Orientador: Prof. Dr. Mauro Coelho dos Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2015. / A reação de oxidação eletroquímica do etanol foi estudada em meio alcalino utilizando-se os eletrocatalisadores Pd e PdBi (razões atômicas 90:10, 50:50 e 70:30 em 20% de metais) suportados em carbono e nanotubos de carbono. As formulações propostas foram preparadas pelo método de redução por borohidreto de sódio. Os eletrocatalisadores obtidos foram caracterizados por espectroscopia de energia dispersiva de raios X (EDX), difração de raios-X (DRX), e tamanho de partículas entre 2 e 4 nm mostrados pela análise de MET, voltametria cíclica (VC) e a atividade catalítica pela técnica eletroquímica da cronoamperometria. O estudo do mecanismo de oxidação eletroquímica do etanol foi estudado por meio da técnica de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) in situ. As razões atômicas dos eletrocatalisadores obtidas por EDX ficaram próximas das razões atômicas nominais. O tamanho médio dos cristalitos foi estimado por difração de raios X utilizando a equação de Scherrer e estiveram próximos aos valores medidos por MET. Experimentos de voltametria cíclica e cronoamperometria foram realizados para avaliar a atividade eletrocatalítica dos materiais. O eletrocatalisador PdBi/C 90:10 apresentou melhor atividade catalítica quando comparado aos demais eletrocatalisadores. O efeito observado deve-se, provavelmente, ao fato de que pequenas quantidades de Bi favoreçam a remoção de intermediários adsorvidos no paládio por meio do mecanismo bifuncional ou do efeito eletrônico, além da intensidade maior do acetato observado na análise de FTIR in situ na oxidação do etanol. Análises de ATR-FTIR realizadas in situ empregando os eletrocatalisadores Pd e PdBi (razão atômica 90:10) suportados em carbono e nanotubos de carbono identificaram acetato, acetaldeído e carbonato como subprodutos formados da oxidação eletroquímica do etanol. / The reaction of electrochemical oxidation of ethanol in alkaline solution was investigated using the electrocatalysts PdBi and Pd (atomic ratio 90:10, 50:50 and 70:30 in 20% metals) supported on carbon and carbon nanotubes. The proposed formulations were prepared by the method of reduction by sodium borohydride. The obtained electrocatalysts were characterized by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), X-ray diffraction (XRD) and particle size between 2 and 4 nm were measured by TEM analysis. The electrochemical characterization were evaluated using cyclic voltammetry and chronoamperometry techniques. The study of the electrochemical mechanism of ethanol oxidation was studied by infrared spectroscopy in Fourier transform (FTIR) in situ. The atomic ratios of the electrocatalysts obtained by EDX were close to the nominal atomic ratios. The average crystallite size was estimated by X-ray diffraction using the Scherrer equation and the measured values were close those found using TEM. The electrocatalyst PdBi / C 90:10 showed better catalytic activity when compared to other electrocatalysts. The higher catalytic activity of the electrocatalyst PdBi / C 90:10 can be attributed to the fact of that small amounts of Bi favor the removal of the adsorbed intermediates via palladium bifunctional mechanism or electronic effect in addition to the greater intensity of the observed FTIR analysis acetate in situ in the oxidation of ethanol. Also, ATR-FTIR analysis carried out in situ employing the electrocatalyst PdBi and Pd (atomic ratio 90:10) supported on carbon and carbon nanotubes identified acetate, acetaldehyde and carbonate formed as by-products of electrochemical oxidation of ethanol.

Orientador: Prof. Dr. Álvaro Takeo Omori / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2015. / Este trabalho consistiu no estudo visando à síntese de alguns 7-azanorbornanos (7- azabiciclo[2.2.1]heptanos) substituídos. Como esta classe de compostos já é amplamente estudada, principalmente após a descoberta da (-)-epibatidina (IV), alcalóide com potencial atividade analgésica, a meta foi explorar a reação de Mannich intramolecular desenvolvida por Rapoport para substratos mais simples. Para tal, o composto modelo racêmico II foi sintetizado em 4 etapas e caracterizado com sucesso (com 9% de rendimento total). Porém, não se obteve sucesso na síntese do análogo cetoéster quiral por duas rotas alternativas: via ácido glutâmico/piroglutâmico e via Lprolina. Os testes de ciclização (Mannich intramolecular) do composto modelo foram realizados e identificou-se o BF3 .Et2O como ácido de Lewis mais eficiente para a realização da ciclização via íon N-acilimínio, porém houve a desproteção do grupo protetor t-Boc. A partir do álcool II, isolou-se o azabiciclo III com 14% de rendimento (dr 57:43). Etapas biocatalíticas com lipases foram aplicadas visando a obtenção do composto III enantiomericamente puro, porém, sem sucesso. A metodologia desenvolvida para a obtenção do azanorbornano pode ser aplicada na síntese formal epibatidina (IV) ou da epiboxidina. / This project aimed the synthesis of some substituted 7-azanorbornanes (7-azabicyclo [2.2.1] heptanes). Since this class of compounds is widely studied, especially after the discovery of the potential analgesic alkaloid (-)-epibatidine (IV), the main objective was to explore the intramolecular Mannich reaction developed by Rapoport for simpler substrates. The racemic model compound II was synthesized and successfully characterized (with 9% of total yield). However, attempts to synthesize the chiral ketoester failed by two alternative routes: via glutamic / pyroglutamic and the L-proline acid. Cyclization tests (intramolecular Mannich) were undertaken and the BF3 .Et2O was identified as the most efficient Lewis acid for carrying out the cyclization via Nacyliminium ion, although the desprotection of t-Boc was observerd. From the alcohol II, the isolated azabicyclo III in 14% yield (dr 57:43). Biocatalytic steps with lipases were applied in order to obtain the compound III enantiomerically pure, but without success. The methodology developed to obtain the azanorbornanes can be applied in the formal synthesis of epibatidine (IV) or epiboxidine.

A hidrogenação catalítica por transferência foi experimentada para redução da ligação olefínica no polibutadieno líquido hidroxilado, no polibutadieno, nos copolímeros de estireno-butadieno, randômico e em bloco e, no copolímero de acrilonitrila-butadieno, utilizando uma molécula hidroaromática como doador de hidrogênio e catalisador heterogêneo de paládio. A influência do tempo de reação; do tipo e quantidade de doador; da temperatura reacional; da quantidade do catalisador e do suporte catalítico, no grau de hidrogenação, foram estudadas. Características do aceptor, como peso molecular, presença de grupos funcionais e distribuição das unidades monoméricas nos copolímeros também foram avaliadas. Diferentes níveis de hidrogenação no polibutadieno líquido hidroxilado, no polibutadieno e nos copolímeros de estireno-butadieno, randômico e em bloco, foram obtidos quando o doador de hidrogênios foi o limoneno. Quando o cicloexeno foi usado como fonte de hidrogênio, apenas a hidrogenação do polibutadieno líquido hidroxilado foi observada. / The catalytic transfer hydrogenation has been tested on polymers (Iiquid hydroxilated polybutadiene, polybutadiene, styrene-butadiene rubber, styrene-butadiene-styrene triblock copolymer and acrilonitrile-butadiene rubber) using a hydroaromatic compound as hydrogen donor and heterogeneous catalyst. In this work, we investigated the influence of reaction time, hydrogen donor (Iimonene or cyclohexene), the donor/C=C molar ratio and different support for the Pd on the olefinic bond reduction by catalytic transfer hydrogenation of the polybutadienes. The influence of acceptor characteristics as molecular weight, presence of the functional groups and monomerics units distribution was evaluated. Different reduction degree on the liquid hydroxilated polybutadiene, polybutadiene, styrene-butadiene rubber and styrene-butadiene-styrene triblock copolymer were obtained when limonene was the hydrogen donor. When cyclohexene was the donor only liquid hydroxilated polybutadiene was reduced.

Submitted by THALES REGGIANI DE MOURA null (thales4014@gmail.com) on 2016-04-03T02:38:01Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Thales v.3 - finalcorrigida.docx: 5637258 bytes, checksum: 17e0ce888fcc7c8195a6f1492c04e7e4 (MD5) / Rejected by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: A versão final da dissertação/tese deve ser submetida no formato PDF (Portable Document Format). O arquivo PDF não deve estar protegido e a dissertação/tese deve estar em um único arquivo, inclusive os apêndices e anexos, se houver. O arquivo submetido está sem a ficha catalográfica. A versão submetida por você é considerada a versão final da dissertação/tese, portanto não poderá ocorrer qualquer alteração em seu conteúdo após a aprovação. Por favor, corrija estas informações e realize uma nova submissão contendo o arquivo correto. Agradecemos a compreensão. on 2016-04-05T16:11:36Z (GMT) / Submitted by THALES REGGIANI DE MOURA null (thales4014@gmail.com) on 2016-04-05T16:36:02Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Thales v.4 final.pdf: 4604603 bytes, checksum: 672981e0a2bf60064cd38703b98325bf (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-04-05T17:25:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 moura_tr_me_araiq.pdf: 4604603 bytes, checksum: 672981e0a2bf60064cd38703b98325bf (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-05T17:25:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 moura_tr_me_araiq.pdf: 4604603 bytes, checksum: 672981e0a2bf60064cd38703b98325bf (MD5) Previous issue date: 2016-03-09 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Nos últimos anos, o interesse na obtenção de novos fármacos à base de metais visando o tratamento de cânceres vem aumentando consideravelmente. A descoberta da atividade antitumoral da cisplatina e seu subsequente sucesso como fármaco no tratamento do câncer inspirou o estudo de inúmeros complexos análogos, que apresentaram, em geral, padrões similares de atividade antitumoral e susceptibilidade à resistência. Por apresentarem mesmas configuração eletrônica e geometria em relação à compostos de Pt(II), compostos de coordenação contendo o íon Pd(II) foram amplamente estudados, sendo reconhecido para os compostos de Pd(II) contendo ligantes N,S-doadores, modos de ação distintos em relação ao compostos de Pt(II). Neste trabalho foram sintetizados e caracterizados 4 novos complexos de paládio(II) do tipo [PdX(tedmPz’)(PPh3)] {tedmPz’ = N-etil-1-iminotiolato-3,5-dimetilpirazol; X = Cl-, Br-, I-, SCN-; PPh3 = trifenilfosfina}. Os complexos foram caracterizados pelas técnicas de espectroscopia vibracional na região do IV e RMN de 1H e 13C, análise elementar, espectrometria de massas ESI/MS e difração de raios X de monocristal, indicando um ambiente quadrático plano ao redor do metal, com seus sítios de coordenação ocupados pela trifenilfosfina, e pelo ligante tedmPz coordenado de maneira N,S-aniônica e ligante tiocianato ligado de modo N-terminal. Também é descrita a síntese e caracterização espectroscópica na região do IV e RMN de 1H e 13C do ligante tedmPz. A citotoxicidade in vitro do ligante e de todos os complexos foi avaliada pelo método do MTT, frente as culturas celulares de tumores murinos MCF-7 (adenocarcinoma mamário humano). Todos os compostos tiveram sua capacidade de interação com um nucleosídeo (guanosina) investigada com o objetivo de avaliar sua possível interação covalente com o DNA. Os resultados obtidos indicaram que a variação dos ligantes haletos não interferiu na citotoxicidade dos complexos, bem como os compostos sintetizados não apresentaram capacidade de interagir com a guanosina, sendo esta uma evidência preliminar de que a interação covalente entre os compostos sintetizados e a guanina presente no DNA não é o mecanismo de citotoxicidade destes. Vale destacar que todos os compostos foram mais citotóxicos que a cisplatina, obtendo-se em média valores de IC50 de até 2,4 vezes menor que o fármaco de comparação. / In the last years, the interest of new drugs based on metals in order to treat cancers has been increasing considerably. The discovery of cisplatin antitumor activity and its subsequent success as a cancer treatment drug has inspired the study of several analogous compounds, which presented, in general, similar patterns of antitumor activity and susceptibility to resistance. By presenting the same electronic configuration and geometry of Pt(II) complexes, coordination complex containing Pd (II) ion have been extensively studied, and recognized different activity patterns for these compounds containing ligands N,S-donor in relation to compounds of Pt (II). In this work, were synthesized and characterized four novel complexes of palladium(II) type [PdX(tedmPz')(PPh3)] {tedmPz' = N-ethyl-1-iminothiolate-3,5-dimethylpyrazole; X = Cl-, Br-, I-, SCN-; PPh3 = triphenylphosphine}. The complexes were characterized by vibrational spectroscopy techniques in the IV region and 1H NMR and 13C NMR, elemental analysis, mass spectrometry ESI / MS and X-ray diffraction of single crystal, indicating a square planar environment around the metal with its sites coordination occupied by triphenylphosphine, the N,S-anionic coordination of tedmPz ligand, the N-terminal coordination mode of thiocyanate. It is also described the synthesis and spectroscopic characterization in the IV region and 1H NMR and 13C for the tedmPz compound. The in vitro cytotoxicity of the ligand and all of the complexes were evaluated by the MTT method, against the cell cultures of murine tumors MCF-7 (human breast adenocarcinoma). All compounds had their ability to interact with a nucleoside (guanosine) investigated with the objective of evaluating their possible covalent interaction with DNA. The results indicated that the variation of halide ligands did not affect the cytotoxicity of the complexes and the synthesized compounds showed no ability to interact with guanosine, which is a preliminary evidence that covalent interaction between the synthesized compounds and the DNA is not the main source of cytotoxicity of these. It is noteworthy that all the compounds were more cytotoxic than cisplatin, obtaining an average of IC50 values of up to 2.4 times lower than the comparison drug. / CNPq: 132644/2014-2

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3304.pdf: 3650518 bytes, checksum: 526f179d3d22174b63028fde1e174b66 (MD5) Previous issue date: 2010-04-16 / Universidade Federal de Minas Gerais / The present work reports the synthesis of dithiocarbazate Schiff s bases, which are versatile ligands with a significant interest due to both property and biological application. The focus of this study was the synthesis of bidentate, tridentate and tetradentate Schiff s bases derived from acetophenone, 2-acetylpyridine, benzylacetylacetone and 2,6-diacetylpyridine with S-benzyl and S-pnitrobenzyldithiocarbazate. Such ligands have been characterized through melting point, vibrational absorption spectroscopy in infrared region, elemental analysis, RMN 1H, gCosy gHSQC and gHMBC and electrochemical studies. The crystallographic structure of the ligand S-benzyl-N-(acetophenone)dithiocarbazate (AcFBz) was given. During the characterization of the ligands S-benzyl- (FACACBz) and S-p-nitrobenzyl-N- (benzyacetone)dithiocarbazate(FACACBzNO2 ) the formation of a cyclic ligand, which keeps the molecular formula of the originally proposed structure, was found. From the ligands derived from benzylacetone (FACACBz and FACACBzNO2), 2-acetylpyridine (AcpyBz and AcpyBzNO2) and 2,6-diacetylpyridine (DAPBz e DAPBzNO2), palladium (II) complexes( [Pd(FACACR)PPh3], [Pd(AcpyR)PPh3]PF6 and [Pd(DAPR)] ) have been synthesized with R= Bz or BzNO2. These compounds have been characterized through several techniques and the structure of the complexes [Pd(FACACBz)(PPh3)] and [Pd(FACACBzNO2)(PPh3)] was given. The electrochemical studies of the complexes [Pd(FACACR)PPh3] and [Pd(AcpyR)PPh3]PF6 (R= Bz ou BzNO2) showed distinct electrochemical behavior. Both complexes [Pd(FACACR)PPh3] and [Pd(AcpyR)PPh3]PF6 contain irreversible potential, while the [Pd(FACACR)PPh3] complexes are oxidized by PdII/PdIII and the [Pd(AcpyR)PPh3]PF6 complexes show reduction potential of PdII/PdI. Furthermore, complexes of ruthenium (II) with ligands derived from both 2-acetylpyridine (AcpyBz, AcpyBzNO2) and acetophenone (AcFBz and AcFBzNO2) with different precursors, such as [RuCl2(PPh3)3] and [RuCl2(dpbp)(PPh3)], have been studied. All ruthenium complexes are neutral, because the ligands are anionic due to the deprotonation of one of the nitrogen from the chain. Thus, the ruthenium compounds with bidentate ligand AcFBz and AcFBzNO2 present a xvii general formula [Ru(L)2(PPh3)2] and [Ru(L)2(dppb)], while the tridentate ligands AcpyBz and AcpyBzNO2 form [RuCl(L)(PPh3)2] and [RuCl(L)(dppb)] complexes. The crystallographic structure of the complex [RuCl(AcpyBz)(dppb)] was given. Ruthenium (II) complexes have also been synthesized through Schiff s bases derived from 2,6- diacetylpyridine DAPBz and DAPBzNO2.These compounds, as well as the respective palladium complexes, showed low solubility restricting the use of some techniques in order to characterize them. Cytotoxicity assays of both compounds and their respective ligands have been carried out on cell lines K562 (leukemia myeloid akut), S180 (Murine ascitic Sarcoma) and MDA-MB231 (breast cancer), except the Pd and Ru compounds containing the DAPBz e DAPBzNO2 ligands, due to their low solubility. Cellular viability assays have been carried out in order to ascertain the cytotoxicity of both complexes and their ligands in vitro. In some cases the complexibility improved the activity whereas it has generated selectivity to the complexes in others. / A dissertação relata as sínteses das bases de Schiff de ditiocarbazatos, ligantes versáteis que apresentam considerável interesse devido às suas propriedades e aplicações biológicas. Neste trabalho, investimos na síntese de bases de Schiff bi-, trie tetradentadas derivadas de acetofenona, 2-acetilpiridina, benzoilacetilacetona e 2,6- diacetilpiridina com S-benzil e S-p-nitrobenzilditiocarbazato. Estes ligantes foram caracterizados através de seus pontos de fusão, espectroscopia vibracional de absorção na região do IV, análise elementar, RMN de 1H, gCosy gHSQC e gHMBC e estudos eletroquímicos. A estrutura cristalográfica do ligante S-benzil-N- (acetofenona)ditiocarbazato (AcFBz) foi determinada. Durante as caracterizações dos ligantes S-benzil- (FACACBz) e S-p-nitrobenzil-N-(benzoilacetona)ditiocarbazato (FACACBzNO2) foi observado a formação de um ligante ciclizado que mantem a fórmula molecular da estrutura originalmente proposta. A partir dos ligantes derivados de benzoilacetona (FACACBz e FACACBzNO2), 2-acetilpiridina (AcpyBz e AcpyBzNO2) e 2,6-diacetilpiridina (DAPBz e DAPBzNO2), foram sintetizados complexos de paládio (II) de fórmula geral [Pd(FACACR)PPh3], [Pd(AcpyR)PPh3]PF6 e [Pd(DAPR)] onde R= Bz ou BzNO2. Estes compostos foram caracterizados por diversas técnicas e a estrutura cristalográfica dos complexos [Pd(FACACBz)(PPh3)] e [Pd(FACACBzNO2)(PPh3)] foram determinadas. Os voltamogramas cíclicos dos complexos [Pd(FACACR)PPh3] e [Pd(AcpyR)PPh3]PF6 (onde R= Bz ou BzNO2) apresentam comportamento eletroquímico distintos. Ambos os complexos [Pd(FACACR)PPh3] e [Pd(AcpyR)PPh3]PF6 possuem potenciais irreversíveis, sendo que os complexos [Pd(FACACR)PPh3] sofrem oxidação de PdII/PdIII e os complexos [Pd(AcpyR)PPh3]PF6 apresentam potencial de redução de PdII/PdI. Foram estudados também complexos de rutênio (II) com ligantes derivados da 2-acetilpiridina (AcpyBz, AcpyBzNO2) e ligantes derivados de acetofenona (AcFBz e AcFBzNO2) com diferentes precursores como [RuCl2(PPh3)3] e [RuCl2(dpbp)(PPh3)]. Todos os compostos de rutênio são neutros, pois os ligantes são aniônicos devido a desprotonação de um dos nitrogênio da cadeia. Assim os compostos de rutênio com ligantes bidentados AcFBz e xv AcFBzNO2 apresentam fórmula geral [Ru(L)2(PPh3)2] e [Ru(L)2(dppb)] e os ligantes tridentados AcpyBz e AcpyBzNO2 formam complexos do tipo [RuCl(L)(PPh3)2] e [RuCl(L)(dppb)]. A estrutura cristalográfica do complexo [RuCl(AcpyBz)(dppb)] foi determinada. Foram também sintetisados complexos de rutênio (II) a partir das bases de Schiff derivadas de 2,6-diacetilpiridina DAPBz e DAPBzNO2. Estes compostos, assim como os respectivos complexos de paládio apresentaram baixa solubilidade restringindo a utilização de algumas técnicas para a caracterização dos mesmos. Ensaios de citotoxidade destes compostos e de seus respectivos ligantes foram realizados frente as linhagens celulares K562 (Leucemia mielóide aguda), S180(sarcoma murino acístico) e MDA-MB231 (Câncer de mama), com exceção para os compostos de Pd e Ru contendo os ligantes DAPBz e DAPBzNO2, devido a baixa solubilidade. Ensaios de viabilidade celular foram realizados com o intuito de avaliar a citotoxidade destes complexos e seus ligantes in vitro. Em alguns casos a complexação melhorou a atividade e em outros gerou seletividade aos complexos.

A hidrogenação catalítica por transferência foi experimentada para redução da ligação olefínica no polibutadieno líquido hidroxilado, no polibutadieno, nos copolímeros de estireno-butadieno, randômico e em bloco e, no copolímero de acrilonitrila-butadieno, utilizando uma molécula hidroaromática como doador de hidrogênio e catalisador heterogêneo de paládio. A influência do tempo de reação; do tipo e quantidade de doador; da temperatura reacional; da quantidade do catalisador e do suporte catalítico, no grau de hidrogenação, foram estudadas. Características do aceptor, como peso molecular, presença de grupos funcionais e distribuição das unidades monoméricas nos copolímeros também foram avaliadas. Diferentes níveis de hidrogenação no polibutadieno líquido hidroxilado, no polibutadieno e nos copolímeros de estireno-butadieno, randômico e em bloco, foram obtidos quando o doador de hidrogênios foi o limoneno. Quando o cicloexeno foi usado como fonte de hidrogênio, apenas a hidrogenação do polibutadieno líquido hidroxilado foi observada. / The catalytic transfer hydrogenation has been tested on polymers (Iiquid hydroxilated polybutadiene, polybutadiene, styrene-butadiene rubber, styrene-butadiene-styrene triblock copolymer and acrilonitrile-butadiene rubber) using a hydroaromatic compound as hydrogen donor and heterogeneous catalyst. In this work, we investigated the influence of reaction time, hydrogen donor (Iimonene or cyclohexene), the donor/C=C molar ratio and different support for the Pd on the olefinic bond reduction by catalytic transfer hydrogenation of the polybutadienes. The influence of acceptor characteristics as molecular weight, presence of the functional groups and monomerics units distribution was evaluated. Different reduction degree on the liquid hydroxilated polybutadiene, polybutadiene, styrene-butadiene rubber and styrene-butadiene-styrene triblock copolymer were obtained when limonene was the hydrogen donor. When cyclohexene was the donor only liquid hydroxilated polybutadiene was reduced.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1850.pdf: 1432632 bytes, checksum: cca39f754def4854b271a41d3e2c16b7 (MD5) Previous issue date: 2008-05-21 / Universidade Federal de Sao Carlos / Pd catalysts supported on Al2O3 and La2O3-Al2O3 (12 wt.% La2O3) were prepared by wetness impregnation method with aqueous solution of of palladium nitrate (1 wt.% Pd). The supports were obtained by conventional method (PdAl-Conv. and PdLaAl-Conv.) and two different sol-gel methods with Al-sec-butoxide/HNO3/Ethanol (PdAl-SG-Et. and PdLaAl-SG-Et) and Al-sec-butoxide/CH3COOH/sec-butanol (PdAl- SG-2But. and PdLaAl-SG-2But.). The catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), BET surface area of catalysts were calculated from nitrogen absorption isotherm (SBET), FTIR-CO adsorption spectroscopy and autothermal reforming of methane (ATRM). XRD of precursors shows diffraction lines of boehmit for -SGEt. sample and shows diffraction lines of aluminum acetate for -SG-2But sample. No peaks of Pd or PdO were reveled in all catalysts samples. SBET for PdAl-SG-Et, PdLaAl- SG-Et and PdAl-SG-2But.catalysts shows type IV adsorption isotherm and H1 hysteresis and for PdLaAl-SG-2But catalyst shows type III adsorption isotherm and H3 hysteresis. FTIR-CO show that the adding of lanthana on γ-Al2O3 suppress CO adsorption in bridge form over Pd. The CO adsorption form is insensitive to presence of lanthana in catalysts obtained by sol-gel method. The intensity of bands of CO in bridge (LF) and linear (HF) show a LF/HF ratio of 4.8 to 2.3 for PdAl-Conv. and PdLaAl- Conv catalysts, respectively. The Pd catalysts supported on Al2O3 show higher deactivation with time on stream on ATRM reaction, which is assigned mainly to coalescence of Pd particle. La-containing catalysts are quite stable and H2/CO ratio depends to the synthesis method. / Al2O3 e La2O3-Al2O3 (12 % p/p de La2O3) com solução aquosa de nitrato de paládio (1% p/p). Os suportes foram obtidos pelos métodos convencional (PdAl-Conv. e PdLaAl-Conv.), sol-gel a partir do Al-tri-sec-butóxido/etanol/HNO3 (PdAl-SG-Et e PdLaAl-SG-Et) e Al-tri-sec-butóxido/2-butanol/CH3COOH (PdAl-SG-2But. e PdLaAl- SG-2But ).Os catalisadores foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), área superficial específica (SBET), espectroscopia de refletância difusa na região do infravermelho com transformada de Fourier da adsorção do CO (DRIFTS-CO) e empregados na reação de reforma autotérmica do metano (RAM). Os resultados de DRX dos precursores obtidos pelo método sol-gel etanol/HNO3 e 2-butanol/CH3COOH apresentam uma estrutura do tipo boehmita e acetato de alumínio, respectivamente. Os catalisadores não apresentam picos difração referentes as espécies Pd e PdO, sugerindo que o metal esteja bem disperso no suporte. Os catalisadores PdAl-SG-Et., PdLaAl-SGEt. e PdAl-SG-2But. apresentam isotermas de adsorção do tipo IV, histerese H1e o catalisador PdLaAl-SG-2But. isoterma do tipo III e histerese H3. Os resultados de DRIFTS-CO mostram que a adição de La2O3 à γ-Al2O3 comercial suprime a adsorção do CO na forma de ponte sobre o Pd, enquanto que a forma de adsorção do CO não é sensível a presença de La2O3 nos suportes obtidos pelo método sol-gel. A razão das bandas BF/AF de CO adsorvido na forma de ponte e linear é de aproximadamente 4,8 e 2,3 para as amostras PdAl-Conv. e PdLaAl-Conv., respectivamente. Os catalisadores suportados em Al2O3 apresentam uma forte desativação durante o período de 24h em reação de RAM a 800 °C, devido principalmente a aglomeração das partículas de Pd e não a deposição de carbono. Os catalisadores contendo La são mais estáveis e a razão H2/CO é dependente do método de preparação.

As células a combustível de etanol direto alcalinas (ADEFC) requerem o uso de eletrocatalisadores para promover a decomposição eletroquímica da molécula de etanol de maneira eficiente. Atualmente, a maioria dos catalisadores testados é à base de platina, devido a sua alta atividade catalítica. No entanto, a platina é um metal nobre de custo elevado, o que encarece os eletrodos da ADEFC e posterga sua comercialização. Sendo assim, novos catalisadores têm sido desenvolvidos, como ligas à base de paládio, por apresentarem alto desempenho para a reação de oxidação do etanol (EOR) em meio alcalino. Tais catalisadores são geralmente suportados em condutores de elétrons de elevada área de superfície específica, como o carvão, o qual pode ser submetido a funcionalização para a introdução de espécies oxigenadas em sua superfície que podem auxiliar nas propriedades eletrocatalíticas. No presente trabalho, catalisadores de Pd, PdNi, PdSn e PdNiSn suportados em carvão Vulcan XC72R funcionalizado foram sintetizados pelo método de impregnação-redução. Os suportes utilizados foram caracterizados por análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia de infravermelho, análise textural, elementar e de cinzas, comprovando que a funcionalização promoveu um aumento de espécies oxigenadas na superfície do suporte. Os eletrocatalisadores foram caracterizados por TGA, energia dispersiva de raios X (EDX), voltametria cíclica (CV), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e testes em célula unitária ADEFC. As técnicas de EDX e de TGA comprovaram que as proporções e cargas metálicas obtidas foram similares à razão estequiométrica usada na síntese, indicando que o método de impregnação-redução foi eficiente. Os tamanhos de cristalito e de partícula foram determinados por DRX e MET, respectivamente, apresentando-se na faixa de ~ 5 a 14 nm. Os resultados de DRX sugerem que houve formação de liga entre Pd e Sn, e para os catalisadores contendo Ni foi observado um pico relativo a presença de óxidos, indicando que não houve formação de liga entre Pd e Ni. As medidas de CV dos eletrocatalisadores funcionalizados apresentaram deslocamento do potencial de início da EOR para valores mais negativos, com maiores valores de densidade de corrente que seus respectivos pares não funcionalizados. As medidas de CV e os testes em ADEFC unitária atestaram que os catalisadores PdSn e PdNiSn são eficientes frente à EOR em comparação ao Pd, sendo o catalisador ternário suportado em carvão funcionalizado (PdNiSn/CF) o que apresentou a melhor performance em ADEFC. / Direct Ethanol Fuel Cells (DEFC) require the use of electrocatalysts to promote the electrochemical decomposition of the ethanol molecule efficiently. Currently, most of the electrocatalysts are platinum (Pt) based, which exhibits high catalytic activity in acid media. However, Pt has high cost, which postpones the fuel cell commercialization. In this context, new platinum-free catalysts have been developed, as palladium (Pd) and Pd based alloys, as an outcome of the high catalytic activity for ethanol oxidation reaction (EOR) in alkaline media. As the electrocatalysis is a surface phenomenon, the catalysts are usually deposited on electron conducting supports with high surface specific area. In order to create functional sites on the support surface, chemical treatments can be performed to incorporate oxygenated species in the carbon surface. In the present work, electrocatalysts of Pd, PdNi, PdSn and PdNiSn supported on functionalized Vulcan XC72R were synthesized by the impregnation-reduction method. The catalyst supports were characterized by thermogravimetric analysis (TGA), infrared spectroscopy, textural, elemental and ash analyzes, which confirmed that the functionalization promoted an increase of the oxygenated species on the support surface. The electrocatalysts were characterized by TGA, energy dispersive X-rays (EDX), cyclic voltammetry (CV), X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), and tested in ADEFC unit cell. The EDX and TGA measurements confirmed that the synthesis method allowed preparing the electrocatalysts with the expected composition metallic loading. The crystallite and particle sizes, estimated by XRD and TEM, respectively, were in the nanometric range ~ 5 a 14 nm. The XRD measurements indicated the formation of alloy between Pd and Sn, and for the Ni containing catalysts it was observed the oxide formation, suggesting no alloy formation between Pd and Ni. The CV curves for the functionalized electrocatalysts evidenced that the onset potential for EOR towards more negative values, with higher current density values compared to the non-funcionalized samples. The CV measurements and ADEFC tests showed that the electrocatalysts PdSn and PdNiSn exhibited high performance for the EOR compared to Pd, in such a way that the ternary electrocatalyst supported on functionalized carbon (PdNiSn/CF) exhibited the highest performance in ADEFC.

As células a combustível de etanol direto alcalinas (ADEFC) requerem o uso de eletrocatalisadores para promover a decomposição eletroquímica da molécula de etanol de maneira eficiente. Atualmente, a maioria dos catalisadores testados é à base de platina, devido a sua alta atividade catalítica. No entanto, a platina é um metal nobre de custo elevado, o que encarece os eletrodos da ADEFC e posterga sua comercialização. Sendo assim, novos catalisadores têm sido desenvolvidos, como ligas à base de paládio, por apresentarem alto desempenho para a reação de oxidação do etanol (EOR) em meio alcalino. Tais catalisadores são geralmente suportados em condutores de elétrons de elevada área de superfície específica, como o carvão, o qual pode ser submetido a funcionalização para a introdução de espécies oxigenadas em sua superfície que podem auxiliar nas propriedades eletrocatalíticas. No presente trabalho, catalisadores de Pd, PdNi, PdSn e PdNiSn suportados em carvão Vulcan XC72R funcionalizado foram sintetizados pelo método de impregnação-redução. Os suportes utilizados foram caracterizados por análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia de infravermelho, análise textural, elementar e de cinzas, comprovando que a funcionalização promoveu um aumento de espécies oxigenadas na superfície do suporte. Os eletrocatalisadores foram caracterizados por TGA, energia dispersiva de raios X (EDX), voltametria cíclica (CV), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e testes em célula unitária ADEFC. As técnicas de EDX e de TGA comprovaram que as proporções e cargas metálicas obtidas foram similares à razão estequiométrica usada na síntese, indicando que o método de impregnação-redução foi eficiente. Os tamanhos de cristalito e de partícula foram determinados por DRX e MET, respectivamente, apresentando-se na faixa de ~ 5 a 14 nm. Os resultados de DRX sugerem que houve formação de liga entre Pd e Sn, e para os catalisadores contendo Ni foi observado um pico relativo a presença de óxidos, indicando que não houve formação de liga entre Pd e Ni. As medidas de CV dos eletrocatalisadores funcionalizados apresentaram deslocamento do potencial de início da EOR para valores mais negativos, com maiores valores de densidade de corrente que seus respectivos pares não funcionalizados. As medidas de CV e os testes em ADEFC unitária atestaram que os catalisadores PdSn e PdNiSn são eficientes frente à EOR em comparação ao Pd, sendo o catalisador ternário suportado em carvão funcionalizado (PdNiSn/CF) o que apresentou a melhor performance em ADEFC. / Direct Ethanol Fuel Cells (DEFC) require the use of electrocatalysts to promote the electrochemical decomposition of the ethanol molecule efficiently. Currently, most of the electrocatalysts are platinum (Pt) based, which exhibits high catalytic activity in acid media. However, Pt has high cost, which postpones the fuel cell commercialization. In this context, new platinum-free catalysts have been developed, as palladium (Pd) and Pd based alloys, as an outcome of the high catalytic activity for ethanol oxidation reaction (EOR) in alkaline media. As the electrocatalysis is a surface phenomenon, the catalysts are usually deposited on electron conducting supports with high surface specific area. In order to create functional sites on the support surface, chemical treatments can be performed to incorporate oxygenated species in the carbon surface. In the present work, electrocatalysts of Pd, PdNi, PdSn and PdNiSn supported on functionalized Vulcan XC72R were synthesized by the impregnation-reduction method. The catalyst supports were characterized by thermogravimetric analysis (TGA), infrared spectroscopy, textural, elemental and ash analyzes, which confirmed that the functionalization promoted an increase of the oxygenated species on the support surface. The electrocatalysts were characterized by TGA, energy dispersive X-rays (EDX), cyclic voltammetry (CV), X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), and tested in ADEFC unit cell. The EDX and TGA measurements confirmed that the synthesis method allowed preparing the electrocatalysts with the expected composition metallic loading. The crystallite and particle sizes, estimated by XRD and TEM, respectively, were in the nanometric range ~ 5 a 14 nm. The XRD measurements indicated the formation of alloy between Pd and Sn, and for the Ni containing catalysts it was observed the oxide formation, suggesting no alloy formation between Pd and Ni. The CV curves for the functionalized electrocatalysts evidenced that the onset potential for EOR towards more negative values, with higher current density values compared to the non-funcionalized samples. The CV measurements and ADEFC tests showed that the electrocatalysts PdSn and PdNiSn exhibited high performance for the EOR compared to Pd, in such a way that the ternary electrocatalyst supported on functionalized carbon (PdNiSn/CF) exhibited the highest performance in ADEFC.

Orientador: Abner de Siervo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-16T08:29:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lussani_FernandoCesar1985-_M.pdf: 10633607 bytes, checksum: 81211aec04bbbd3665a1c673e003a714 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Algumas evidências na literatura apontam para um possível ordenamento ferromagnético do Paládio. Na natureza, o Paládio é um metal de transição não ferromagnético. Filmes ultrafinos podem induzir ordenamento ferromagnético devido a diferenças nos parâmetros de rede entre o filme(Pd) e o substrato que o suporta. Neste trabalho, cresceram-se filmes ultrafinos de Paládio sobre o substrato de W(100). Para tanto, o substrato foi limpo por meio de tratamento térmico e bom- bardeamento de íons. Filmes de Paládio foram crescidos usando epitaxia por feixe atômico e obteve-se um filme com espessura de cinco monocamadas de Paládio. Esse filme foi caracterizado pelas técnicas de espectroscopia de fotoemissão e espalhamento de elétrons de baixa energia. Determinou-se a estrutura de superfície por meio da técnica de difração de fotoelétrons usando radiação síncroton (LNLS), oriunda da linha SXS, com energia do fóton de 1810 eV. Realizou-se o mesmo estudo para filmes de Paládio sobre substrato de Nb(100). Neste sistema, depositou-se Paládio sobre uma superfície reconstruída de NbO(3 x 1) - 2D. Caracterizou-se este filme e o arranjo estrutural foi obtido por meio da técnica de difração de fotoelétrons com fótons de raio-X AI Ka de energia 1486.6 eV. Em seguida calculamos, por meio da teoria do funcional da densidade, propriedades estruturais e eletrônicas do Páladio. A partir destes cálculos, os resultados encontrados na determinação estrutural foram analisados. Calculou-se a densidade de estados para alguns modelos de empacotamento e discutiu-se sobre a existência ou não de ordenamento ferromagnético nesses sistemas / Abstract: Some evidence in the literature suggest a possible ferromagnetic ordering of the Palladium. In nature, the Palladium is a non-ferromagnetic metal transition. Ultra- thin films can induce ferromagnetic ordering due to differences in lattice parameters between the film(Palladium) and the substrate that supports it. In this work, it has been grown Palladium ultrathin films on the substrate W(100). First, The substrate was cleaned by heat treatment and ion bombardment. Palladium films were grown using atomic beam epitaxy and it was obtained a film with a thickness of tive monolayers of Palladium. This film was characterized by X- ray photoelectron spectroscopy and by low energy electron diffraction. The surface structure has been determined by X-ray photoelectron diffraction technique using synchrotron radiation (LNLS), from SXS line with the photon energy of 1810 eV. We performed the same study for Palladium films over Nb(100). In this system, Palladium monolayers were deposited on a reconstructed surface of NbO(3 x 1)- 2D. These films has been characterized and the structural arrangement was achieved through the technique of photoelectron diffraction with photons from a AI Ka source with energy of 1486.6 eV. Then, it was calculated by density functional theory, the electronic and structural properties of Palladium. From these calculations, the results found in structural determination were analyzed. It has been calculated the density of states for some models of packaging and it was argued about the existence of ferromagnetic ordering in these systems / Mestrado / Física da Matéria Condensada / Mestre em Física