Made available in DSpace on 2017-07-21T20:43:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ana K.pdf: 5354849 bytes, checksum: 5d4ba75f894ea071a739c12aebbddbe2 (MD5) Previous issue date: 2016-08-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Solid oxide fuel cells (SOFC) are devices that convert chemical energy directly into electricity and have shown a good alternative due to its high efficiency (more than 70%) have only components solid and clean energy. Among the biggest advantages are high reliability and low emission reducing the impact on the greenhouse effect. A SOFC comprises an electrolyte and two electrodes, the cathode and the anode, and must provide substantial conductivity, above 0.1 S.cm-1. The ceramics which have excellent electrical properties are compounds based on the structure of the perovskite (ABO3), and some of these have proton and ion conduction. The objective of this study was the synthesis of a perovskite with BaCe0,2Zr0,7Y0,1O3-δcomposition and obtain a dense compound for use as an electrolyte in SOFC. The ceramic compound this composition has enhanced electrical properties, as it has proton conduction. The powders were synthesized by the modified Pechini method, and various processing routes were tested until they found the ideal containing two calcinations, a 350°C for 4 hours and another 900°C for 12 hours. After obtaining the powder were tested two types of grinds, one in vibratory mill for 6 hours and another at high energy mill for 1 hour in order to refine the particle BCZY27 and improve densification of the sample after sintering. It also used the zinc oxide, 2% and 4 mol%, as a dopant assist densification. The characterization of the post was made by X and scanning electron microscopy with EDS rays. The results showed that, as the temperature was 900C possible to obtain the desired phase containing second phases. The sintering was done at 1300°C, 1400°C and 1600°C together with milling in a vibration mill and Spex mill, with the aim of testing the best composition in each. The characterization of the sintered samples was made by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, EDS, dilatometry, porosity and density. Impedance spectroscopy were also made to the atmospheric air and humid air at temperatures from 200 to 600°C with intervals of approximately 25°C the samples possessed apparent porosity of less than 5%. The samples sintered at 1400°C with the addition of 4 mol% of ZnO, proved to be good for the application as an electrolyte because reached full enough electrical conductivity to be used. / As células a combustível de óxido sólido (CaCOS) são dispositivos que convertem energia química diretamente em elétrica e têm se mostrado uma boa alternativa devido a sua alta eficiência (acima de 70%), ter apenas componentes no estado sólido e produzir energia limpa. Entre as maiores vantagens estão a alta confiabilidade e a baixa emissão de gases diminuindo o impacto sobre o efeito estufa. Uma CaCOS é constituída por um eletrólito e dois eletrodos, o catodo e o anodo, e deve apresentar condutividade elétrica considerável, acima de 0,1 S.cm-1. As cerâmicas que apresentam propriedades elétricas são compostos baseados na estrutura da perovskita (ABO3), sendo que algumas dessas apresentam condução protônica e iônica. Assim, o objetivo deste trabalho foi estudar a síntese de uma perovskita com composição BaCe0,2Zr0,7Y0,1O3-δe obter um composto denso para utilização como eletrólito em CaCOS. O composto cerâmico com esta composição possui propriedades elétricas otimizadas, pois apresenta condução protônica. Os pós foram sintetizados pelo método Pechini modificado e foram testadas diversas rotas de processamento até que se considerou a ideal contendo duas calcinações, uma de 350°C por 4 horas e a outra de 900°C por 12 horas. Após a obtenção do pó, foram testados dois tipos de moagens, uma em moinho vibratório por 6 horas e outra em moinho de alta energia por 1 hora, com a finalidade de refinar as partículas de BCZY27 e melhorar a densificação da amostra após a sinterização. Foi utilizado também o óxido de zinco, a 2% e 4% em mol, como dopante auxiliar de densificação. A caracterização dos pós foi feita por difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura com EDS. Os resultados mostraram que, a partir da temperatura de 900ºC foi possível obter a fase desejada contendo segundas fases. As sinterizações foram feitas em 1300°C, 1400°C e 1600°C em conjunto com as moagens em moinho vibratório e moinho Spex, com o objetivo de testar a melhor composição em cada uma delas. A caracterização das amostras sinterizadas foi feita por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, EDS, dilatometria, porosidade e densidade aparente. Foram feitas também medidas de espectroscopia de impedância ao ar atmosférico e ao ar úmido em temperaturas de 200 até 600°C com intervalos aproximados de 25°C das amostras que possuíram porosidade aparente inferior a 5%. As amostras sinterizadas a 1400°C, com a adição de 4% mol de ZnO, se mostraram boas para a aplicação como eletrólito, pois atingiram a condutividade elétrica total suficiente para sua utilização.

Submitted by Eunice Novais (enovais@uepg.br) on 2017-09-01T17:51:26Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Luiz Fernando K Unti.pdf: 6181881 bytes, checksum: b0280e86919fc3c265d97d1ffba8200e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-01T17:51:26Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Luiz Fernando K Unti.pdf: 6181881 bytes, checksum: b0280e86919fc3c265d97d1ffba8200e (MD5) Previous issue date: 2017-01-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Dentre os materiais mais comuns utilizados para a construção de eletrólitos e eletrodos das células a combustível de óxido sólido (CaCOS) estão os óxidos com estrutura semelhante à perovisquita; estes apresentam características desejáveis para esta aplicação, como boa condutividade elétrica. Diversos são os estudos nesta área atualmente, onde um dos enfoques é o desenvolvimento de materiais com condutividade protônica para melhorar a performance destes condutores. O presente trabalho avaliou a viabilidade do composto Ba5Nb4O15 (BNO) como possível candidato na produção de elementos de CaCOS. Este composto possui uma estrutura de perovisquita hexagonal, e estudos recentes apontam que é largamente utilizado em ressoadores dielétricos e há indícios que este tipo de estrutura pode apresentar condutividade protônica. Nesse trabalho foi avaliada a síntese da fase BNO através de um método alternativo à reação no estado sólido, baseada no método Pechini modificado, usando para isto precursores no formato de óxido. Como há diversas rotas diferentes de processamento para esta fase, comparou-se a sinterabilidade dos pós obtidos nas sínteses através da densificação, após serem conformados e sinterizados em duas temperaturas: 1400 e 1450ºC. Também se estudou a influência da adição de dopantes de menor valência (titânio e zircônio) na estrutura e nas propriedades elétricas da fase pura. Foi possível obter a fase BNO em todas as sínteses, embora após a primeira calcinação houvesse diferentes fases na amostra obtida pelo método Pechini; estas fases secundárias desapareceram após a sinterização. Atingiu-se maior densificação ao submeter os pós sintetizados à moagem, previamente à conformação, onde se atingiu porosidades aparentes menores que 5%. As dopagens promoveram o refino do grão, mas não foram eficientes no aumento da condutividade do composto. Contudo, as amostras sinterizadas em 1450ºC apresentaram maior condutividade em atmosfera úmida (H2O) do que em água pesada (D2O), o que pode ser um indício da existência de condutividade protônica nesta estrutura. / Among the common materials used to produce solid oxide fuel cell’s (SOFC’s) electrolytes and electrodes areoxides with perovskite structures; they show desirable characteristics for this application, like good levels of ionic conduction. Nowadays, there are many different studies on this field, where developing new proton conduction materials to improve SOFC’s performance is one of them. Present work evaluated the viability of compound Ba5Nb4O15 (BNO) as a candidate to produce SOFC’s elements. This compound show a hexagonal perovskite structure and recent papers point this kind of structure is currently used can show some indications of proton conduction. At present study, it was evaluated BNO synthesis through an alternate method to solid-state reaction, based on Pechini method and using different oxides as precursors. Since there are many different processing routes to obtain this phase, it was compared sinterability of synthesized powders after pressing and sintering at two temperatures: 1400 and 1450ºC. The poisoning effect of titanium and zirconium on structure and electric properties was also studied. BNO phase was successful obtained in all synthesis, although non-stoichiometry phases were present on Pechini sample after first calcination; after sintering, these phases were no longer present though. A higher densification was obtained after milling synthesized powder previously to pressing: a bulk porosity smaller than 5% was achieved. Doping produce grain refinement, but it was not efficient improving electrical conductivity. However, sintered samples at 1450ºC had shown higher conductivity on humid atmosphere (H2O) than presented on heavy water atmosphere (D2O). This could be an indication of proton conductionin this structure. Keywords: proton conduction, hexagonal perovskites, Pechini method, solid oxide fuel cells.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2019-03-07T18:48:58Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Melina Favaro.pdf: 3032267 bytes, checksum: 0e68f7c9b37bc1a5e64dea76fe33552c (MD5) / Made available in DSpace on 2019-03-07T18:48:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Melina Favaro.pdf: 3032267 bytes, checksum: 0e68f7c9b37bc1a5e64dea76fe33552c (MD5) Previous issue date: 2018-08-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Diante de toda a problemática ambiental que vem sendo levantada e discutida há algumas décadas, têm-se desenvolvido diversas alternativas para uma geração de energia que substitua parcial ou totalmente as fontes fósseis, tanto em questão de finitude quanto ambientais. Dentre essas alternativas, as células a combustível de óxido sólido estão ganhando destaque por seu alto rendimento e baixa geração de resíduos. Como qualquer inovação tecnológica, muitos desafios ainda estão sendo superados e há muita demanda de pesquisa para melhorar diversos parâmetros dessas células, tais como: materiais de composição da célula, temperatura de utilização e rendimento energético. O presente trabalho estudou a obtenção e caracterização de um cermeto formado por um condutor protônico com composição BaCe0,2Zr0,7Y0,1O3-δ (BCZY271) com uma segunda fase metálica de níquel pela adição de óxido de níquel, para testar a viabilidade da utilização deste compósito em célula a combustível de óxido sólido. Três proporções da mistura BCZY271-NiO (30/70, 50/50 e 70/30, respectivamente) preparadas e caracterizadas quanto a microestrutura formada e as suas propriedades elétricas. O método utilizado para a síntese do pó da fase BCZY271 foi o Pechini modificado, seu sucesso na formação da composição foi comprovado por meio de Difratometria de Raio X e Microscopia Eletrônica de Varredura com EDS. As diferentes proporções da mistura de BCZY271-NiO sinterizadas a 1400ºC por 4h apresentaram porosidade adequada para utilização como eletrodo de célula a combustível de óxido sólido. O tratamento térmico a 900°C por 6h em atmosfera de H2 (4%) e Ar (96%) mostrou ser eficiente para a redução do óxido de níquel a níquel metálico. A condutividade elétrica total das amostras se mostraram suficientes para utilização como eletrodo de célula a combustível de óxido sólido. / In view of all the environmental problems that have been raised and discussed for some decades, various alternatives have been developed for a generation that partially or totally replaces fossil sources, both in terms of finitude and environmental. Among these alternatives, solid oxide fuel cells are gaining prominence due to their high yield and low waste generation. Like any technological innovation, many challenges are still being overcome and there is a great deal of research demand to improve several parameters of these cells, such as: cell composition materials, temperature of use and energy yield. The present work studied the obtaining and characterization of a cermet formed by a protonic conductor with composition BaCe0,2Zr0,7Y0,1O3-δ (BCZY271) with a second nickel metal phase by the addition of nickel oxide, to test the feasibility of using this composite in solid oxide fuel cell. Three proportions of the blend BCZY271/NiO (30/70, 50/50, 70/30, respectively) were prepared and characterized as to microstructure formed and its electrical properties. The method used for the synthesis of the powder on the phase BCZY271 has modified Pechini, its success in the formation of the composition was confirmed by means of x-Ray Diffraction and Scanning Electron Microscopy with EDS. The different proportions of the blend BCZY271-NiO sintered on 1400ºC for 4 hours showed proper porosity for using as solid oxide fuel cell electrode. The heat treatment on 900°C for 6 hours in atmosphere of H2 (4%) and Ar (96%) was enough to reduce the oxide nickel to nickel metal. The total electrical conductivity of the samples were suitable for using as a solid oxide fuel cell electrode.

Orientador: Paulo Noronha Lisboa-Filho / Banca: Fabio Furlan Ferreira / Banca: Manuel Henrique Lente / Banca: André Maurício Brinatti / Banca: Guinther Kellermann / O Programa de Pós graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem carater institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da UNESP / Resumo: Nesse trabalho foi realizado o processo de síntese, e a caracterização estrutural e magnética de compostos HoMn1-x(Ni, Co)xO3 de estrutura perovskita. As sínteses das amostras foram realizadas por meio do método dos precursores poliméricos modificado. Após a síntese e a remoção do solvente, a resina polimérica formada foi tratada em 350ºC/4h para a remoção dos constituintes orgânicos, seguida de tratamentos térmicos em 500ºC/4h e 900ºC/20h para obtenção da fase cristalina. Para a caracterização estrutural foi utilizada a linha D10B-XPD do Laboratório Naiconal de Luz Síncrotron (LNLS), onde comprimentos de onda de raios X abaixo da borda de absorção do cobalto, do maganês e do níquel, foram utilizados. A formação das fases HoNi0.50Mn0.50O3, HoCo0.50O3 e HoNi0.25Co0.25Mn0.50O3, foram observadas pelas técnica da difração de raios X. Com o método de refinamento Reitveld para a amostra HoNi0.25Co0.25Mn0.50O3, foi determinado que o cobalto e o níquel apresentaram ocupações similares, no topo e na base da cela unitária, enquanto que o manganês ocupou preferencialmente o plano 002. A resposta magnética das amostras foi estudada através de curvas de magnetização em função da temperatura, e do campo magnético aplicado. As curvas ZFC demonstraram uma resposta paramagnética associada ao momento magnético do hólmio, além da coexistência de ferromagnetismo, antiferromagnetismos e ferrimagnetismo, devido às sub-redes formadas pelos metais de transição. As curvas FC evidenciaram o fenômeno da inversão de spin, associado à interação entre as sub-redes formadas pelos metais de transição com a sub-rede formada pela terra-rara, considerando um mecanismo de interação de troca antiferromagnética / Abstract: In this work was accomplished the syntheis process and structural and magnetic characterization of HoMn1-x(NiCo)xO3 compounds of pervskites structure. The sample synthesis were performed through modified polymeric precursos method. After synthesis and solvent removal, the polymer resin formed was treated at 350ºC/4h for organic constituents removal, followed by heating treatment at 500ºC/4h and 900ºC/20h to obtain the crystalline phase. For structural characterization, it was used D10B-XPD beam line of Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), where X-rays wavelengths below cobalt, manganeses and nickel absorption edge, were used. The formation of HoNi0.50Mn0.50O3, HoCo0.50O3 e HoNi0.25Co0.25Mn0.50O3 phases were observed by X-ray diffraction technique. By Rietveld refinement method for sample HoNi0.25Co0.25Mn0.50O3, it was determined that cobalt and nickel had similar occupations at the top and bottom of unit cell, while the manganeses preferentially occupied plan 002. The magnetic response of samples was studied through magnetization curves according to the temperature function and the applied magnetic field. The ZFC curves showed a paramagnetic response associated to holmium magnetic moment, and ferromagnetism, antiferromagnetism and ferrimagnetism coexistence, due to sublattices formed by transition metals. The FC curves evidenced the spin reversal phenomenon, associated to the interaction between the sublattice formed bu transition metals with sublattices formed by rare-earth, considering a mechanism of antiferromagnetic exchange interaction / Doutor

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:42:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AndreiaCL_TESE.pdf: 5308625 bytes, checksum: 13df680734f410713c3992d8e7be1c8f (MD5) Previous issue date: 2010-12-27 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Orthoferrites AFeO3 (A = rare earth) are an important class of perovskite oxides that exhibit weak ferromagnetism. These materials find numerous applications as chemical sensors, cathodes for fuel cells and catalysis, which make them interesting from the standpoint of science and technology. Their structural, electrical and magnetic properties are dependent on many factors such as the preparation method, heat treatment conditions, chemical composition and replacement of cations in sites A and/or B. In this paper, LaFe1-xMnxO3 (0 ≤ x ≤ 1) orthoferrites-type was prepared by Pechini method and Microwave-assisted combustion reaction in order to evaluate the influence of synthesis route on the formation of oxide, as well as the effect of parcial replacement of iron by manganese and heat treatment on the magnetic properties. The precursor powders were calcined at 700?C, 900?C, 1100?C and 1300?C for 4 hours and they were characterized by the techniques: Thermogravimetric analysis (TGA), X ray diffraction (XRD), Refinement by Rietveld method, Scanning electron microscopy (SEM), Reduction temperature programmed (RTP) and Magnetic hysteresis measurements performed at room temperature. According to the XRD patterns, the formation of perovskite phase with orthorhombic structure was observed for the systems where 0 ≤ x ≤ 0.5 and rhombohedral for x = 1. The results also showed a decrease of lattice parameters with the parcial replacement of iron by manganese and consequently a reduction in cell volume. The hysteresis curves exhibited weak ferromagnetism for the systems prepared by both synthesis methods. However, a dependence of magnetization as a function of dopant content was observed for samples produced by Pechini method. As for the systems prepared by combustion reaction, it was found that the secondary phases exert a strong influence on the magnetic behavior / Ortoferritas AFeO3 (A = terra rara) constituem uma importante classe de ?xidos perovskita que exibem ferromagnetismo fraco. Estes materiais encontram in?meras aplica??es como sensores qu?micos, catodos para c?lulas a combust?veis e na ?rea de cat?lise, o que os fazem interessantes do ponto de vista cient?fico e tecnol?gico. Suas propriedades estruturais, el?tricas e magn?ticas s?o dependentes de v?rios fatores tais como: o m?todo de prepara??o, condi??es do tratamento t?rmico, composi??o qu?mica e substitui??o de c?tions nos s?tios A e/ou B. Neste trabalho, ortoferritas do tipo LaFe1-xMnxO3 (0 ≤ x ≤ 1) foram preparadas pelo m?todo Pechini e pela rea??o de combust?o assistida por microondas com a finalidade de avaliar a influ?ncia da rota de s?ntese na forma??o do ?xido, assim como o efeito da substitui??o parcial do ferro por mangan?s e do tratamento t?rmico nas propriedades magn?ticas. Os p?s precursores foram calcinados a 700?C, 900?C, 1100?C e 1300?C por 4 horas e caracterizados atrav?s das t?cnicas: An?lise termogravim?trica (TG), Difra??o de raios X (DRX), Refinamento pelo m?todo de Rietveld, Microscopia eletr?nica de varredura (MEV), Redu??o a temperatura programada (RTP) e Medidas de histerese magn?ticas realizadas ? temperatura ambiente. De acordo com os difratogramas, a forma??o da fase perovskita com estrutura ortorr?mbica foi observada para os sistemas onde 0 ≤ x ≤ 0,5 e, rombo?drica para x = 1. Os resultados tamb?m mostraram uma diminui??o dos par?metros de rede com a substitui??o parcial do ferro por mangan?s e, conseq?entemente uma redu??o do volume da c?lula unit?ria. As curvas de histerese exibiram ferromagnetismo fraco para os sistemas preparados por ambos os m?todos de s?ntese. Entretanto, uma depend?ncia da magnetiza??o em fun??o do teor de dopante foi observada para as amostras produzidas pelo m?todo Pechini. J? para os sistemas preparados por rea??o de combust?o, verificou-se que as fases secund?rias exercem forte influ?ncia no comportamento magn?tico

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:16:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3337.pdf: 3467265 bytes, checksum: 529eb6b6e21347d13906d054f5528d34 (MD5) Previous issue date: 2010-08-31 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this work the magnetic properties of iridium oxide synthesized via Pechini s method and doped with different concentrations of cobalt were studied. The proposal was to investigate the possibility of applying it as a diluted magnetic oxide (DMO1). The samples were characterized by x-ray diffraction to study the structural features by Rietveld refinement, which indicated that there is no inconsistency between the observed intensities and the calculated profile. The samples were characterized by magnetization measurements as a function of temperature and applied magnetic field. A paramagnetic behavior was observed in samples doped with low Co concentrations. However, a small change in the magnetism appears in samples with concentrations up to 10 mol% of Co. A new metamagnetic phase was observed for samples with 25% and 30% in mol of Co. / Neste trabalho foram estudadas as propriedades magnéticas do óxido de irídio sintetizado via método de Pechini e dopado com diferentes concentrações de Co, com a proposta de investigar a possibilidade de aplicá-lo como um Óxido Diluído Magnético (DMO, sigla em inglês) 1. As amostras foram caracterizadas por medidas de difração de raios-x através de refinamento Rietveld, indicando que não há incompatibilidade entre as intensidades observadas e as do perfil calculado. Além disso, foram realizadas medidas de magnetização em função da temperatura e do campo magnético aplicado. Foi observado comportamento paramagnético em amostras dopadas com baixas concentrações de Co, entretanto, uma pequena mudança no magnetismo das amostras começou a aparecer em amostras com concentrações de Co a partir de 10 mol%, ficando evidente em altas concentrações de dopante, 25% e 30% em mol, uma fase metamagnética.

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2016-05-12T13:11:00Z No. of bitstreams: 1 arquivo total.pdf: 5933598 bytes, checksum: f90080e0529915a4c5c37308259bee89 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-12T13:11:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivo total.pdf: 5933598 bytes, checksum: f90080e0529915a4c5c37308259bee89 (MD5) Previous issue date: 2015-03-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Zinc stannate (Zn2SnO4) and zinc titanate (Zn2TiO4) are inverse spineltype oxides and stand out due to their optical, electrical, magnetic, semiconductor and photocatalytic properties. In this work, the two materials were combined in order to obtain a solid solution, Zn2Sn1-xTixO4 (x= 0; 0.25; 0.50; 0.75; 1.0), using the modified-Pechini method, in order to evaluate the influence of the Sn4+ ions substitution by Ti4+ ones in the spinel lattice for application as catalysts in the photodiscoloration of the golden yellow remazol. Catalysts were characterized by the X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (IR), ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis), Raman spectroscopy and surface area measurements (BET). XRD results showed that the materials presented a high long range order when heat treated at 700 °C, using zinc acetate and pH = 1. IR and Raman spectra confirmed the presence of the [TiO6] and [SnO6] octahedra and (ZnO4) tetrahedron. The parameters used in the dye discoloration were: catalyst mass and irradiation times. The results showed that a higher irradiation time provided a better efficiency. Zn2SnO4 presented the best result, with 81 % of discoloration after 4 h of irradiation. As tin was replaced by titanium in the spinel structure, the catalyst efficiency decreased, achieving 37 % for the Zn2TiO4. / O estanato (Zn2SnO4) e o titanato de zinco (Zn2TiO4) são óxidos do tipo espinélio inverso, destacam-se devido a suas propriedades óticas, elétricas, magnéticas, semicondutoras e fotocatalíticas. Nesse trabalho, os dois materiais foram combinados com a finalidade de obter uma solução sólida, Zn2Sn1-xTixO4, (x= 0; 0,25; 0,50; 0,75; 1,0), utilizando o método Pechini modificado, de modo a investigar a influência da substituição dos íons Sn4+ por íons Ti4+ na rede do espinélio para aplicação como catalisadores na fotodescoloração do corante amarelo remazol ouro. Os catalisadores foram caracterizados pelas técnicas de difração de raios-X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho (IV), espectroscopia na região do ultravioleta visível (UV-Vis), espectroscopia Raman e medida de área superficial por BET. Os resultados de DRX mostraram que os materiais apresentaram alta organização a longo alcance, quando calcinados a 700 °C, utilizando acetato de zinco e pH 1. Os espectros de IV e Raman confirmaram a presença dos octaedros [ZnO6], [TiO6],[SnO6] e tetraedro (ZnO4). Os parâmetros utilizados na descoloração do corante foram: massa fixa de catalisador e tempos de radiação. Os resultados mostraram que um maior tempo de radiação proporcionou maior eficiência. O Zn2SnO4 apresentou o melhor resultado, com descoloração de 81% após 4 h de radiação. À medida que o estanho foi substituído pelo titânio na estrutura do espinélio, a eficiência do catalisador foi decrescendo, chegando a 37% para o Zn2TiO4.

Resumo: O objetivo deste trabalho foi preparar, pelo método de precursor polimérico, condutores mistos (eletrônico e iônico) de perovskita de 'La IND.0,6'Sr IND.0,4'Fe IND.y'Co IND.1-y'O IND.3-'delta', para serem utilizados como cátodo em SOFC. Os materiais foram desenvolvidos para que os eletrodos constituídos promovessem a reação de redução de oxigênio (RRO) mesmo em temperaturas reduzidas para possibilitar a operação das SOFCs em temperatura moderada. A caracterização física dos materiais obtidos foi feita por medidas de TG/DSC, difratometria de raios X (DRX) com refinamento das estruturas pelo Método de Rietveld, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise composicional por espectroscopia dispersiva de raios X (EDS). Observou-se que a total eliminação da matéria orgânica dos precursores é importante para a formação da fase perovskita e que a quantidade dessa fase é dependente do conteúdo de cobalto e da temperatura de calcinação. De modo geral, à medida que se aumenta o conteúdo em cobalto aumenta a quantidade de fases secundárias (Sr'CO IND.3', 'Co IND. 2'O IND. 3' e Se'Fe IND.12'O IND.19'). Observou-se também que a fase perovskita é melhor descrita quando se adota a simetria R-3cH. Na caracterização eletroquímica, feita por levantamento da curva de polarização em estado estacionário e espectroscopia de impedância, melhores resultados foram observados parao sistema y=1. Reações entre o eletrólito de YSZ e perovskitas e flutuações composicionais destas podem ter ocorrido no caso dos eletrodos contendo cobalto resultando em desempenhos insatisfatórios. Além disso, a causa desse desempenho pode estar no aumento da temperatura de calcinação, necessário para obter adequada aderência das perovskitas contendo cobalto, e que resultou em eletrodos com baixa porosidade com desvios na composição. / Abstract: In this work, 'La IND.0,6'Sr IND.0,4'Fe IND.y'Co IND.1-y'O IND.3-'delta' perovskite mixed conductor (electronic and ionic) was prepared by polymeric precursor mehod to be used as cathodes for SOFCs. The materials were developed to promote the oxygen reduction reaction (ORR) at the reduced temperatures to make possible the moderated temperature operation of SOFCs. The physical characterization of the obtained material was carried out by TG/DCS, X ray diffractometry using the Rietveld Method for structure refinement, scanning electronic microscopy (SEM) and compositional analysis by energy dispersive X ray spectroscopy (EDS). It was observed that the complete organic matter elimination from the precursors is important to obtain the perovskite phase and that the amount of this phase is dependent of the cobalt content and calcination temperature. In general, as increases the cobalt content increases the amount of secondary phases (Sr'CO IND.3', 'Co IND. 2'O IND. 3' e Se'Fe IND.12'O IND.19'). Also, it was observed that the perovskite phase is better described when the R-3cH symmetry is adopted in the structure refinement. In the electrochemical studies, by stationary polarization and impendance spectrocopy, better results were observed for the system with y=1. Reactions between YSZ electrolyte and perovskites and compositional fluctuation can take place in the case of cobalt containing electrodes, resulting in an unsatisfactory performance. The increasing in the calcination temperature, required to the appropriate adherence between the cobalt containing electrodes and electrolyte, also resulted electrodes with low porosity with composition deviations. / Orientador: Margarida Juri Saeki / Coorientador: Luis Vicente de Andrade Scalvi / Banca: Joelma Perez / Banca: Sonia Regina Homem de Mello Castanho / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Mestre

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The spodumene (LiAlSi2O6 - LAS) is a silicate that has shown good results for high-dose dosimetry for gamma rays. This silicate may be obtained naturally or synthetically. The synthetic spodumene has been produced by solid state reaction, whose difficulty arises from the need to employ high temperatures. This paper aims to produce LAS through two different production routes: the proteic sol-gel and Pechini methods. The material produced was characterized by X-ray diffraction (XRD), differential thermal analysis (DTA) and thermogravimetry (TGA) in order to evaluate the structural properties of the material, as well as possible changes in physical or chemical properties depending on the temperature. It was found by XRD and Rietveld refinement was possible to obtain LAS B-spodumene phase by both methods. The thermal analysis showed that the material for both methods suffer considerable loss of weight in the temperature range 20-600 °C. Through thermoluminescent measures, one can observe that the LAS produced by both methods shows thermoluminescent peaks from beta irradiation at a dose of 1 Gy, thus allowing its application dosimetry. It can be concluded therefore that there is the possibility of producing them in large numbers at reduced cost and environmental impact, being viable in dosimetry. It also follows that the sol-gel protein appeared to be the best way to produce the LAS compared with other routes used, such as solid state synthesis or devitrification. / O espodumênio (LiAlSi2O6 LAS) é um silicato que tem demonstrado bons resultados para dosimetria de altas doses para raios gama. Esse silicato pode ser obtido de forma natural ou sintética. O espodumênio sintético tem sido produzido por reação do estado sólido, cuja dificuldade provém da necessidade de se empregar altas temperaturas. O presente trabalho tem o objetivo de produzir o LAS por meio de duas rotas de produção diferentes: a sol-gel proteica e método Pechini. O material produzido foi caracterizado através da difração de raios X (DRX), análises térmica diferencial (DTA) e termogravimétrica (TGA) com o intuito de avaliar as propriedades estruturais do material, bem como as possíveis mudanças de propriedades físicas ou químicas em função da temperatura. Verificou-se através da DRX e do refinamento Rietveld que foi possível se obter LAS na fase B-espodumênio por ambos os métodos. As análises térmicas mostraram que o material, por ambos os métodos, sofre perda considerável de massa no intervalo de temperatura de 20 a 600 °C. Através de medidas termoluminescentes, pode-se observar que o LAS produzido por ambos os métodos apresenta picos termoluminescentes a partir de irradiação beta com dose de 1 Gy, possibilitando sua aplicação dosimétrica. Pode-se concluir, assim, que há possibilidade de produção do LAS em larga escala a um custo e impacto ambiental reduzidos, sendo viável sua utilização em dosimetria. Também se conclui que o método sol-gel proteico se apresentou como sendo a melhor forma de produzir o LAS em comparação com outras rotas utilizadas, tais como síntese de estado sólido ou desvitrificação.

Luminóforos inorgânicos contendo Terras Raras (TR) apresentam um papel importante como detectores de radiação ionizante, aplicados em diagnósticos médicos por imagem, como radiologia e tomografia. A função dos luminóforos é transformar os fótons da radiação de alta energia absorvidos (raios X ou ?) em fótons de luz visível, promovendo melhor qualidade de imagem e, conseqüentemente menor tempo de exposição do paciente à radiação. Os luminóforos de TR consistem de uma matriz hospedeira onde estão presentes íons de TR como Lu, La, Y ou Gd e de um íon ativador (que emite luz na região visível do espectro) como Eu3+, Tb3+, Tm3+ ou Ce3+, por exemplo. Luminóforos contendo íons Ce3+ como ativador são alvo de várias pesquisas relacionadas com detecção de radiação ionizante, devido às rápidas transições 5 d ? 4 f (tempo de resposta de ~ 10 a 100 ns) e emissão de luz na região do azul ou verde, requisitos esperados para um eficiente luminóforo para tal aplicação. Este trabalho apresenta a preparação de luminóforos de TR, dopados com Ce3+ ou Tm3+, na forma de pó, por diferentes métodos de síntese, como os métodos de combustão e Pechini e também por processo sol-gel. Aluminatos de TR (Lu3Al5O12 e Y3Al5O12) dopados com cério ou túlio foram obtidos pela reação de combustão entre precursores nitrato com uréia ou glicina sob aquecimento, ou pela síntese de polímeros de ácido cítrico com etilenoglicol contendo íons TR e alumínio (método Pechini). Em ambos os métodos os compostos foram obtidos por calcinação a temperaturas baixas quando comparadas às dos métodos convencionais. Silicatos de TR (Gd2SiO5, Lu2SiO5 e Y2SiO5) dopados com cério ou túlio foram preparados pelo método sol-gel convencional, por reação entre tetraetóxisilano (TEOS), etanol, água e nitratos metálicos, sob catálise básica, e por um método sol-gel modificado utilizando um polímero precursor. Neste último procedimento, TEOS, etanol e água reagiram juntamente com um sal orgânico de TR, álcool polivinílico (PVA) e uréia como combustível, produzindo um gel. Posterior calcinação levou à formação do silicato. A caracterização dos compostos foi realizada por análises de difratometria de raios X pelo método do pó (DRX), microscopia de eletrônica de varredura (MEV) ou de transmissão (MET), EDX, excitação e emissão no UV-Vis e tempo de vida de luminescência. Para os aluminatos dopados com cério foram ainda realizados espectros de emissão sob excitação por raios X. Os métodos de síntese utilizados se mostraram eficientes para obtenção de luminóforos na forma de pó nanométrico, com exceção do método sol-gel modificado, pois para algumas amostras observou-se a formação de mistura de fases. Os compostos dopados com cério apresentaram excitação e emissão características desse íon na região do verde ou azul do espectro visível, dependendo da matriz, com tempos de vida menores que 100 ns. Já aqueles dopados com túlio apresentaram emissão característica do íon, na região do azul, porém com tempos de vida da ordem de microssegundos. / Rare Earth (RE) inorganic phosphors play an important role as ionizing radiation detectors when applied to medical imaging techniques like radiology and tomography. These phosphors is to convert the high energy radiation absorbed photons (X or ?-rays) into visible photons, leading to better quality images and reducing the time the patient is exposed to radiation. RE phosphors consist of a host lattice where RE ions such as Lu, La, Y, or Gd are present, as well as activator ions (which emit light in the visible range of the spectrum) such as Eu3+, Tb3+, Tm3+, or Ce3+. Cerium-doped phosphors have been the target of several researches related with ionizing radiation detection due to their 5d - 4 f fast transitions (decay time in the ~ 10 to 100 ns range) and due to the fact that they emit light in the blue or green region of the spectrum, which is required for to the efficient phosphors to be applied in the detection of X or ?-rays. This work presents the synthesis of RE phosphor powders doped with Ce3+ or Tm3+, through different synthetic methods: combustion, Pechini, and sol-gel. RE aluminates (Lu3Al5O12 and Y3Al5O12) doped with Ce or Tm were prepared by combustion reaction between nitrate precursors and urea or glycine under heating. They were also obtained via the synthesis of polymers using citric acid, ethileneglycol, RE3+ and Al3+ ions (Pechini method). In both cases, the compounds were obtained by calcination at lower temperatures than those used inconventional methods. RE silicates (Gd2SiO5, Lu2SiO5 e Y2SiO5) doped with Ce or Tm were synthesized by the conventional sol-gel method using tetraethoxisylane (TEOS), ethanol and water, under basic catalysis, and also by a modified sol-gel route that uses a polymeric precursor. In the latter one, TEOS, ethanol and water were reacted with an organic RE salt, polyvinyl alcohol (PVA), and urea was used as fuel, thus yielding a gel. After calcination, we observed silicate formation. Characterization of the compounds was performed by X-ray diffractometry (XRD ? powder method), scanning or transmission electron microscopy (SEM or TEM), energy dispersive X-ray (EDX), luminescence spectroscopy in the UV-Vis range and lifetime analyses. For the cerium doped aluminates, emission spectra under X-ray excitation were also obtained. The synthetic methods used here showed to be efficient for the preparation of nanometric phosphor powders except for the modified sol-gel route, because in this case formation of a mixture of phases was observed for some samples. The Ce-doped compounds exhibited excitation and emission features of this ion in either the green or blue region of the visible spectrum, depending on the matrix, with lifetime values lower than 100 ns. However, the Tm-doped compounds displayed the blue emission typical of Tm ions, but the lifetime values were in the range of microseconds.