checksum: 98440f22cb0a32ce958d08b696afa588 (MD5) Alexandra Nava.pdf.txt: 147318 bytes, checksum: 2efcb934aeddafd9aa0074818849ced7 (MD5) Alexandra Nava.pdf.jpg: 3394 bytes, checksum: 0468f8b34b379928f05335b2f501d0b1 (MD5) Previous issue date: 2010-03-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Carbon nanotubes (CNT) appear as a new class of materials that have special properties and are the focus of many studies in the biological area. Toxicity studies are important to evaluate the biocompatibility and the possible risks of exposure to the CNT. In this context, we evaluated the reproductive toxicity of exposure to multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) in pregnant mice. To this end, pregnant females were exposed orally 100 μl MWCNT/day, suspended in PBS / Tween 80® at a concentration of 5 mg/ml and 15 mg/ml during the implantation period (1st to 6th day of pregnancy), organogenesis (7th to 12th day of pregnancy) or during the fetal period (13th to the 18th day of pregnancy). The females were evaluated for changes in weight and consumption of food and water throughout the experiment. In the 18th day of pregnancy, females were undergoing cesarean section and recorded the number of live fetuses, resorptions and dead. The fetuses were weighed, measured and fixed in 70% alcohol (v/v) for analysis of skeletal changes. Maternal organs, liver, kidney, spleen, heart and lung were collected, weighed and fixed in formaldehyde 10% (v/v) for histological analysis. There were mild signs of maternal toxicity, viewed mainly by histological organs and all embryofetal observed changes occurred in animals exposed during the period of organogenesis. Exposure to MWCNT at a dose of 0.5 mg/day showed an increase in the number of resorptions and reduced number of live fetuses in the control group. The exposure to MWCNT 1.5 mg/day showed an increase in the proportion of resorptions, the average of dead fetuses and a reduction in the proportion of live fetuses, resulting in increased rates of prenatal losses. Changes in body weight of fetuses measures were observed in a dosedependent. Analysis of the skeleton showed a marked delay of ossification, also in a dosedependent. These data support the conclusion that exposure to MWCNT at doses of 0.5 mg/day and 1.5 mg/day, cause an increase in losses and prenatal growth retardation, intrauterine, when administered during organogenesis, and these changes may be related to the direct action of the body MWCNT or fetal abnormalities observed in the morphology of the mother's organs. / Os nanotubos de carbono (NTC) surgem como uma nova classe de materiais que apresentam propriedades especiais e estão sendo foco de muitos estudos na área biológica. Estudos de toxicidade tornam-se importantes para avaliação da biocompatibilidade e dos possíveis riscos da exposição à NTC. Neste contexto, avaliou-se a toxicidade reprodutiva da exposição à nanotubos de carbono de paredes múltiplas (NCPM) em camundongos prenhes. Para tanto, fêmeas grávidas foram expostas oralmente a 100 μL NCPM/dia, suspensos em solução de PBS/Tween 80® na concentração de 5mg/mL e 15 mg/mL, durante o período de implantação (1º ao 6º dia de gestação - ddg), organogênese (7º ao 12º ddg) ou durante o período fetal (13º ao 18º ddg). As fêmeas foram avaliadas quanto a alterações de peso e no consumo de água e ração durante todo o experimento. No 18º ddg, as fêmeas foram submetidas à cesariana sendo registrado o número de fetos vivos, mortos e reabsorções. Os fetos foram pesados, medidos e fixados em álcool 70% (v/v) para análise de alterações esqueléticas. Os órgãos maternos, fígado, rim, baço, coração e pulmão foram coletados, pesados e fixados em formol 10% (v/v) para análise histológica. Observaram-se leves sinais de toxicidade materna, visualizados principalmente por alterações histológicas nos órgãos e todas as alterações embriofetais observadas ocorreram nos animais expostos durante o período da organogênese. A exposição à NCPM, na dose de 0,5 mg/dia mostrou aumento no número de reabsorções e redução no número de fetos vivos em relação ao grupo controle. A exposição a 1,5 mg NCPM/dia mostrou o aumento na proporção de reabsorções, na média de fetos mortos e uma redução na proporção de fetos vivos, culminando no aumento do índice de perdas pré natais. Alterações no peso corporal dos fetos foram observadas de forma dose-dependente. A análise do esqueleto demonstrou um intenso retardo de ossificação, também de forma dose dependente. Esses dados permitem concluir que a exposição à NCPM, nas doses de 0,5 mg/dia e 1,5 mg/dia, causam aumento nas perdas pré-natais e retardo de crescimento intra-uterino, quando administrados durante o período da organogênese e essas alterações podem estar relacionadas com a ação direta dos NCPM no organismo embriofetal ou com as alterações observadas na morfologia dos órgãos maternos.

Submitted by MARCIA ROVADOSCHI (marciar@unifra.br) on 2018-08-14T19:29:34Z No. of bitstreams: 2 Dissertacao_AlexandreNava.pdf: 7409778 bytes, checksum: e53af9a26d93c0c8d78123589cb1a973 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-14T19:29:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertacao_AlexandreNava.pdf: 7409778 bytes, checksum: e53af9a26d93c0c8d78123589cb1a973 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2010-03-30 / Carbon nanotubes (CNT) appear as a new class of materials that have special properties and are the focus of many studies in the biological area. Toxicity studies are important to evaluate the biocompatibility and the possible risks of exposure to the CNT. In this context, we evaluated the reproductive toxicity of exposure to multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) in pregnant mice. To this end, pregnant females were exposed orally 100 μl MWCNT/day, suspended in PBS / Tween 80® at a concentration of 5 mg/ml and 15 mg/ml during the implantation period (1st to 6th day of pregnancy), organogenesis (7th to 12th day of pregnancy) or during the fetal period (13th to the 18th day of pregnancy). The females were evaluated for changes in weight and consumption of food and water throughout the experiment. In the 18th day of pregnancy, females were undergoing cesarean section and recorded the number of live fetuses, resorptions and dead. The fetuses were weighed, measured and fixed in 70% alcohol (v/v) for analysis of skeletal changes. Maternal organs, liver, kidney, spleen, heart and lung were collected, weighed and fixed in formaldehyde 10% (v/v) for histological analysis. There were mild signs of maternal toxicity, viewed mainly by histological organs and all embryofetal observed changes occurred in animals exposed during the period of organogenesis. Exposure to MWCNT at a dose of 0.5 mg/day showed an increase in the number of resorptions and reduced number of live fetuses in the control group. The exposure to MWCNT 1.5 mg/day showed an increase in the proportion of resorptions, the average of dead fetuses and a reduction in the proportion of live fetuses, resulting in increased rates of prenatal losses. Changes in body weight of fetuses measures were observed in a dosedependent. Analysis of the skeleton showed a marked delay of ossification, also in a dosedependent. These data support the conclusion that exposure to MWCNT at doses of 0.5 mg/day and 1.5 mg/day, cause an increase in losses and prenatal growth retardation, intrauterine, when administered during organogenesis, and these changes may be related to the direct action of the body MWCNT or fetal abnormalities observed in the morphology of the mother's organs. / Os nanotubos de carbono (NTC) surgem como uma nova classe de materiais que apresentam propriedades especiais e estão sendo foco de muitos estudos na área biológica. Estudos de toxicidade tornam-se importantes para avaliação da biocompatibilidade e dos possíveis riscos da exposição à NTC. Neste contexto, avaliou-se a toxicidade reprodutiva da exposição à nanotubos de carbono de paredes múltiplas (NCPM) em camundongos prenhes. Para tanto, fêmeas grávidas foram expostas oralmente a 100 μL NCPM/dia, suspensos em solução de PBS/Tween 80® na concentração de 5mg/mL e 15 mg/mL, durante o período de implantação (1º ao 6º dia de gestação - ddg), organogênese (7º ao 12º ddg) ou durante o período fetal (13º ao 18º ddg). As fêmeas foram avaliadas quanto a alterações de peso e no consumo de água e ração durante todo o experimento. No 18º ddg, as fêmeas foram submetidas à cesariana sendo registrado o número de fetos vivos, mortos e reabsorções. Os fetos foram pesados, medidos e fixados em álcool 70% (v/v) para análise de alterações esqueléticas. Os órgãos maternos, fígado, rim, baço, coração e pulmão foram coletados, pesados e fixados em formol 10% (v/v) para análise histológica. Observaram-se leves sinais de toxicidade materna, visualizados principalmente por alterações histológicas nos órgãos e todas as alterações embriofetais observadas ocorreram nos animais expostos durante o período da organogênese. A exposição à NCPM, na dose de 0,5 mg/dia mostrou aumento no número de reabsorções e redução no número de fetos vivos em relação ao grupo controle. A exposição a 1,5 mg NCPM/dia mostrou o aumento na proporção de reabsorções, na média de fetos mortos e uma redução na proporção de fetos vivos, culminando no aumento do índice de perdas pré natais. Alterações no peso corporal dos fetos foram observadas de forma dose-dependente. A análise do esqueleto demonstrou um intenso retardo de ossificação, também de forma dose dependente. Esses dados permitem concluir que a exposição à NCPM, nas doses de 0,5 mg/dia e 1,5 mg/dia, causam aumento nas perdas pré-natais e retardo de crescimento intra-uterino, quando administrados durante o período da organogênese e essas alterações podem estar relacionadas com a ação direta dos NCPM no organismo embriofetal ou com as alterações observadas na morfologia dos órgãos maternos.

Submitted by MARCIA ROVADOSCHI (marciar@unifra.br) on 2018-08-16T13:45:47Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_NaraMariaBeckMartins.pdf: 7512915 bytes, checksum: 196398dd32ccc4f1db2d9fd1d3a831d4 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-16T13:45:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_NaraMariaBeckMartins.pdf: 7512915 bytes, checksum: 196398dd32ccc4f1db2d9fd1d3a831d4 (MD5) Previous issue date: 2011-03-31 / Carbon nanotubes (CNT) belong to a new group of materials which have special properties and have been the focus of many studies in the biomedical area. Researches on toxicity are important to evaluate the possibility of using them in organic beings. In that context, we analyzed the histological changes of multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) in mice, after oral exposure. To this end, female mice were orally exposed to 100 μL of MWCNT/day, suspended in a PBS/Tween 80® solution, at a concentration of 5 mg/mL, for 7 days. A group of mice was sacrificed on the 7th day and another on the 30th day. Liver, spleen, heart, lungs, kidneys and brain were collected and fixed in formaldehyde 10% for histological analysis (v/v). MWCNT accumulation in the organs was detected, deeper in mice from the second group. Inflammation in the liver was also observed in mice that were sacrificed on the 30th day. These inflammatory disturbances can be related to the direct action of MWCNT in organism. The data analysis suggests that oral exposure to a 0,5 mg/day dose of MWCNT causes accumulation of the material in organs and time-dependent hepatic inflammatory signals. / Nanotubos de carbono (NC) pertencem a uma nova classe de materiais que apresentam características especiais e estão sendo foco de muitas pesquisas para uso na área biomédica. Estudos de toxicidade são importantes para avaliar a possibilidade do uso em organismos vivos. Neste contexto, foram analisadas as alterações histológicas provocadas pela administração oral de nanotubos de carbono de paredes múltiplas (NCPM) em camundongos. Para tanto, camundongos fêmeas foram expostos oralmente a 100μL NCPM/dia suspensos em solução de PBS/Tween 80® na concentração de 5 mg/mL, durante 7 dias. Um grupo foi sacrificado no 7º dia e outro grupo no 30º dia. Fígado, baço, coração, pulmões, rins e cérebro foram coletados e fixados em formol 10% (v/v) para análise histológica. Observou-se deposição de NCPM nos órgãos, mais acentuadas no grupo sacrificado no 30º dia e sinais de inflamação no fígado neste grupo. Estas alterações inflamatórias podem estar relacionadas com a ação direta dos NCPM no organismo. Estes dados permitem concluir que a exposição por via oral a NCPM na dose de 0,5mg/dia causam deposição do material nos órgãos e sinais inflamatórios hepáticos dependentes do tempo.

Orientador: Oswaldo Luiz Alves / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-06T22:09:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_OdairPastor_D.pdf: 9224810 bytes, checksum: ed4016fb2ccf1b796127a2d44523fadb (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Esta Tese relata a preparação, caracterização e propriedades de nanotubos e nanobastões de óxidos e sulfetos de metais de transição, obtidos a partir de estruturas bidimensionais (Iamelares). Do ponto de vista estrutural, nanotubos poderiam ser formados a partir de compostos bidimensionais através do enrolamento das unidades lamelares (como num "rocambole"), levando a formação de nanotubos do tipo scroll, ou então, através da eliminação de ligações erráticas em clusters bidimensionais, levando a formação de nanotubos constituídos por cilindros perfeitos. Os nanobastões seriam formados a partir de rupturas em direção preferenciais nas unidades lamelares, ou então, pelo colapso de um nanotubo formado previamente. Os sistemas estudados foram: sulfeto de molibdênio, óxidos de vanádio, óxidos de titânio e óxidos de manganês. Para a obtenção de nanotubos de MoS2 foi proposta uma nova metodologia de preparação, a qual teve como base à decomposição térmica de tiomolibdatos de amônio [(NH4)2MoS4 e (NH4)2Mo2S12] em atmosfera inerte. Nestas condições, a decomposição térmica dos tiomolibdatos ocorre via eliminação de H2S, NH3 e S (elementar), com passagem por intermediários ricos em enxofre, até a formação do MoS2. A presença de tais intermediários, nos produtos de decomposição dos tiomolibdatos, seria uma das condições essenciais para a formação dos nanotubos, juntamente com o efeito template que o precursor sólido exerce no produto final. Algumas partículas dos precursores já possuíam a morfologia de nanobastões e sua decomposição, via eliminação de "compostos gasosos", levaria a uma redução de volume, culminando com a formação das nanopartículas tubulares. O ambiente químico de autoclaves também mostrou-se bastante versátil na preparação de nanotubos e nanobastões. Os nanotubos de óxido de vanádio, foram obtidos via tratamento solvotérmico de um compósito lamelar formado pela intercalação de dodecilamina em V2O5. A presença da amina foi de fundamental importância na preparação das nanopartículas tubulares, uma vez que quando substituída por cetiltrimetilamônio, observou-se a formação de nanofitas de VO2. Os nanotubos de óxido de vanádio são do tipo scroll e possuem diâmetros externos entre 80 e 120 nm. Suas paredes são constituídas por unidades vanadato (V7O16) e na região interparedes encontram-se as moléculas de amina protonadas. Tais aminas podem ser trocadas por cátions metálicos (Cu, Co e Cd), via reação de troca iônica. Foram encontradas pela primeira vez, nesta Tese, as bandas nos espectros Raman consideradas a "impressão digital" dos nanotubos de vanadato. Entretanto, o aquecimento promovido pelo laser, durante a obtenção dos espectros, pode levar a decomposição dos nanotubos. A decomposição térmica destas nanopartículas mostrou o colapso da morfologia tubular com formação de V2O5. A decomposição do nanotubo a V2O5, ocorre via um composto intermediário que seria isoestrutural ao xerogel V2O5.nH2O. Contudo, o resíduo da decomposição térmica pode ser convertido novamente a nanotubos, através de um novo tratamento solvotérmico com dodecilamina. Nanotubos de óxido de titânio foram preparados através do tratamento hidrotérmico de TiO2 e solução aquosa de NaOH. Durante o tratamento hidrotérmico ocorre a formação de um titanato lamelar, cujas lamelas seriam enroladas formando nanotubos do tipo scroll. Tais nanopartículas possuem diâmetros em torno de 9 nm. Com relação aos nanotubos de óxido de titânio, o estudo foi focalizado na estrutura e composição destas nanopartículas. Considerando os resultados obtidos por técnicas físico-químicas de caracterização, reações de troca iônica (com H, Ca, Co e Cu) e decomposição térmica, sugeriu-se uma nova composição química para os nanotubos, como preparados: Na2Ti3O7.nH2O. As paredes desta nanopartículas seriam isoestruturais às lamelas do Na2Ti3O7 bulk. Dependendo da natureza da lavagem (água deionizada ou solução ácida) executada no nanotubo, após o tratamento hidrotérmico, a concentração de íons Na pode ser modificada através de um processo de troca iônica do Na por H. Assim, sugeriu-se a seguinte fórmula geral para os nanotubos obtidos: Na2-xHxTi3O7 nH2O (0 < x < 2), sendo x dependente das condições de lavagens. Adicionalmente, os nanotubos de titanato foram utilizados como catalisadores em fotocatálise heterogênea e mostrou excelentes resultados na degradação de corantes têxteis. Por fim, nanobastões de MnOOH foram obtidos a partir do tratamento hidrotérmico de Na-birnessita na presença de dodecilamina. Tais nanopartículas apresentaram diâmetros entre 20 e 50 nm. A natureza do meio reacional mostrou-se de fundamental importância para a formação dos nanobastões. Controlando os parâmetros de decomposição térmica do MnOOH, tais como temperatura e atmosfera de decomposição, foi possível obter seletivamente nanobastões de MnO2, Mn2O3 e Mn3O4. Os exemplos tratados nesta Tese, sugerem que a obtenção de estruturas unidimensionais (nanotubos e nanobastões) a partir de estruturas bidimensionais, tem característica de um mecanismo geral / Abstract: This Thesis reports the preparation, characterization and properties of nanotubes and nanorods of transition metal oxides and sulfides obtained from bidimensional (Iamellar) structures. From the structural point view, nanotubes could be formed from bidimensional compounds by rolling its layers generating scroll-like nanotubes, or by the elimination of dangling bonds in peripheral atoms of the bidimensional clusters, generating nanotubes constructed by perfect cylinders. Nanorods could be formed from the rupture of the layers in specific directions, or by the collapse of the previously formed nanotubes. The following systems were studied: molybdenum sulfide, vanadium oxides, titanium oxides and manganese oxides. A new methodology was proposed to obtain MoS2 nanotubes, which is based on the thermal decomposition of ammonium thiomolybdates [(NH4)2MoS4 and (NH4)2Mo2S12] under inert atmosphere. In this condition, thiomolybdate thermal decomposition occurs via elimination of H2S, NH3 and elemental S, passing through sulfur-rich intermediates before formation of MoS2. The presence of these intermediates in the decomposition of thiomolybdates could be an essential condition to the formation of the nanotubes as well as the template effect of the solid precursor in final products. Some precursor particles present nanorod morphology and its decomposition through the elimination of "gaseous compounds" would result in a volume contraction, generating nanotubes. Autoclaves environment came to be a versatile way of preparing nanotubes and nanorods. Vanadium oxide nanotubes were obtained via solvothermal treatment of lamellar precursor formed by the intercalation of dodecylamine in V2O5. The presence of the amine was extremely important in the preparation of the nanotubes, once when it was substituted by a quaternary ammonium salt (CTAB) it was observed the formation of VO2 nanobelts. Vanadium oxide nanotubes are scroll-like and present outer diameters in the range of 80-120 nm. Its walls are constituted by vanadate units (V7O16) and between the walls there are protonated amines. These amines can be exchanged by metallic cations (Cu, Co and Cd) via ion exchange reactions. To our knowledge, it was found for the first time the bands in the Raman spectra considered the spectral signature of the vanadate nanotubes. However, the laser power density promotes the decomposition of the nanotubes during spectra acquisition. Thermal decomposition of these nanoparticles resulted in the collapse of the tubular morphology accompanied by the formation of V2O5. The decomposition from nanotubes to V2O5 occurs via an intermediary compound that would be isostructural to the V2O5.nH2O xerogel. Nevertheless, the thermal decomposition residue can be converted again to nanotubes through a solvothermal treatment with dodecylamine. Titanium oxide nanotubes were prepared though hydrothermal treatment of TiO2 and NaOH. During the hydrothermal treatment occurs the formation of a layered titanate, in which the layers could be rolled generating scroll-like nanotubes. These nanoparticles present diameter of about 9 nm. In the case of titanium oxide nanotubes, the study was mainly focused on the structure and decomposition of these nanoparticles. Based on the results obtained from the physico-chemical characterization, ion exchange reaction (with H, Ca,Co and Cu) and thermal decomposition, a new composition was proposed for the as-prepared nanotubes: Na2Ti3O7.nH2O. The results also suggest that the nanotube walls have structure similar to those observed in the layers of the bulk Na2Ti3O7. Depending on how the washing process is performed on the nanotubes (water or acid solution) the Na content can be modified via exchange reaction of Na by H. Thus, a general chemical formula was also proposed: Na2-xHxTi3O7.nH2O (0 < x < 2), x being dependent on the washing process. Titanate nanotubes were also used as catalyst in heterogeneous photocatalysis and showed excellent results in the degradation of textile dyes. Finally, MnOOH nanorods were obtained from plate-like layered Na-birnessite by hydrothermal treatment in the presence of dodecylamine. The nanorods present diameter in the range of 20-50 nm. It was observed that the reaction medium plays an important role in the phase and morphology control. Also, by controlling the parameters of the thermal decomposition of MnOOH, such as temperature and decomposing atmosphere, it was possible to obtain MnO2, Mn2O3 and Mn4O3 nanorods. The examples presented in this Thesis suggest that the preparation of one-dimensional structures (nanotubes and nanorods) from bidimensional ones has characteristic of a general mechanism / Doutorado / Quimica Inorganica / Doutor em Quimica

Orientadores: Vitor Baranauskas, Luiz Henrique Bonani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-12T17:54:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 XavierFilho_JudsonBenevolo_M.pdf: 987606 bytes, checksum: 7817fe1d05a18c817de9831d5d5b222a (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Em um mundo no qual a demanda por largura de banda e miniaturização estão aumentando fortemente é discutida a aplicação potencial de dispositivos de nanotubos para comunicações em terahertz. Questões como propriedades estruturais, mecânicas, térmicas e elétricas são discutidas e são também revistas as possibilidades que podem ser exploradas por nanoantenas compostas por nanotubos de carbono metálicos e nanofios de ouro, quando comparados com o emprego de cobre. Comunicações na faixa de terahertz têm aplicações potenciais para as redes emergentes WLANs/WPANs. Nessas frequências, normalmente, as restrições para propagação são muito altas e antenas de bom rendimento são necessárias para permitir comunicação em banda larga. Além disso, são apresentadas algumas configurações de antenas e materiais para comunicações em terahertz para verificar a viabilidade de usar nanotubos neste tipo de aplicação. / Abstract: In a world on which the demand for bandwidth and miniaturization are increasing strongly, we discuss the potential application of nanotube devices for terahertz communications. Issues as structural, mechanical, thermal and electrical properties of carbon nanotubes are discussed and we also review the possibilities that could be exploited by nano-antennas composed by metallic carbon nanotubes and gold nanowires, compared o copper utilization. Communications at terahertz range have potential applications to urrently emerging WLANs/WPANs. In these frequencies, normally, the propagation constraints are very high and we need antennas with a good performance in order to provide broadband communication. Therefore, we present some configurations of antennas and materials for terahertz communications to verify the viability of using nanotubes in this kind of application. / Mestrado / Eletronica e Comunicações / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Oswaldo Luiz Alves / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-08T23:15:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_CarolinaMartins_M.pdf: 50415494 bytes, checksum: b98d1323abe212ba30a7712dd028ce6f (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Esta dissertação visa à obtenção de nanoestruturas partindo do óxido misto Ti1-xZrxO2. O óxido precursor foi preparado pelo método de precipitação homogênea, via tetracloreto de titânio e oxicloreto de zircônio, usando uréia como reagente precipitante. Esses óxidos foram submetidos ao tratamento hidrotérmico em autoclave, em solução de NaOH, empregando temperatura de 140 e 170°C com intervalo de tempo de 2 a 7 dias. De acordo com as caracterizações físico-químicas feitas foi observado que os produtos obtidos via tratamento hidrotérmico com x < 0,50 apresentaram morfologia de nanotubos, nanoplacas e nanobastões. Entretanto, para x acima de 0,05 mostraram a existência de duas fases cristalinas, titanato de sódio e ZrO2 tetragonal. Para x > 0,50 não apresentaram mudanças morfológicas, tendo como fase formada o ZrO2 tetragonal. Quando o precursor com x = 0,50 (fase ZrTiO4) é observado no produto do tratamento hidrotérmico manutenção da estrutura cristalina e presença de nanotubos. Foi também mostrado, para x = 0,15, que o aumento de volume da solução na autoclave promove aumento da cristalinidade e destruição da organização das partículas. O aumento do tempo e da temperatura de reação proporcionou maior cristalinidade aos produtos hidrotérmicos com x = 0,15 e 0,50; para x = 0 aumento de nanotubos e para x = 0,15 diminuição das nanoplacas e para x = 0,80 e 1 não apresentaram mudanças nem na morfologia, nem na cristalinidade. Foi avaliada a reatividade dos nanotubos (x=0) e nanobastões/nanoplacas (x = 0,15) frente às moléculas orgânicas. Foi observado que os nanotubos interagem melhor com moléculas ácidas, e que tais moléculas promovem a destruição da morfologia e mudança da estrutura cristalina, sendo estas mais drásticas quando com aquecimento. Os nanobastões/nanoplacas interagem mais fortemente com as moléculas ácidas, porém sem perda de morfologia e estrutura cristalina / Abstract: The main of this Dissertation is the preparation of nanostructures from T1-xZrxO2 mixed oxide. The precursor oxide was prepared by the homogeneous precipitation method, from titanium tetrachloride and zirconium oxichloride, using urea as the precipitating agent. The oxides were hydrothermally treated in autoclave, in NaOH solution, at temperatures of 140 and 170 °C, for period of 2 to 7 days. According to the physical-chemical characterizations, it was observed that the products prepared by the hydrohermal treatment with x < 0.50 presented morphologies like nanotubes, nanosheets and nanorods. However, for x > 0.05, it was observed the presence of two crystalline phases, sodium titanate and tetragonal ZrO2. For x > 0.50, it was not observed morphological changes, being tetragonal ZrO2 the obtained phase. Starting from the mixed oxide with x = 0.50, ZrTiO4 phase, it was observed nanotubes with the same crystalline phase. For x = 0.15, it was also observed that the increase of solution volume in the autoclave causes a crystallinity increase and destruction of the particles organization. The increase in time and temperature of reaction caused an increase in the crystallinity of the hydrothermal products for x = 0.15 e 0. 50; for x = 0, it was observed more quantity of nanotubes; and for x = 0.15, fewer nanosheets; for x = 0.80 and 1, it was not observed either morphological neither crystalline changes. The reactivity of the nanotubes (x = 0) and nanorods/nanosheets (x = 0.15) with organic molecules, which promote the morphology destructions and changes in the crystalline structure. These effects were increased with heating. The nanorods/nanosheets strongly interact with acid molecules, without loosing of morphology or the original crystalline structures / Mestrado / Quimica Inorganica / Mestre em Química

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The problem for a good solubilization is aggregation of carbon nanotubes which reduces the important properties of these materials, proposals for a single nanotube. This study sought a method for solubilization of carbon nanotubes and their application in lateral flow systems. For this they used recombinant proteins ( "protein 2" rich in Histidine, HRP2) already obtained in previous work. In addition, the physical characteristics of carbon nanotubes was obtained through analysis by Raman spectroscopy, absorption spectroscopy in the ultraviolet-visible region (UV-Vis) spectroscopy in the infrared Fourier transform (FTIR) was performed. And its dispersion and functionalization was measured by flow cytometry. This work showed that methodology dispersion of carbon nanotubes allows their use in lateral flow systems. What makes it interesting not only for the detection of malarial antigens demonstrated in this study, but also for other applications in detection methods. This carbon nanotube solubilization methodology makes these nanotubes applicable in Immunoassays, chromatography and molecular tests. / Desde que foram descobertos, os nanotubos de carbono têm despertado o interesse de muitos pesquisadores devido às suas propriedades físicas, químicas e eletrônicas que possibilitam sua aplicação nas mais diversas áreas de conhecimento, incluindo aplicações biomédicas. Os nanotubos de carbono podem ser utilizados como nanosensores e ser utilizado como sensor de detecção de patógenos. Contudo, para sua aplicação em imunoensaios é preciso que haja uma boa solubilização destes nanotubos de carbono. O problema para uma boa solubilização é a agregação de nanotubos de carbono que reduz as importantes propriedades desses materiais, propostas para um único nanotubo. Este trabalho buscou desenvolver nanotubos de carbono solúveis aplicáveis em sistemas de fluxo lateral. Para isso foram utilizadas proteínas recombinantes (“Proteína 2” rica em Histidina, HRP2) obtidos em trabalhos anteriores. Além disso, foi realizada a caracterização física dos nanotubos de carbono através das análises por espectroscopia Raman, espectroscopia de absorção na região do ultravioleta-visível (UV-Vis), espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIV). Sua capacidade de dispersão e funcionalização foi medida por citometria de fluxo. Este trabalho mostrou que esta metodologia de solubilização de nanotubos de carbono permite sua utilização em sistemas de fluxo lateral, o que o torna interessante não só pela detecção de antígenos maláricos demonstrados neste estudo, mas também por outras aplicações em métodos de detecção. Esta metodologia de solubilização de nanotubos de carbono torna estes materiais aplicáveis em imunoensaios, cromatografias e testes moleculares.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Neste trabalho realizamos cÃlculos de primeiros princÃpios da interaÃÃo da benzonitrila (uma tÃpica base de Lewis) com vÃrias nanoestruturas de carbono: Nanotubos de Carbono de Parede Simples, Grafeno e Fulerenos. Utilizamos de algumas modificaÃÃes quÃmicas tais como dopagens e modificaÃÃes estruturais tais como a introduÃÃo de defeitos visando analisar possÃveis modificaÃÃes em nÃvel eletrÃnico nestas estruturas de carbono. Os cÃlculos ab initio sÃo baseados na teoria do funcional da densidade dentro das aproximaÃÃes da densidade local (LDA) e do gradiente da densidade para o termo de troca e correlaÃÃo. Os cÃlculos de energia total, com ou sem polarizaÃÃo de spin, foram realizados utilizando o cÃdigo SIESTA, o qual tÃm se mostrado bastante eficiente nos cÃlculos de primeiros princÃpios. Os cÃlculos mostraram que a benzonitrila interage fracamente com nanotubos de carbono puros. A interaÃÃo à relativamente mais forte via interaÃÃo entre os anÃis aromÃticos ($pi-pi$) do que via o grupo nitrila ($pi$-CN). Este comportamento à praticamente o mesmo quando modificamos os nanotubos de carbono atravÃs de um defeito (retirada de um Ãtomo de carbono) significando que os defeitos nÃo promovem a interaÃÃo com a benzonitrila. Os cÃlculos com grafeno mostraram uma interaÃÃo relativamente mais forte via interaÃÃo $pi-pi$ do que em nanotubos de carbono. CÃlculos com o fulereno C60 puro tambÃm mostraram que a interaÃÃo da benzonitrila à fraca com essas molÃculas. A interaÃÃo torna-se mais intensa no que diz respeito à transferÃncia de carga e grandes modificaÃÃes na estrutura eletrÃnica quando introduzimos um Ãtomo de Ferro nas paredes dos Nanotubos de Carbono e dos Fulerenos. As previsÃes teÃricas sÃo suportadas por experimentos espectroscÃpios realizados em amostram de nanotubos de carbono colocadas em contato com a benzonitrila comfirmando que a benzonitrila nÃo altera significativamente as propriedades dos nanotubos de carbono. Imagens de microscopia eletrÃnica revelam que a benzonitrila interage mais fortemente com partÃculas catalÃticas e com nanopartÃculas de carbono do que propriamente com Nanotubos de Carbono. Experimentos Ãticos (Infravermelho, Raman, AbsorÃÃo e EmissÃo) tambÃm revelam que a benzonitrila pouco interage com Nanotubos de Carbono purificados.