A utilização de novas rotas de síntese de materiais nanoestruturados tem levado a obtenção de materiais apresentando formas anisotrópicas, que podem dar origem a novas propriedades e aplicações. Nesse contexto, este trabalho tem por objetivo a caracterização estrutural e magnética de Óxidos Magnéticos Diluídos nanoestruturados a base de ZnO dopados com Co (ZnO:Co) preparados a partir de moagem mecânica. Recentemente, grande atenção se tem dado na utilização do ZnO como OMDs para aplicação em Spintrônica. O objetivo é obtermos nanocristais de óxidos magnéticos sem a formação de fases secundárias e que apresentem ordenamento ferromagnético com temperatura de Curie acima da temperatura ambiente. A incorporação do Co na estrutura de ZnO foi avaliada através de analises microestruturais e químicas utilizando as técnicas de Difração de Raios X, Microscopia Eletrônica de Varredura, Espectroscopia Dispersiva de Energia, Espectroscopia Raman, X-Ray Absorption Near Edge Structure. A caracterização magnética se fez por magnetometria SQUID. Conjugando os resultados dessas diferentes técnicas, confirmou-se a substituição do Zn pelo Co na estrutura do ZnO, sem alteração da mesma. Observamos que o processo de moagem mecânica empregado possui um limite de eficiência que nos permitiu atingir diâmetros medianos dos grãos da ordem de 100 nm. Observamos também que o processo de moagem mecânica introduz defeitos estruturais no sistema ZnO:Co em correlação com a eficiência de moagem. A magnetometria SQUID revelou a coexistência de uma fase paramagnética e uma fase ferromagnética. As análises da fase ferromagnética demonstram claramente sua origem intrínseca e a sua associação direta à presença de defeitos estruturais introduzidos pela moagem mecânica / The synthesis of nanostructured material trough new routes has conducted to materials with anisotropic shapes that would lead to new properties and applications. In this context, the aim of this work is to characterize structural and magnetically nanostructured Dilute Magnetic Oxides based on the ZnO matrix and doped with Co prepared by the mechanical milling process. The goal is to obtain nanocrystals of magnetic oxides without the observation of undesired secondary phases that would present a ferromagnetic order with Curie temperature above the room temperature. In order to evaluate the incorporation of Co in the ZnO host structure, it was performed a careful microstructural and chemical characterization using the following techniques: X-Ray Diffractometry, Scanning Electron Microscope, Energy Dispersive X-Ray Spectrometry, Raman Spectroscopy and X-Ray Absorption Near Edge Structure. The magnetic characterization was performed by SQUID magnetometry. Conjugating the results of different techniques, confirmed the replacement of Zn by Co in the structure of ZnO without significant distortion. We observed that the mechanical milling has an efficiency limit, which led us to reach median diameters for the milled grains of the order of 100 nm. We also observed that the mechanical milling process introduces structural defects in the ZnO:Co system in correlation with the mechanical milling efficiency. The SQUID magnetometry reveled the coexistence of paramagnetic and ferromagnetic phases. The analyses of the ferromagnetic phase showed clearly its intrinsic origin associated directly to the presence of the structural defects introduced by the mechanical milling. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ThiagoSequinel.pdf: 1595197 bytes, checksum: 5515204beff5d51a8f32526202464225 (MD5) Previous issue date: 2008-12-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work has been developed a new way to impregnate using high pressure. Thin film were obtained in soda-lime glass surface when it were used Co3O4, Al2O3, TiO2 and SnO2 as a oxides deposited, across a furnace confectioned for this experiment. SnO2 was results of two different chemical methods of synthesis. It was able to control tree variable: temperature, time and final pressure of test from an initial pressure of dry synthetic air. Results were characterized by X-ray diffraction, X-ray fluorescence of the powder and film morphology was analyzed by scan electronic microscopy. Using nanoindentation with Berkovich tip the mechanical properties were determined of the films produced, calculating the Young Modulus and hardness, and using Vickers indentation was possible to calculate the fracture toughness. Experimental process results to different oxides were compared among them and it were able to verify the viability of this new way to product a thin film. / Neste trabalho foi desenvolvida uma nova técnica de impregnação forçada de óxidos utilizando pressão elevada. Através de um forno confeccionado especificamente para esta finalidade foram obtidos filmes finos de óxidos em substrato de vidro alcalino plano comercial quando impregnados com Co3O4, Al2O3, TiO2 e SnO2, sendo este último, obtido por duas rotas diferenciadas de síntese química. Nos ensaios foram controladas três variáveis: a temperatura, o tempo e a pressão final. Os resultados foram caracterizados por técnica de difração de raios X, fluorescência de raios X e, a morfologia, foi analisada por microscopia eletrônica de varredura. Por meio de testes de nanoindentação, utilizando ponta de Berkovich, investigaram-se as propriedades mecânicas de dureza e módulo elástico e, por ensaios de indentação Vickers, determinou-se a tenacidade a fratura dos filmes. Os resultados deste processo experimental para os diferentes óxidos utilizados foram comparados entre si onde foi possível verificar a viabilidade desta nova proposta de impregnação/deposição de óxidos na forma de filmes finos para geração de filmes finos.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-01-24Bitstream added on 2014-06-13T18:41:29Z : No. of bitstreams: 1 camargo_la_dr_jabo.pdf: 3142663 bytes, checksum: 14ec5de45a255a8c558e22f6d97b190a (MD5) / O presente trabalho tem como objetivos caracterizar a mineralogia da fração argila e a suscetibilidade magnética em diferentes superfícies geomórficas, avaliar a correspondência entre difração de raios x e a espectroscopia de reflectância difusa no auxílio das estimativas dos teores de goethita e hematita, avaliar a influência dos óxidos de ferro na adsorção de fósforo bem como a calibração e a validação de funções de pedotransferência para a predição do fósforo adsorvido, utilizando os óxidos de ferro e a suscetibilidade magnética. Uma área de 500 hectares foi delimitada e uma amostra de solo, a cada seis hectares foi coletada na profundidade de 0,0 a 0,20 m. No espigão da área, foi locada uma transeção, e amostras de solos foram coletadas a cada 25 metros. Em cada superfície geomórfica mapeada na área, foram coletadas aproximadamente 20 amostras de solos dispostas nas laterais da transeção. As amostras de solos foram levadas ao laboratório para a realização das análises granulométricas, físicas, mineralógicas, de fósforo adsorvido e da suscetibilidade magnética. Os teores de goethita e hematita foram estimados utilizando a proporção destes óxidos de ferro obtida por difração de raios x e por espectroscopia de reflectância difusa. Os resultados das análises foram submetidos às análises estatísticas e geoestatísticas, e funções de pedotransferência foram calibradas e validadas para a predição do fósforo adsorvido bem como seu mapeamento. Os resultados permitiram concluir que: A natureza dos minerais da fração argila e a suscetibilidade magnética são dependentes da variação do material de origem. A variabilidade espacial da cristalinidade e dos teores dos óxidos de ferro, bem como da suscetibilidade magnética, é dependente da idade das superfícies geomórficas. A superfície mais nova... / This study aims to characterize the clay mineralogy and magnetic susceptibility in different geomorphic surfaces, evaluate the correlation between x-ray diffraction and diffuse reflectance spectroscopy in the estimation of goethite and hematite, the influence of iron oxides on the adsorption phosphorus as well as the calibration and validation of pedotransfer functions for predicting adsorbed phosphorus using iron oxides and magnetic susceptibility. An area of 500 hectares was delineated and a soil sample every six hectares was collected in depth from 0.0 to 0.20 m. A transect was leased, and soil samples were collected every 25 meters. In each geomorphic surface mapped in the area were collected approximately 20 soil samples arranged on either side of the transect. Soil samples were taken to the laboratory for carrying out particle size analysis, physical, mineralogical, adsorbed phosphorus and magnetic susceptibility. The goethite and hematite were estimated using the ratio of iron oxides obtained by x-ray diffraction and by diffuse reflectance spectroscopy. The results of the analysis were subjected to statistical analysis and geostatistical, and pedotransfer functions were calibrated and validated to predict the adsorbed phosphorus and its mapping. The results showed that: The spatial variability of crystallinity and of the content of the iron oxides, as well as the magnetic susceptibility is dependent on the age of the geomorphic surfaces. The surface newest (III) has a higher spatial variability of these attributes. The clay minerals influence the soil physical properties. The characterization of the spatial variability of iron oxides and magnetic susceptibility allows the delineation of homogeneous areas that may be relevant future ace soil series and the specific management areas. The goethite and hematite... (Complete abstract click electronic access below)

Memoria para el título de Ingeniero Civil de Minas / La División Radomiro Tomic de CODELCO Chile genera residuos con contenido de cobre provenientes de la lixiviación primaria de óxidos llamados ripios, mientras que por otro lado se lixivian óxidos de leyes bajo ley de corte (OBL), pero que son atractivos de tratar sin chancado primario, debido a los costos de este proceso. Para ambos casos es necesario el deposito en un botadero especial, adecuado a las características propias del material para luego ser sometidos a relixiviación en el caso de ripios y una lixiviación primaria para el caso de los OBL. El objetivo principal de este trabajo ha sido revisar el diseño y planificación de vaciado de ripios y OBL de manera tal de maximizar la producción de cobre fino provenientes de estos materiales. Se realiza un análisis económico que indica cuál es el beneficio con el enfoque mencionado y cuál es el impacto en la División en al menos un año. Al planificar la maximización de cobre por sobre la maximización de áreas de regadío, se obtiene mejores resultados. Para ello se requiere un mayor nivel de información previa del lugar a depositar, dado por una caracterización del material vaciado, en cuanto a leyes, unidad geológica y solubilidad, datos que fueron fundamentales para la toma de decisión del secuenciado. Además, cada diseño debe cumplir con los requisitos impuestos, tales como, parámetros geomecánicos, metalúrgicos y operativos, y considera proyectos futuros de ampliaciones y modificaciones. Cambios en parámetros actuales, como distancia equivalente, fueron utilizados para nuevos cálculos de los factores afectados, como por ejemplo, en este caso, decisión de envío a botadero de baja ley o botadero lastre. El principal resultado de esta nueva metodología ha sido un aumento de beneficio económico para ambos diseños (ripio y OBL). Para ripios se obtuvo 5 MUS$ por sobre el valor del plan anual de la División en un año, y para OBL se obtuvo un beneficio de 6,9 MUS$ por sobre el del plan anual de la División también para un año. La explicación del importante aumento de beneficio se fundamenta en la implementación de una planificación acuciosa, en que el foco fue la maximización de cobre fino y no la máxima disponibilidad de áreas para regadío.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas / Made available in DSpace on 2012-10-16T10:02:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T20:33:54Z : No. of bitstreams: 1 104715.pdf: 1763769 bytes, checksum: 698fcc5e242c17920c448769e3a78cd2 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-16T11:19:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T20:29:22Z : No. of bitstreams: 1 105629.pdf: 2044186 bytes, checksum: 8b39df6ba20a5f0095840110cd428b0e (MD5) / Este trabalho apresenta a atividade catalítica das zeólitas ZSM-5, para a reação de decomposição do NO, com diferentes razões molares de sílica/alumina (SAR), trocadas ionicamente com cobre e com cério. Foram estudados os efeitos de temperatura de reação, tempo de contato e concentração de NO na alimentação sobre a conversão do NO a N2. Também analisou-se a influência da SAR e do tipo de cátion trocado (Cu+2 e Ce+4). A temperatura variou entre 250-650°C, o tempo de contato (massa / fluxo) foi de 1,0-2,0 g.s.cm-3 e a concentração foi de 1,0-5,0% vol de NO em hélio. As atividades das Cu-ZSM-5 iniciaram-se por volta de 300°C alcançando seu máximo a 400-500°C, a temperaturas mais altas a atividade decaiu. O tempo de contato onde houve maior conversão foi de 2,0 g.s.cm-3 com concentração de NO/He no gás de alimentação de 3,0%. A atividade das zeólitas demonstrou forte dependência com o SAR, aumentando com a diminuição deste. A zeólita trocada com íon cério não apresentou atividade catalítica nas condições de reação empregadas.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T04:17:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T00:41:51Z : No. of bitstreams: 1 142621.pdf: 6893317 bytes, checksum: 59bafa89db064115220f9128ec373a25 (MD5)

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-17T09:02:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T00:55:27Z : No. of bitstreams: 1 148946.pdf: 9150792 bytes, checksum: 0eeac3b6ea44d19a71e1eb577192e809 (MD5) / As matérias-primas cerâmicas alumina ativada e titanato de alumínio (ba-AI2TiO5) foram preparados pelo método sol-gel. A alumina ativada na forma de microesferas foi produzida por geleificação externa utilizando nitrato de alumínio como precursor. Obteve-se microesferas não densas de pseudoboemita, com poros de até 50 mm de diâmetro, que apresentaram área superficial específica de aproximadamente 250 m2/ g. Quando estas microesferas foram calvinadas a 500°C a área superficial específica aumentou para 300 m2/ g. Os testes de calcinação desse material mostrou a g-alumina já formada a 350 °C e a a-alumina bem cristalizada a 1100 °C. Para produzir pó de titanato de alumínio utilizou-se alcóxidos de alumínio e de titânio como precursores com adição de ácido clorídrico. O gel mais translúcido preparado promoveu sob tratamento térmico uma evolução estrutural atípica: a cristalização direta da fase titanato de alumínio a 900 °C. Nesta temperatura a fase titanato de alumínio foi detectado após 3 horas de tratamento. Com 5 horas de tratamento a 900 °C a fase apresentou-se bem cristalizada e permaneceu assim com 10 horas de tratamento. A 1400 °C ocorreu a formação de titanato de alumínio em todas as amostras preparadas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-24T20:37:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 266734.pdf: 3768760 bytes, checksum: 51f9a9ae6e4054eec36334abeecd7073 (MD5) / O agente de desinfecção mais comumente utilizado tanto na produção de água potável como em plantas de tratamento de efluentes é o cloro e seus compostos relacionados, como hipoclorito de sódio e de cálcio. Devido à formação dos subprodutos da desinfecção, têm-se buscado novas alternativas de processos com esta finalidade. Nos recentes anos, os processos de oxidação avançada têm merecido destaque entre os processos de degradação de contaminantes orgânicos e desinfecção de águas e efluentes líquidos. Dentre os processos de oxidação avançada, os processos catalíticos em fase homogênea ou heterogênea são aqueles que combinam um oxidante forte, como ozônio ou peróxido de hidrogênio, e um catalisador metálico ou de óxido metálico, para a geração de radicais livres oxidantes, capazes de decompor não seletivamente inúmeros compostos dissolvidos. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a aplicação de filtração granular adsortiva e peroxidação catalítica para obtenção de água potável, utilizando catalisadores heterogêneos à base de óxidos metálicos. Ensaios pilotos de filtração granular adsortiva foram realizados e dois tipos de carvões e um tipo de zeólita natural foram avaliados. Um dos carvões, que possui aderido a sua superfície óxidos e hidróxidos de ferro, e a zeólita natural foram avaliados como catalisadores na peroxidação catalítica em leito fixo. Neste processo, foi avaliada a influência do tempo de residência, do diâmetro de partícula do catalisador e da dosagem de peróxido de hidrogênio. Foi avaliado o comportamento do sistema na ampliação de escala para o carvão testado e os custos envolvidos na aplicação de ambos os sólidos. Foi avaliada a capacidade adsortiva e a cinética de adsorção da bactéria E.coli sobre os sólidos, bem como a cinética de desinfecção da bactéria em reatores descontínuos utilizando uma solução sintética de E.coli ATCC 25922 livre de interferentes. Na aplicação na filtração granular adsortiva o sólido que apresentou melhores resultados foi a zeólita, seguida dos carvões. Na aplicação de oxidação catalítica utilizando o carvão que possui óxidos de ferro impregnados a sua superfície, a vazão de água aplicada foi o fator mais significante para o processo, a melhor condição experimental foi no tempo de residência de 2 minutos e dosagem de peróxido de hidrogênio de 60mg/L. O diâmetro de partícula do carvão não influenciou na eficiência de remoção de coliformes totais e fecais. O sistema apresentou estabilidade em 24 horas de operação e os resultados foram reproduzidos na ampliação de escala. Na aplicação da zeólita em leito fixo combinada com peróxido de hidrogênio, a melhor condição operacional foi no tempo de residência de 2 minutos e dosagem de peróxido de hidrogênio de 50mg/L. A zeólita apresentou capacidade adsortiva para a bactéria E.coli, sendo o equilíbrio de adsorção descrito pelo modelo de Freundlich. No estudo cinético de adsorção, os dados experimentais ajustaram-se ao modelo de adsorção de pseudo-segunda ordem. Quando utilizada a mesma instalação, os custos envolvidos na aplicação de zeólita e um dos carvões em leito fixo combinados com peroxidação para obtenção de água potável, foram de R$ 1,70 e R$ 0,29 por metro cúbico tratado, respectivamente. Esta diferença é resultado das características operacionais dos sistemas, quando aplicados os diferentes sólidos. Os resultados obtidos indicaram que ambos os sólidos podem ser utilizados no processo de obtenção de água potável, que nas condições experimentais otimizadas atenderam aos parâmetros de potabilidade estipulados na Portaria n° 518/2004 do Ministério da Saúde. The disinfecting agent must commonly used both in the production of potable water as well as in effluent treatment plants is chlorine and its related compounds, such as sodium hypochlorite and calcium hypochlorite. Due to the formation of subproducts of disinfection, new alternatives of processes with this purpose have been sought for. In recent years, the processes of advanced oxidation have merited highlighting among the processes of degradation of organic contaminants and water and wastewater disinfection. Within the processes of advanced oxidation, the catalytic processes in a homogeneous or heterogeneous phase are those that combine a strong oxidant, such as ozone or hydrogen peroxide, and a metallic or metallic oxide catalyzer for the generation of free radical oxidants, capable of non-selective decomposition of innumerable dissolved compounds. The objective of the present study was evaluate the application of adsorptive granular filtration and catalytic peroxidation for obtaining potable water, using heterogeneous catalyzers with a metallic oxide base. Pilot trials of adsorptive granular filtration were undertaken and two types of carbon media and one type of natural zeolite were evaluated. One of the carbon media, which has oxides and iron hydroxides bound to its surface, and a natural zeolite were evaluated as catalyzers in the catalytic peroxidation in a fixed bed. In this process, the influence of residence time, the particle diameter of the catalyzer and the dosage of hydrogen peroxide were analyzed. The behavior in the scale amplification of the system for the carbon media tested and the costs involved in the application of both solids were evaluated. The adsorptive capacity and the kinetics of adsorption of the bacteria E.coli on the solids was evaluated, as well the kinetics of disinfection of bacteria in discontinuous reactors using a synthetic solution of E.coli ATCC 25922 free of interferents. In application in adsorptive granular filtration, the solid that presented the best results was zeolite, followed by the carbon media. In the application of catalytic oxidation using the carbon media, which has iron oxides impregnated on its surface, the inlet flow of water applied was the most significant factor for the process; the best experimental condition was in time of residence of 2 minutes and dosage of hydrogen peroxide of 60mg/L. The particle diameter of the carbon media did not have an influence on the efficiency of removal of total and fecal coliforms. The system presented stability in 24 hours of operation and the results were reproduced in amplification of scale. In application of the zeolite in a fixed bed combined with hydrogen peroxide, the best operational condition was in the time of residence of 2 minutes and a dosage of hydrogen peroxide of 50mg/L. The zeolite presented adsorptive capacity for the E.coli bacteria, with the adsorption equilibrium being described by the Freundlich model. In the kinetic study of adsorption, the experimental data were adjusted to the model of adsorption of pseudo- second order. When the same installation was used, the costs involved in the application of zeolite and one of the carbon media in a fixed bed combined with peroxidation for obtaining potable water were of R$ 1.70 and R$ 0.29 per cubic meter treated respectively. This difference is a result of the operational characteristics of the systems, when the different solids are applied. The results obtained indicated that both solids may be used in the process of obtaining potable water, which in the optimized experimental conditions met the potability parameters stipulated in Government Directive no. 518/2004 from the Ministry of Health.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T00:41:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Estudamos, nesta dissertação, a aplicação de uma técnica de controle do tipo backstepping a sistemas de pós-tratamento de gases de escape em veículos diesel, operando com catalisadores SCR (selective catalytic reduction). Projetamos a lei de controle para um modelo reduzido do sistema SCR, adequado ao controle em malha fechada e também à implementação nas unidades de controle eletrônico de veículos comerciais. Avaliamos posteriormente o desempenho dessa lei de controle por meio de ciclos de testes estático e dinâmico, tanto para situações em que os parâmetros de entrada assumem valores nominais, quanto para aquelas em que esses parâmetros apresentam perturbações. A dissertação inicia com uma visão geral sobre os sistemas de controle dos veículos diesel e princípios de funcionamento de seus motores, passando pela formação de poluentes e pelas diferentes alternativas de redução das emissões nocivas de motores diesel, em especial de particulados e óxidos de nitrogênio. Em seguida, concentra-se na tecnologia SCR - utilizada para redução dos óxidos de nitrogênio - e sua modelagem matemática para, finalmente, aplicar a técnica de controle não-linear backstepping aos sistemas de pós-tratamento baseados em catalisadores SCR. Os resultados, obtidos por meio de simulações computacionais, mostram que o controle não-linear projetado oferece uma eficaz alternativa para melhorar a robustez dos sistemas de pós-tratamento analisados, quando esses estão sujeitos a variações paramétricas tipicamente encontradas nos motores diesel.