Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2000-05Bitstream added on 2014-06-13T18:52:25Z : No. of bitstreams: 1 angelico_jc_me_botfca.pdf: 666082 bytes, checksum: fcc5ecce7ef44430762cd12db6576cbd (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Devido ao elevado nível de umidade e as altas temperaturas nos solos tropicais, a matéria orgânica apresenta baixa estabilidade nessas regiões. As reações de decomposição da matéria orgânica sempre levam à produção de ácidos orgânicos, e consequentemente, a um abaixamento do pH, constituindo-se, assim o principal mecanismo de produção de prótons para o meio. Os ácidos orgânicos determinam os mecanismos das reações de oxi-redução que condicionam a mobilização do ferro e manganês no solo, tanto dos estados amorfos como dos cristalinos de baixo grau. O objetivo deste trabalho foi investigar as estruturas dos óxidos de ferro, antes e após a aplicação de vinhaça no solo em condições de campo. A investigação das estruturas cristalinas foi realizada através da difração de raios-X. Utilizou-se também a espectroscopia Mössbauer devido a sua especificidade para o ferro. A matéria orgânica, assim como os grupos funcionais, foram analisados por espectroscopia na região do Infra Vermelho. Tanto a difratometria de raios-X, como a espectrometria Mössbauer, mostraram que a vinhaça age no sentido de solubilização e transformação dos óxidos de ferro. Não foi observada nenhuma alteração, na composição da matéria orgânica presente no solo estudado em decorrência da aplicação da vinhaça. / Organic matter shows low stability in tropical regions due to the high moisture levels and temperature of the soil. Decomposition reactions of organic matter always product organic acid and a consequential pH decreasing, what constitutes the main mechanism of proton release to the environment. The organic acids determine the mechanisms of redox reactions that condition the mobilization of iron and manganese in the soil in unshaped stages and in low degree crystalline. The aim of this work was to study iron oxide structures before and after the application of sugarcane waste. X-ray diffration was used to study the crystalline structures. The Mössbauer spectroscopy was also used because it is specific to iron. As the functional groups, the organic matter was studied using the spectroscopy in the infrared area. The X-ray diffratometry and Mössbauer spectrometry showed the action of the sugarcane waste on the solubilization and transformation of the iron oxides. It was not observed any alterations in the soil organic matter composition after sugarcane waste application.

[pt] Neste trabalho foi realizada a síntese e caracterização de nanopartículas à base de óxidos de elementos terras raras, para aplicação em terapia fotodinâmica. Nesta, um material fotossensibilizador, ao ser excitado com luz ultravioleta-visível, gera espécies reativas de oxigênio, como oxigênio singleto, um importante agente citotóxico que destrói células cancerígenas. Portanto, nosso principal objetivo é a síntese de nanopartículas cintiladoras, capazes de converter radiação raios X em luz UV-Vis, para posterior funcionalização com o fotossensibilizador azul de metileno, e uso em tratamento de câncer. Assim, nanopartículas de óxido de gadolínio dopado com íons európio e samário foram obtidas através de uma síntese sol-gel. Nanopartículas híbridas de sílica com óxido de gadolínio dopado com íon európio(III) em diferentes concentrações também foram obtidas através de um método denominado de impregnação. Elas foram caracterizadas por diferentes técnicas físico-químicas e de elucidação estrutural, como microscopias eletrônicas de varredura e transmissão, espectroscopia no infravermelho e difração de raios X de pó, comprovando-se a formação das nanopartículas com cristalinidade e propriedades morfológicas adequadas para aplicações no sistemas biológico proposto. Além disso, foram submetidas a análises de fotoluminescência, no qual foi possível obter espectros de excitação e emissão, confirmando a compatibilidade destes materiais com o fotossensibilizador a ser utilizado. Estudos de citotoxidade, para garantir o uso clínico destas nanopartículas, também foram realizados; os resultados mostraram que elas não são consideradas tóxicas em concentrações de 10-500 micrograma.mL(-1) apresentando alta viabilidade celular. Por fim, testes de liberação de espécies reativas de oxigênio estão sendo realizados na ausência e na presença do fotossensibilizador. Com tudo isto, acredita-se que as nanopartículas aqui obtidas tenham grande potencial para uso em terapia fotodinâmica como alternativa para tratamento de câncer. / [en] Herein, rare earth oxides-based nanoparticles were synthesized and characterized for the use in photodynamic therapy. In this approach, a photosensitizer material, when excited with ultraviolet-visible light, generates reactive oxygen species, such singlet oxygen, which is an important cytotoxic agent that destroys cancer cells. Therefore, our main objective is the synthesis of scintillating nanoparticles, capable of converting X-ray radiation into UV-Vis light, designed for further functionalization with the methylene blue photosensitizer and use in cancer treatment. Thus, nanoparticles of gadolinium oxide doped with europium and samarium ions were obtained by sol-gel synthesis. Hybrid nanoparticles of silica with europium(III)-doped gadolinium oxide were also obtained with different doping concentration through the impregnation method. They were characterized with various physicochemical techniques and structural determination involving following instrumentalities: scanning and transmission electronic microscopies, infrared spectroscopy and powder X-ray diffraction, confirming the formation of nanoparticles with crystallinity and morphological properties suitable for applications in the biological system desired. In addition, photoluminescence analyses were conducted, where was possible to record excitation and emission spectra, confirming the compatibility of these materials with the photosensitizer to be used. To ensure the clinical safety of these nanoparticles, cytotoxicity studies were also carried out; results have shown that these materials did not appear to be toxic in concentrations of 10-500 micrograms.mL(-1), presenting high cellular viability. Moreover, the reactive oxygen species generation assays are under investigation in the absence and presence of the photosensitizer. In summary, it is believed that the nanoparticles obtained have a great potential for application in photodynamic therapy as an alternative for cancer treatment.

[pt] O presente trabalho tem por objetivo analisar a degradação do fármaco Clonazepam (CZP), um dos remédios controlados mais vendidos no mundo e um possível contaminante emergente das águas residuais e de superfície. Foi realizada a degradação do composto a partir da fotólise UVC do peróxido de hidrogênio, das reações de Fenton fotoassistida (Foto-Fenton) por lâmpadas UVA, UVC, e por radiação solar, assim como pelo Sistema H2O2/Óxidos de Ferro, para efeito de comparação. Todas as análises foram conduzidas por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) com detector UV. Os resultados alcançaram conversões acima de 85 por cento em boa parte dos experimentos e indicaram a cinética, em sua maioria, com ordem aparente próxima a 2 e k igual 0,95 mg. L-1. min-1 no Foto-Fenton UVC e k igual 0,02 mg.L-1.min-1 no Sistema H2O2/Óxidos de Ferro. Além disso, foi feita a análise de toxicidade utilizando sementes de alface para o H2O2/Óxidos de Fe, a fotólise UVC e para o Foto-Fenton com lâmpada UVC, com valores de inibição de crescimento de até 44 por cento. / [en] The present work aims at analyzing the degradation of the drug Clonazepam (CZP), one of the best-selling controlled drugs in the world and a possible emerging contaminant of surface and wastewater. Compound degradation was performed by UVC photolysis of hydrogen peroxide, photo-assisted Fenton reactions (Photo-Fenton) by UVA, UVC lamps, and solar radiation, as well as by the H2O2/Iron Oxides System for comparison purposes. All analyses were conducted by high performance liquid chromatography (HPLC) with UV detector. The results reached conversions above 85 percent in most of the experiments and indicated the kinetics, mostly, with apparent order close to 2 and k equal 0.95 mg. L-1. min-1 in Photo-Fenton UVC and k equal 0.02 mg.L-1.min-1 in H2O2/Iron Oxides. In addition, toxicity analysis was carried out using lettuce seeds for H2O2/Iron Oxides, UVC photolysis and UVC lamp Photo-Fenton, with growth inhibition values of up to 44 percent.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-25T19:03:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 314140.pdf: 3631095 bytes, checksum: e23503b4e4c5b28ea2559c30669081c1 (MD5) / A poluição nos ambientes marinhos está na maioria dos casos em pequenas concentrações, em função do grande volume de água presente nesses locais, dessa forma, a mensuração dos efeitos sobre a biota nesse tipo de ambiente normalmente não é detectada por meio de ensaios de toxicidade aguda, tendo em vista que as alterações nos organismos ocorrem na maioria dos casos a longo prazo. Assim, este trabalho teve como objetivo desenvolver uma metodologia para a execução de testes de toxicidade crônica com crustáceo marinho Mysidopsis juniae, para identificar efeitos decorrentes da exposição prolongada a toxicantes. Para cultivar os organismos, identificar as variáveis mais significativas para a detecção da toxicidade crônica, prever e prevenir falhas no modelo, analisar o sistema de medição e desenvolver um software para o gerenciamento e tabulação de dados, foram utilizadas as metodologias ABNT NBR 15308, o Desdobramento da Função Qualidade, Análise dos Modos e Efeitos de Falhas, Six Sigma e a linguagem de programação Visual Basic for Applications. Para a validação do método foram desenvolvidos estudos de caso em condições diferenciadas, com amostras ambientais da baía da Babitonga e com nanopartículas de óxido de cobre. Como resultado, foi concebida uma metodologia que possibilita prever efeitos tóxicos crônicos geracionais e transgeracionais nos organismos teste por meio da medição de variáveis ligadas a natalidade, mortalidade e crescimento dos organismos. Os testes com as amostras do interior da baía apresentaram diferenças significativas entre o controle e a amostra em todos os pontos avaliados, em pelo menos uma das variáveis. O ponto de mar aberto, não apresentou diferenças significativas em relação ao controle. Para os ensaios com a nanopartícula de óxido de cobre, foi identificado que concentrações acima de 100 g.L-1 geram efeitos crônicos aos misidáceos. Os resultados obtidos com a aplicação do método demonstram que o modelo é eficiente e eficaz para detecção de efeitos de longo prazo no organismo teste. Espera-se que com a metodologia, seja possível desenvolver estudos de toxicidade de longo prazo em ambientes sob pressão antropogênica, bem como estudos dos efeitos crônicos de substâncias puras, como contribuição para a definição de diretrizes de monitoramento ambiental, prevenindo riscos toxicológicos futuros.<br> / Abstract : The pollution in marine environments in the most of cases is detected in small concentrations, due to the large volume of water present in these locations, however, the measurement of the effects on biota at these environments is not commonly detected through acute toxicity tests, in order that changes in the organisms occur in most of cases in long term. Therefore, this study aimed to develop a methodology for implementation of chronic toxicity tests with marine crustacean Mysidopsis juniae to identify effects of prolonged exposure to toxicants. To cultivate organisms, identify the most significant variables for the detection of chronic toxicity, predict and prevent failures in the model, analyze the measurement system and develop a software for managing and entering data, the methodologies ABNT NBR 15308, Quality Function Deployment, Failure Modes and Effects Analysis, Six Sigma and Visual Basic for Applications programming language were used. To validate the method were developed two case studies in different conditions, with environmental samples from Babitonga bay and copper oxide nanoparticles. As a result, was designed a methodology that enables to predict chronic toxic effects in generational and transgenerational context to the test organisms by measuring variables related to birth, mortality and growth. Tests conducted with samples of the Babitonga bay showed significant differences between the control and the samples tested at all points within the bay in almost one measured variable. At the offshore point, the water samples showed no significant differences when compared to the control. For tests performed with copper oxide nanoparticle, the concentrations above 100 g.L-1 induced chronic effects on mysids. The results from the application of this method show that the model is efficient and effective for detecting long-term effects on the organism tested. It is hoped that with the defined methodology, should be possible to develop toxicity studies of environmental samples, as well as studies of the chronic effects of pure substances, as a contribution to the definition of guidelines for environmental monitoring, preventing future toxicological risks.

[ES] La presente tesis doctoral se sitúa en el marco de la síntesis de óxidos metálicos con aplicaciones en Catálisis Heterogénea para la obtención de productos de Química Fina de alto interés industrial. En este caso concreto se han estudiado los óxidos de manganeso de tipo criptomelana K-OMS2, los cuales resultan muy útiles para la fabricación de dispositivos electrónicos y como catalizadores, debido a sus propiedades redox, a su inocuidad a nivel medioambiental y a su bajo coste. En la primera parte de este trabajo se ha estudiado la síntesis de g - valerolactona mediante la carboesterificación de estireno y anhídrido acético empleando el óxido de manganeso dopado con cobre como catalizador, CuOx/K-OMS2. Los resultados catalíticos obtenidos en este trabajo mejoran los descritos previamente en la bibliografía con catalizadores homogéneos relacionados; y en definitiva presentan una mejora de las condiciones experimentales de trabajo. Al mismo tiempo, se ha conseguido dilucidar el mecanismo de reacción. Paralelamente se ha logrado demostrar la existencia de un efecto sinérgico - a nivel superficial - entre el Mn de la estructura y las especies de Cu(II) dispersas sobre la superficie de K-OMS2 que tiene su origen en los cambios a nivel electrónico que experimentan los átomos de Mn. A continuación, se presenta la síntesis de un nuevo material basado en la incorporación de centros de Ru(III) en la estructura del óxido de Mn de tipo criptomelana K-OMS2 a través de la sustitución isomórfica de los cationes Mn(III) originales. A partir de distintas técnicas de caracterización se ha logrado demostrar que el nuevo material está constituido exclusivamente por una monofase pura de K-OMS2, en la que el Ru(III) se ha incorporado perfectamente en la estructura de la red dando lugar a [Ru]-K-OMS2. Las consecuencias catalíticas de esta sustitución han sido estudiadas a partir de la reacción modelo de oxidación de alcoholes a aldehídos. Ello ha permitido constatar que la consecuencia principal de la incorporación de Ru(III) en la estructura es el debilitamiento del enlace Mn - O, lo cual facilita en gran medida la reducibilidad del óxido. Esto se traduce en una notable mejoría de los resultados catalíticos respecto del óxido de Mn original K-OMS2 e incluso de otros óxidos de Mn relacionados donde el Ru(III) se sitúa exclusivamente a nivel superficial. En una tercera parte de esta tesis, se describe el estudio teórico mediante técnicas electroquímicas de un efecto catalítico importante como es el spillover. De esta forma, mediante la técnica electroquímica de VIMP se han estudiado los procesos de spillover que tienen lugar en el óxido K-OMS2 cuando éste es depositado sobre un electrodo de Au. El proceso de spillover es clave para entender los procesos catalíticos que transcurren con difusión de oxígeno entre las distintas fases que conforman un catalizador metal/óxido (actuando este último como soporte). Además, el estudio de los fenómenos interfaciales relacionados con el movimiento de los átomos de oxígeno en un medio alcalino confirman el control por difusión del del proceso estudiado. Por último, estudios de resonancia paramagnética electrónica (EPR) del material de manganeso no dopado, K-OMS2; y del mismo óxido dopado con distintos elementos metálicos ([M]-K-OMS2 donde M= Co2+, Ni2+, Cu2+, Fe3+ y Ru3+) han demostrado la elevada concentración magnética de estos materiales fruto de la variedad de estados de oxidación del Mn (+2, +3 y +4) a nivel estructural y de los propios cationes metálicos incorporados en cada caso. Finalmente, la cinética de la reacción de oxidación de alcohol bencílico a benzaldehído en presencia de [Ru(2%)]-K - OMS2 se ha podido estudiar por EPR confirmando la formación de especies paramagnéticas de Mn y Ru en el transcurso de la misma. / [CA] La present tesi doctoral es situa en el marc de la síntesi d'òxids metàl·lics amb aplicacions en Catàlisis Heterogènia per a l'obtenció de productes de Química Fina d'alt interés industrial. En aquest cas concret s'han estudiat els òxids de manganès de tipus criptomelana, K -OMS2. En la primera part d'aquest treball s'ha tractat la síntesis de g - valerolactona a través de la reacció de carboesterificació entre l'estirè i l'anhídrid acètic utilitzant com a catalitzador l'òxid de manganès dopat amb coure, CuOx/K-OMS2. Els resultats catalítics obtinguts en aquest treball milloren els descrits en la bibliografia que utilitzen catalitzadors homogenis de la mateixa índole; y globalment presenten una millora de les condicions experimentals generals de treball. Al mateix temps, s'ha aconseguit dilucidar el mecanisme de reacció, el qual ha permès establir la coexistència de dos rutes de ciclació per a l'obtenció del producte. Paral·lelament s'ha aconseguit demostrar l'existència d'un efecte sinèrgic - a nivell superficial - entre el manganès de l'estructura i les espècies de Cu(II) disperses sobre la superfície de K - OMS2. Aquest efecte té com a origen els canvis que es produeixen a nivell electrònic en els àtoms de Mn i que milloren la reactivitat gràcies a la millor difusió dels àtoms d'oxigen estructural. A continuació, es presenta la síntesi d'un nou material basat en la incorporació de centres de Ru(III) en l'estructura de l'òxid de Mn de tipus criptomelana K - OMS2 a través de la substitució isomòrfica dels cations Mn(III) originals. A partir de diferents tècniques de caracterització s'ha aconseguit demostrar que el nou material està constituït exclusivament per una única fase pura de K - OMS2, on el Ru(III) s'ha incorporat perfectament en l'estructura de la xarxa constituint d'aquesta forma el material [Ru] - K - OMS2. Les conseqüències catalítiques d'aquesta substitució han estat estudiades a partir d'una reacció model: l'oxidació d'alcohols a aldehids. Això ha permès constatar que la conseqüència principal de la incorporació de Ru(III) és el debilitament de l'enllaç Mn - O, la qual facilita en gran mesura la reductibilitat de l'òxid. Això es tradueix en una millora substancial dels resultats catalítics respecte l'òxid de manganès original (K - OMS2) i també a altres òxids de manganès dopats superficialment amb Ru(III). En la tercera part d'aquesta tesis, es descriu l'estudi teòric mitjançant tècniques electroquímiques del spillover, un efecte catalític de gran importància i que s'origina en determinats suports metàl·lics. D'aquesta manera, a través de la tècnica electroquímica de (VIMP) s'han estudiat dits processos de spillover que tenen lloc en l'òxid de K - OMS2 quan es troba depositat sobre un elèctrode d'Au. El procés de spillover és clau per a poder entendre els processos catalítics que impliquen la difusió d'àtoms d'oxígens entre les diferents fases que constitueixen un catalitzador tipus metall - òxid, on aquest últim actua com a suport. A més a més, l'estudi dels fenòmens entre fases relacionats amb el moviment dels àtoms d'oxigen en un medi alcalí confirmen el control per difusió del procés d'estudi. Finalment, els estudis de ressonància paramagnètica electrònica (EPR) del material de manganès no dopat, K - OMS2; y del mateix òxid dopat amb diferents elements metàl·lics ([M] - K - OMS2 on M = Co2+, Ni2+, Cu2+, Fe3+ i Ru3+) han demostrat l'elevada concentració magnètica d'aquests materials degut a la gran varietat d'estats d'oxidació que presenta el Mn (+2, +3 i +4) a nivell estructural i dels propis cations metàl·lics incorporats en cadascun dels casos. Per altra banda, l'elevada conductivitat elèctrica que presenten aquests materials dopats isomòrficament. Finalment, s'ha estudiat per mitjà d'aquesta tècnica la reacció d'oxidació de l'alcohol benzílic en presència de [Ru(2%) - K - OMS2. L'est / [EN] The present doctoral thesis is set within the synthesis of metallic oxides which can be used as heterogeneous catalyst for different purposes, as the of fine chemicals in the industry. We have studied the manganese oxides (IV) - type, cryptomelane (K - OMS2) that present numerous applications such as electronic devices, chemical sensors, for chemical separations and catalysts. It is due to the redox properties, benign for the environment and low cost. In the first part of this work, the synthesis of g - valerolactones have been obtained by a carboesterification reaction between styrene and anhydride acetic. Copper doped catalyst, CuOx/K-OMS2, has been used for this reaction. It has been able to improve the results obtained by homogeneous catalysts and the experimental conditions could also be smoothed. By the same token, reaction accounts for two possible reaction mechanisms. Moreover, a clear synergistic effect between copper and manganese - dispersed along the K - OMS2 surface - has been devised for CuOx/K-OMS2. This effect seems to come from electronic changes that are produced in the manganese atoms. Then, a new material was synthesized. It consisted on the insertion of ruthenium(III) species, Ru3+, into the manganese - oxygen framework (K - OMS2). This process was carried on trough an isomorphic substitution of structural manganese(III) cations for Ru3+. By combining X-ray diffraction, Raman, IR, transmission and scanning electron microscopy, differential and gravimetric thermal analysis and H2-temperature programmed¿ it can be said that the new material is a pure monophasic material containing ruthenium species isomorphically incorporated into the lattice. The most important consequence of the isomorphic substitution of Ru is the weakening of the Mn - O bond, a fact that has clear catalytic implications. In order to prove it, the oxidation of alcohols was taken as a model reaction, showing a complete selectivity towards the aldehyde and a clear improvement of the catalytic properties with respect the undoped catalyst (K-OMS2). Results obtained are better than other Ru(III) doped cryptomelane materials in which ruthenium species are deposited exclusively on the surface. The heterogeneity of the process has been confirmed and the catalyst has been recovered and reused without a significant loss of activity and catalytic properties. In another part of this thesis includes the theoretical study, using interface electrochemical techniques, of the spillover phenomena very common in catalytic reactions where metal supported catalysts are used. So, the voltammetry of immobilized particle methodology (VIMP) has been used in order to study spillover in K - OMS2 materials deposited on Au electrodes. The comprehension of this process has a huge importance in order to explain the interfacial oxygen atoms mobility in a metal - oxide type catalyst, where the oxide acts as a support. Also, the study of interfacial phenomena in alkaline media shows that are controlled by diffusion. Finally, electronic paramagnetic resonance (EPR) studies for the undoped (K - OMS2) and for doped materials [M] - K - OMS2 (where M = Co2+, Ni2+, Cu2+, Fe3+ and Ru3+) showed a high magnetic concentration due to several manganese species, i.e. Mn2+, Mn3+ and Mn4+, as well as, the metallic species incorporated. For the case of doped materials [M] - K - OMS2 (M = Co2+, Ni2+, Cu2+), we have not been able to elucidate the individual contribution of the cation respect to the Mn - O framework signal. But, despite this, we could detect that different ruthenium content into the K - OMS2 structure could induce the creation of different magnetic domains along the lattice. Lastly, EPR ex situ studies on the oxidation reaction of alcohol to benzaldehyde using [Ru(2%)]-K-OMS2 could confirm that Mn and Ru paramagnetic species are involved in the reaction mechanism. / Sabaté Fornons, F. (2021). Estudio, síntesis y caracterización de óxidos de manganeso de tipo criptomelana y aplicaciones catalíticas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/167054

[pt] Nas últimas décadas a tecnologia de displays e células solares evoluiu consideravelmente. Há menos de cinco décadas atrás a tecnologia de volume (bulk) era a mais amplamente utilizada no mundo. Com o surgimento das tecnologias de dispositivos planos ocorreu uma grande revolução e, nos dias atuais, é a tecnologia dominante na área de displays e de células solares. Já a tecnologia do futuro surgiu com a descoberta dos materiais orgânicos semicondutores tornando possível a substituição dos convencionais substratos de vidro por substratos flexíveis, como os substratos poliméricos ou metálicos. Nesta tese foram desenvolvidos diferentes tipos de substratos compósitos poliméricos baseados no termoplástico comercial de alto desempenho, poli(éter imida) (PEI), e na celulose bacteriana (CB), um polímero natural e biocompatível comumente utilizado como pele artificial. Os nanocompósitos foram idealizados para aplicação como substratos flexíveis em dispositivos orgânicos. Três tipos de substratos foram estudados: nanocompósito PEI/nanotubos de carbono (CNTs); nanocompósito CB/PEI; e CB modificada por camada de dióxido de titânio dopado com alumínio (AlTiO2). Os dois primeiros substratos foram utilizados na produção de dispositivos orgânicos emissores de luz (OLEDs), enquanto o último na produção de um dispositivo fotodetector em meio aquoso – implante de retina. Os novos materiais foram caracterizados, principalmente, por suas propriedades ópticas e morfológicas, e os resultados foram utilizados para determinar suas possíveis aplicações. O nanocompósito PEI/CNT apresentou propriedades similares ao polímero puro quando produzido com baixas concentrações de CNTs. Para maiores concentrações os resultados obtidos mostraram-se inferiores aos do polímero puro. Já o nanocompósito CB/PEI apresentou propriedades comparáveis ou melhores que dos polímeros puros. Podemos destacar a grande melhoria em sua transparência óptica na região do visível, além de ter sido possível a obtenção de uma rugosidade superficial comparável à encontrada para substratos de vidro e com maior homogeneidade em relação aos substratos de PEI. Ambos substratos foram funcionalizados pela deposição de uma camada de óxido de índio-estanho (ITO), que foi utilizado como eletrodo transparente na produção dos OLEDs. A análise da funcionalização da superfície mostrou que os filmes de ITO sobre os compósitos apresentou propriedades elétricas também comparáveis aos obtidos para substratos de vidro e PEI. No caso do substrato de CB/PEI foi verificada melhor estabilidade do filme de ITO nos testes de flexão, não sendo observado variações no valor de sua resistividade mesmo após sofrer flexão de 5mm de diâmetro. Os dispositivos produzidos no substrato compósito PEI/CNT também apresentaram propriedades semelhantes às obtidas pela utilização do polímero puro. A maior eficiência atingida por ambos dispositivos flexíveis chegou a 1,45 cd/m2, ainda abaixo dos valores obtidos para os substratos de vidro – 2,15 cd/m2 no caso do substrato com ITO comercial e 2,00 cd/m2 no caso do substrato com ITO depositado. Já os dispositivos produzidos no nanocompósito CB/PEI apresentou excelente eficiência (2,50 cd/m2), sendo maior que o obtido para subtratos revestidos com ITO comercial. O substrato de CB/AlTiO2 foi idealizado para melhorar a aderência do ITO no filme de CB quando em contato com a água. O resultado obtido foi bastante satisfatório, pois, além de manter a camada de ITO aderido ao substrato, melhorou em 46 porcento sua rugosidade superficial. Essa modificação na morfologia da superfície acarretou em uma melhora significativa da resistividade elétrica do filme de ITO sobre o substrato flexível, uma redução de aproximadamente 63 porcento. Os substratos modificados foram utilizados para a produção de um dispositivo fotodetector. Os resultados obtidos apontam substratos promissores para a produção de implantes de retinas flexíveis e biocompatíveis. / [en] Over the past decades displays and solar cells technology had substantially evolved. For less than five decades ago the bulk technology was the most widely used worldwide. With the emergence of flat device technology a great revolution has occurred and, nowadays, this is the dominant technology in the field of displays and solar cells. The future technology has begun with the discovery of the organic semiconductor material which makes possible to replace conventional glass substrates for flexible substrates such as polymeric or metallic ones. In this thesis different types of polymeric composite substrates based on commercial high performance thermoplastic polyetherimide (PEI), and a natural and biocompatible polymer commonly used as artificial skin, bacterial cellulose (BC) has been developed. The above mentioned nanocomposites were developed for application as flexible substrates in organic devices. Three types of substrates were studied: PEI/carbon nanotubes (CNTs) nanocomposite; BC/PEI nanocomposite; and BC modified with an aluminum doped titanium dioxide (AlTiO2) layer. The first two substrates were used for the production of organic emitting devices (OLEDs), while the latter one was used for the production of a photodetector device in aqueous medium – retinal prosthesis. The new materials were mainly characterized by its optical and morphological properties and the results were used to determine its possible applications. PEI/CNT nanocomposite presented similar properties to the pure polymer when produced with low CNTs contents. For higher concentrations the results were inferior to those of the pure polymer. BC/PEI nanocomposite has showed comparable or better properties when compared with pure polymers. A highlight was the great improvement in their optical transparency in the visible region of electromagnetic spectrum, and the smooth surface achieved by the nanocomposite – comparable to that found for glass substrates and with better uniformity in relation to PEI substrates. Both substrates were functionalized by depositing a layer of tin doped indium oxide (ITO), which was used as a transparent electrode in the production of OLEDs. The analysis of surface functionalization showed that electrical properties of ITO films onto composites were also comparable to those obtained for glass and PEI substrates. However, BC/PEI substrate presented better ITO film stability in bending tests, showing no changes in its resistivity value even after undergoing 5 mm diameter of bending. The devices produced in the PEI/CNT composite substrate has also similar properties to those obtained by using pure polymer. The higher efficiency achieved by both flexible devices reached 1.45 cd/m2 which is still below the values obtained for the glass substrates – 2.15 cd/m2 in the case of commercial ITO substrate and 2.00 cd/m2 in the case the substrate with deposited ITO. The devices produced onto CB/PEI composite substrates showed excellent efficiency (2.50 cd/m2), a higher value than that obtained for substrates coated with commercial ITO. The CB/AlTiO2 substrate was designed to improve the adhesion of the ITO film onto BC substrate when in contact with water. The result was quite satisfactory, because in addition to maintaining the ITO layer adhered to the substrate it has a 46 percent improvement in surface roughness. This change in surface morphology resulted in a significant improvement of ITO electrical resistivity, a reduction of approximately 63 percent was observed. The modified substrates were used for production of a photodetector device and the results showed a promising substrate for production of biocompatible and flexible retinal prosthesis.

[pt] Esta tese descreve a síntese de um óxido misto de Zn e Zr (ZnxZr1-xOy), mediante uma técnica ainda não reportada e a utilização deste material na síntese de acetona a partir de etanol. O objetivo foi desenhar um catalisador com propriedades óxido-redutoras e capacidade de se autorregenerar após cada ciclo. A zircônia monoclínica (m-ZrO2) é um óxido já usado em catálise devido às suas propriedades ácido-básicas, mas com fracas propriedades óxido-redutoras. Estas últimas poderiam ser promovidas mediante dopagem substitucional deste material. A inserção de pequeníssimas quantidades de Zn na rede da m-ZrO2, mostraram um incremento apreciável na sua redutibilidade. O material obtido foi caracterizado por diversas técnicas e testado na obtenção de acetona a partir de etanol. O resultado indicou que a dopagem permitiu a formação de vacâncias de oxigênio, as quais promoveram a mobilidade do oxigênio até a superfície e, com isso, aumentaram redutibilidade do material. A seletividade da reação de conversão de etanol teve como produto maioritário a acetona. Foi demostrado que a regeneração do catalisador se deve a espécies oxidantes provenientes da dissociação da água presente no médio reacional; esta dissociação ocorreu nas vacâncias superficiais. Assim, demonstrou-se que a técnica desenvolvida no presente estudo, além de simples, resultou efetiva na síntese do óxido misto de Zn e Zr, um catalisador de composição simples, capaz de conduzir os diferentes passos do mecanismo na síntese de acetona. Considera-se que esta é a primeira etapa na sua viabilização comercial. / [en] This thesis describes the synthesis process of a mixed oxide with Zn and Zr (ZnxZr1-xOy), through a not yet published technique, as well as the utilization of this material in the acetone synthesis from ethanol. The mean goal was to design a catalyst with enhanced oxy-reduction properties and capability for selfregeneration after each cycle. Monoclinic zirconia (m-ZrO2) is already used in catalysis due to its acidic-basic properties, although its oxy-reduction properties are negligible. The enhancement of the oxy-reduction properties can be reached by substitutional doping of this material with a lower oxidation state metal. The insertion of very small quantities of Zn in the m-ZrO2 lattice, showed a high increment of its reducibility. The mixed oxides obtained were characterized by several techniques and catalytically tested in the acetone synthesis from ethanol. The results showed that doping allows the formation of oxygen vacancies, which allow oxygen mobility and therefore, the enhancement of reducibility. The reaction selectivity had acetone as majority product. It was shown that water is also produced and that it is dissociated in the oxygen vacancies generating oxidant species. The catalysts regeneration occurs due to those oxidant species. Therefore, it was demonstrated that the technique developed in this study was easy and effective in the synthesis of the mixed oxide with Zn and Zr, a catalyst with simple composition able to conduct every step of the acetone synthesis. This is considered the first step in the commercial feasibility of this material.