Made available in DSpace on 2016-06-02T19:29:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3186.pdf: 3703923 bytes, checksum: d87900ff0307615395d72a84051c1051 (MD5) Previous issue date: 2010-06-18 / Salminus brasiliensis is a migratory fish which is distributed in all parts of the rio de la Plata Basin. The Dourado is called the king of the river . It´s one of the most sought after fish by amateur and/or professional fishermen. However, in some regions it is considered to be a vulnerable species. Recent reports have shown the existence of some populations of migratory fish that are genetically structured in the same basin. Considering that the evaluation of variability and genetic structure in natural populations is of great importance for conservation of this species, this study has the objective of examining this question in the populations of S. brasilienses in the region of the Pantanal in Mato Grosso by verifying the existence or not of the genetic structure by means of markers of mitochondrial DNA. Later a phylogeographic approach was carried out to investigate the aspect of genetic evolution of this group of fish, its distribution in all the basin and its relation with the history of the formation of the basins- the relation between the Pantanal, the Parana and Uruguay Rivers Basins. The results shown high genetic diversity and absence of genetic structure, suggesting gene flow between populations of north and south of the Pantanal, probably facilitated by the migratory ability of the species and by the structural characteristics of the region. The presence of shared rare haplotypes evidences this pattern even though exclusive variants occur in each river studied. In relation to the phylogeographic aspects of the group in the limits of the basin of the Rio de la Plata, an old historical contact was verified between the sub-basin of the Parana and Upper Paraguay Rivers, probably occurring at the moment of the formation of the Pantanal. However, analyses has disclosed a current genetic distance between the populations of Dourado in these two areas. Genetic structure was only observed in the Parana River Basin. The Uruguay River Basin and the Pantanal demonstrate genetic similarity. However, it is important to continue evaluation and monitoring of genetic diversity of the natural populations of Dourado to confirm if with other molecular markers if the same pattern will occur as the on in the Pantanal and in the other regions that have been analyzed. / Salminus brasiliensis é um peixe migrador distribuído em toda bacia do Prata. Denominado rei do rio , o dourado está entre os mais almejados na pesca esportiva e/ou profissional. Porém, em algumas regiões está sendo considerada uma espécie vulnerável. Relatos recentes demonstraram a existência de algumas populações de peixes migradores geneticamente estruturadas dentro de uma mesma bacia. Considerando que a avaliação da variabilidade e estrutura genética em populações naturais é de grande importância para conservação dessa espécie, este estudo objetivou primeiramente abordar esta questão em populações de S. brasilienses na região do Pantanal Mato-grossense, verificando a existência de estruturação ou não nessa região, por meio de marcadores de DNA mitocondrial. Depois foi realizada uma abordagem filogeográfica para discutir aspectos referentes à genética evolutiva desse grupo de peixes, sua distribuição por toda bacia e sua relação com a história de formação das bacias; uma relação entre o pantanal e a bacia do Paraná e do Uruguai. Os resultados mostraram alta diversidade genética e ausência de estruturação, sugerindo fluxo gênico entre populações das localidades norte e sul do Pantanal, provavelmente facilitada pela habilidade migratória da espécie e pelas características ecológicas da região. A presença de haplótipos raros compartilhados evidencia esse padrão, embora variantes exclusivos ocorram em cada rio estudado. Quanto aos aspectos filogeográficos do grupo nas limitações da bacia do rio da Prata, foi verificado um contato histórico antigo entre a sub-bacia do Paraná e o Alto Paraguai, provavelmente ocorrido no momento da formação do Pantanal. No entanto, análises revelaram um distanciamento genético atual entre as populações de dourado nessas duas áreas. Estruturação genética só foi observada para o Paraná, sendo que Uruguai e Pantanal demonstraram similaridade genética. Entretanto, é importante continuar a avaliação e o monitoramento da diversidade genética das populações naturais do dourado para confirmar se com outros marcadores moleculares ocorrerá o mesmo padrão ora encontrado no Pantanal e nas demais regiões analisadas.

It has been proven that platinum complexes are active in anticancer treatment as well as several other transition metals complexes. There is an effort in recent medicine to replace cisplatin complexes by drugs with smaller side effects. This work focuses on the reaction of 5'-dGMP (2'-deoxyguanosine-5'˗monophosphate) and cGMP (cyclic 2'-deoxyguanosine- monophosphate) with a platinum complex PtIV (dach)Cl4 (dach=diaminocyclohexane). In these two cases the Pt(IV) complex is only reduced in the presence of 5'-dGMP. The first part of the explored mechanism is the substitution reaction where a coordinate-covalent bond between platinum and nitrogen N7 of guanine is formed. In the next step oxygen of phosphate group is transferred to the C8 site. Subsequently the Pt(IV) complex is reduced. The final products represent 8˗oxo˗GMP and PtII (dach)Cl2, which are active in anticancer treatment in comparison with the kineticly inert reactant. The substitution of a chloride anion ends the reaction path for cGMP forming PtIV (dach)Cl3(N7-cGMP) complex. The structures were optimized at the DFT level with B3LYP functional in the basis set 6-31G(d) and PCM/UA0 solvation model. The energy parameters were computed at the B3LYP/6˗311++G(2df,2pd) level in the IEFPCM/sUAKS solvation model. Finally, the rate constants were...

[pt] Devido à sua capacidade de inibição do processo de divisão celular, complexos de platina têm sido empregados na quimioterapia do câncer desde o final da década de 60, sendo a cisplatina e a carboplatina as formas mais utilizadas. Estudos farmacocinéticos e a estimativa da quantidade de platina acumulada no organismo durante o tratamento quimioterápico ou devido à exposição ao metal têm sido alvo de grande interesse. Logo, são necessários métodos analíticos adequados para o monitoramento de platina em amostras clínicas, apropriados para essas diferentes substâncias. No presente trabalho, foram desenvolvidos procedimentos analíticos rápidos, simples e exatos para determinação direta de platina, na forma de cisplatina e carboplatina, em urina humana, utilizando a espectrometria atômica. No caso da absorção atômica em forno de grafite, o programa de temperatura, o volume de amostra e a concentração do diluente (HNO3) foram definidos por um planejamento composto central. Nas condições otimizadas, os resultados obtidos pelo procedimento proposto não apresentaram diferenças estatisticamente significativas daqueles obtidos por procedimentos comparativos independentes, na análise de amostras de urina de paciente submetido ao tratamento com cisplatina. A calibração foi realizada por adição de analito, com PtCl2. Com a adição de NaCl ao meio diluente, os efeitos multiplicativos de matriz puderam ser contornados, permitindo a calibração externa com soluções de calibração preparadas no mesmo meio que o branco, utilizando sais inorgânicos de platina. Melhor sensibilidade também foi obtida, e recuperações de 98±4% foram observadas para os vários níveis de concentração estudados, assim como coeficientes de variação de 1 a 10%, tanto para a cis como para a carboplatina. O limite de detecção (n=10, k=3) foi de 4 (mi)g L-1 de Pt na amostra original. A espectrometria de absorção atômica com fonte contínua de alta resolução na chama (HR-CS F AAS) também foi estudada. As condições da chama foram definidas por um planejamento multivariado D-optimal, tomando-se como resposta a soma dos coeficientes angulares das curvas de adição de analito em três urinas diferentes, assim como o desvio padrão relativo dessas inclinações. O limite de detecção foi de 55 Og L-1 (n=10, k=3), na amostra original, em Pt, cerca de uma ordem de grandeza melhor do que aquele obtido utilizando-se um equipamento de fonte de linhas. Calibração externa, com soluções de calibração em urina livre de Pt, utilizando sal inorgânico de platina (PtCl2), foi possível, e os resultados obtidos por HR-CS F AAS não se mostraram significativamente diferentes daqueles encontrados por procedimentos comparativos independentes. / [en] Platinum coordination compounds have been used in cancer chemotherapy since the late 1960s. Cisplatin and carboplatin are the most common platinum based drugs used in cancer treatment. Pharmacokinetics investigations, the determination of the body burden during the treatment as well as the baseline levels of platinum in humans has attracted great interest. Thus, accurate analytical methods for fast and easy platinum monitoring in clinical samples are necessary. In the present work, atomic spectrometric methods for the direct determination of platinum as cisplatin and carboplatin in human urine were investigated. In relation to Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry the optimum temperature program, sample volume and diluent concentration were defined by a central composite design optimization. Analyte addition with PtCl2 was used for calibration, and no statistically significant difference was observed between the results obtained by the proposed and comparative procedures in the analysis of a set of urine samples. Multiplicative matrix effects were overcome by adding NaCl to the diluent solution. External calibration with PtCl2 in blank matched medium was then possible. The recoveries were 100±1%, and the coefficient of variation ranged from 1 to 10%. The limit of detection (LOD) was 4 ug L-1 of Pt in the original urine sample. High resolution continuous source flame atomic absorption spectrometry was also investigated. The flame conditions were optimized by a multivariate D-optimal design, taking as response the sum of the analyte addition calibration slopes and their standard deviation. The LOD was 55 Og L-1 (n=10, k=3), in the original sample. Matrix matched external calibration with PtCl2, was possible, and the results obtained by the proposed procedure were also in good agreement with those obtained by independent comparative procedures.

Embora a entropia do universo evolua para um máximo, localmente, sistemas podem se odernar às custas do maior desordenamento de suas vizinhanças. Assim, a formação espontânea de padrões temporais e espaciais tem sido observada em diferentes sistemas, incluindo os eletroquímicos. Neste trabalho foram estudadas as dinâmicas oscilatórias temporais de potencial desenvolvidas durante a eletro-oxidação galvanostática de metanol e etanol em meio ácido sobre eletrodos de platina. Como a técnica galvanostática informa apenas sobre a totalidade dos processos a ocorrer na interface eletrodo/solução técnicas auxiliares devem ser empregadas em conjunto para obter informações a respeito de processos individuais. Desta forma as técnicas de espectroscopia de infravermelho in situ, em configuração de reflexão interna, e de espectrometria de massas on line foram utilizadas e permitiram alcançar as seguintes conclusões. Para a eletro-oxidação oscilatória de metanol os resultados mostraram que (i) em média, o grau de recobrimento de monóxido de carbono linearmente adsorvido (θCOL) decai continuamente ao longo do experimento oscilatório, sugerindo que um acúmulo de espécies oxigenadas adsorvidas desenvolve-se ao longo das oscilações de potencial e é o responsável pela deriva que age sobre o sistema; (ii) a variação negativa da posição da banda de COL com o aumento do potencial durante o período de indução sugere que não há formação de padrões ou ilhas de COads previamente à observação de oscilações. Já os resultados da eletro-oxidação oscilatória de etanol mostraram (i) também uma queda contínua, em média, em θCOL ao longo do tempo bem como um crescimento, em média, da população de acetato adsorvido; (ii) para a condição oscilatória estudada a produção de CO2 seguiu a mesma dinâmica temporal das oscilações de potencial, já a corrente iônica associada à produção de acetaldeído permaneceu estacionária dentro do regime oscilatório. / Although the entropy of the universe evolves to a maximum, locally systems can become ordered at the expense of greater disordering of their neighborhoods. Thus, the spontaneous formation of temporal and spatial patterns have been observed in different systems, including electrochemical ones. In this thesis, the temporal dynamics of potential oscillations developed during the galvanostatic electro-oxidation of methanol and ethanol in acid medium on platinum electrodes were studied. As the galvanostatic technique informs just about all the processes occurring at the interface electrode/solution auxiliary techniques should be employed together to obtain information about individual processes. Thus the techniques of in situ infrared spectroscopy, in configuration of internal reflection, and online mass spectrometry were used and allowed to reach at the following conclusions. For the oscillatory electro-oxidation of methanol the results showed that (i) on average, the coverage degree of linearly adsorbed carbon monoxide (θCOL) decays continuously throughout the oscillatory experiment, suggesting that an accumulation of adsorbed oxygen species develops along the oscillations and causes the drift in the system, (ii) the negative change in the band position of COL with potential increasing during the induction period suggests that there is no tendency to pattern formation or islands formation of COads prior to the observation of oscillations. Concerning the oscillatory electro-oxidation of ethanol the results showed that (i) there is also a continuous drop on average in θCOL over time as well as an increase on average in the population of adsorbed acetate, (ii) for the oscillatory condition studied the production of CO2 followed the same temporal dynamics of the oscillations of potential, while the ionic current associated with the production of acetaldehyde remained stationary inside the oscillatory regime.

Oxidação de CO dissolvido em Pt(111) e Pt(110) foi realizada em soluções de ácido sulfúrico e perclórico em eletrodo rotatório em configuração de menisco (HMRDE). O uso de diferentes soluções eletrolíticas revelou a influência do anion na cinética de oxidação. Uma vez oxidada a camada de CO adsorvido, ânions podem adsorver na superfície do eletrodo provocando mudanças na corrente estacionária em potenciais anódicos. Na varredura negativa, os ânions adsorvidos são deslocados da superfície quando a velocidade de oxidação de CO é menor que a velocidade de adsorção de CO. A carga associada a esse deslocamento foi obtida para altas velocidades de varredura, resultado semelhante aos experimentos de deslocamento espécies adsorvidas só que a baixos potenciais. A oxidação de CO dissolvido também foi realizada em superfícies escalonadas pertencente à série Pt(s)[n(111)×(111)] usando a mesma configuração dos experimentos com eletrodos de baixo índice de Miller em solução de ácido sulfúrico. O perfil voltamétrico não foi significantemente modificado pela presença de defeitos (degraus). No entanto, as curvas são deslocadas para potencias negativos com o aumento da densidade de degraus. Assim, na varredura positiva, foi observada uma relação linear do potencial de inicio de oxidação (pico de ignição) e a densidade de degraus para os eletrodos com terraços de largura superior a 5 átomos de Pt. Na varredura negativa, o mesmo comportamento foi observado no potencial onde a reação não é mais favorecida. Neste caso, o eletrodo de Pt(111) mostrou um comportamento distinto das superfícies escalonadas, devido a formação e uma ordenada camada de (bi)sulfato adsorvido O processo de adsorção de ânion foi também observada na varredura negativa sob altas velocidades de varredura, com cargas relacionadas a dessorção do ânion similares a Pt(111). Apenas para o eletrodo com terraços de largura de 3 átomos mostrou valores similares a Pt(110). Todos os resultados foram analisados em função do mecanismo de reação e o possível efeito dos degraus na formação da camada de adsorção de CO. Para finalizar, um modelo para a oxidação de CO dissolvido foi proposto usando para isso equações diferenciais que descrevem o comportamento dos processos envolvidos na reação de oxidação. Através das voltametrias cíclicas obtidas pelas simulações foi possível investigar o papel da camada de adsorção de CO, a variação das constantes de velocidade das reações envolvidas e as condições do transporte de massa na resposta eletroquímica. Os resultados mostraram que a oxidação de CO dissolvido é um processo complexo com um delicado balanço das velocidades de reações envolvidas, e o deslocamento de ânions contribui para a velocidade da reação global. / Bulk CO oxidation experiments have been carried out in sulphuric and perchloric acid solutions on Pt(111) and Pt(110) electrodes under hanging meniscus rotating disk electrode (HMRDE) configuration. The comparison between the two different electrolytic media reveals an important influence of the anion in the oxidation kinetics. Once the adsorbed CO layer has been oxidized after the ignition peak, anions are re-adsorbed on the electrode surface and the presence of these anions affects the stationary currents measured at positive potentials. In the negative-going sweep, adsorbed anions are displaced from the surface when the CO oxidation rate is lower than the corresponding CO adsorption rate. The charge associated to this displacement has been measured at high scan rates and is in agreement with that expected from the CO displacement experiments performed at low potentials. Bulk CO oxidation has been studied on platinum stepped surfaces belonging to the series Pt(s)[n(111)×(111)] using the same configuration for low indice Miller electrodes. The general shape of the voltammograms is not significantly affected by the presence of the steps. However, the curves shift towards negative values as the step density increases. Thus, in the positive going scan, a linear relationship is observed for the dependence of the potential for the ignition peak with the step density for surfaces with terraces wider than 5 atoms. In the negative going scan a similar situation is observed for the potential where the current drops to zero. In this case, Pt(111) electrode deviates from the expected behavior, because the formation of the ordered bisulfate adlayer on the electrode. The anion adsorption process is also observed by recordings the voltammograms at high scan rate. All these results have been analyzed in light of the mechanism, discussing the possible effects of the steps and the defects in the CO adlayer. A simple model for the electrocatalytical carbon monoxide bulk oxidation on a platinum electrode was studied by Mean Field Approximation simulation. Under potentiodynamic conditions, the model enabled the investigation of the role of CO adlayer, rate constants and different mass transport conditions on the macroscopic electrochemical response. The results showed that the CO bulk oxidation is a complex process with a delicate balance between the three reaction rates and the displacement of anions by CO adsorption contributes to the overall reaction rate.

O estudo da eletrorredução de nitrato teve início na década de 70 e o catalisador mais estudado para esta reação é a platina, embora, para fins ambientais, o paládio seja mais indicado por apresentar maior seletividade para a formação de N2. Neste trabalho a eletrorredução de nitrato foi estudada em eletrodos de Pd, Pt e Pt com camadas de Pd. Primeiramente foi feito um estudo com nanopartículas de Pt, Pd e Pt com uma monocamada de Pd dispersas em carbono, mas a dificuldade em sugerir um mecanismo nesse tipo de eletrodo levou à utilização de eletrodos monocristalinos, que tem a superfície conhecida. Foram feitos estudos eletroquímicos em eletrodos de Pd(hkl) que não apresentaram grande atividade frente a redução de nitrato, uma vez que o potencial inferior não foi menor que 0,2 V, para evitar excessiva absorção de hidrogênio. Em Pt(hkl) os resultados obtidos estão de acordo com os publicados na literatura e comprovam a sugestão de que o produto final é NH4 +. Para observar a atividade do paládio frente à reação, foram utilizados eletrodos monocristalinos de Pt (hkl) com multicamadas de paládio, que se comportam como monocristais de paládio, mas sem absorver hidrogênio. Nestes materiais foram feitos estudos eletroquímicos e de FTIR. Verificou-se que a atividade dos eletrodos depende da estrutura e do eletrólito, mas a definição de um mecanismo fica comprometida pelo fato do solvente (H2O ou D2O) favorecer a formação de um produto ou outro, embora tenha sido comprovada a formação de NO(ads) em todos os casos. / The study of nitrate electro-reduction started in the 70s and the most studied catalyst for this reaction is platinum, however because of environmental reasons, palladium is more indicated since it has higher selectivity for the formation of N2. In this work the nitrate electro-reduction was studied on Pd, Pt and Pt modified with Pd layers. First, a study involving carbon-supported nanoparticles of Pt, Pd and Pt with a Pd single layer was carried out, but the difficulty suggesting a reaction mechanism for this kind of electrode has driven to the use of single crystals, because of their defined surface structure. So, electrochemical studies were made on Pd(hkl) electrodes, but these materials did not present great activity for nitrate reduction, because the electrode potential was not decreased below 0,2 V, to avoid large hydrogen absorption. For Pt(hkl) the obtained results are in agreement with those published previously, confirming the suggestion that NH4 + is the final product. To characterize the palladium activity for this reaction, Pt(hkl) single crystals with palladium multilayer were employed, because these materials have a behavior similar to palladium single crystals, but without hydrogen absorption. Electrochemical and FTIR experiments were done to characterize the i vs E responses and to follow the reaction intermediates and products. It was seen that the activity depends on the electrode structure and the electrolyte, but the mechanism determination pointed to a uncertain situation where the solvent (H2O or D2O) drives to the formation of one product or another, although the production of NO(ads) has been observed in all cases.

Os espectros vibracionais Raman e infravermelho dos isômeros cis e trans dos complexos dicloro-bis(dietilsulfeto)platina(II), PtCl2 (SEt2)2, e dibromo-bis(dietilsulfeto)platina(II), PtBr2(SEt2)2, foram estudados na região das freqüências do esqueleto PtX2 S2. Considerando para o esqueleto de forma trans simetria do grupo de ponto D2h e para o de forma cis simetria do grupo de ponto C2v foi feita a atribuição das freqüências observadas. Uma análise de coordenadas normais foi feita empregando um campo de força de valência modificado e um programa de computação em linguagem Fortran IV. Os resultados da atribuição vibracional e dos cálculos de constantes de força são discutidos em termos da \"influência trans\". / The Raman and infrared vibrational spectra of the cis and trans isomers of bis(diethylsulfide)dichloroplatinum(II), PtC12 (SEt2)2, and bis(diethylsulfide)dibromoplatinum(II), PtBr2(SEt2)2, have been studied in the region of the skeletal FtX2S2 frequencies. Assuming the symmetry of the point group D2h for the trans skeleton and C2v for the cis skeleton, the observed frequencies were assigned. A normal coordinate analysis was carried out using a modified valence force field and a Fortran IV computer program. The results of the vibrational assignments and force constants calculations are discussed in terms of the trans influence.

Em uma primeira etapa, os catalisadores eletroquímicos de Pt/C, Pt/C+ATO, Pd/C, Pd/C+ATO, PtPd/C+ATO e PtPdSn/C+ATO, onde foram usadas diferentes razões molares de Pt e Pd, e de Pt, Pd e Sn, respectivamente, foram preparados pelo método de redução por borohidreto de sódio para serem testados na oxidação do etanol. H2PtCl6.6H2O, Pd(NO3)2.2H2O e SnCl2.2H2O foram utilizados como fontes de metais, que corresponderam a 20% em massa do catalisador. A mistura física de 85% de carbono Vulcan XC72 e 15% de Sb2O5.SnO2 (ATO) foi utilizada como suporte. Os catalisadores foram caracterizados por meio da difração de raios X, microscopia de transmissão, voltametria cíclica, cronoamperometria, teste em célula unitária de etanol direto e espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier in situ (ATR-FTIR). Os difratogramas de raios X de Pt/C e Pd/C mostraram quatro picos associados com a estrutura cúbica de face centrada (cfc) da platina e do paládio, respectivamente. Já para os catalisadores de Pt, Pd, PtPd e PtPdSn, suportados em carbono e ATO puderam ser visualizados, além dos picos referentes à Pt e ao Pd, outros oito picos associados com a cassiterita e/ou com os óxidos de estanho dopado com antimônio (ATO). A microscopia de transmissão mostrou que todos os catalisadores apresentam suas partículas metálicas homogeneamente distribuídas no suporte e seus tamanhos variaram de 2 a 6 nm. Os estudos eletroquímicos de voltametria e cronoamperometria em meio de H2SO4 indicaram que os catalisadores terciários de PtPdSn(80:10:10)/C+ATO e PtPdSn(90:5:5)/C+ATO, e o binário de PtPd(80:20)/C+ATO apresentaram, nesta ordem, as maiores densidades de corrente para a oxidação eletroquímica do etanol, em relação a Pt/C, no intervalo de potenciais de interesse de 0,05 a 0,9 V vs. ERH. Os experimentos em uma célula a combustível de etanol direto à 100°C mostraram desempenhos de densidade de potência semelhantes para os dois catalisadores terciários e, aproximadamente 6 vezes mais altos que o obtido para Pt/C. Os espectros de FTIR obtidos durante a oxidação eletroquímica do etanol na presença de HClO4 0,1 M mostrou as principais bandas em 2344, 1282 e 933 cm-3, as quais estão associadas à presença de CO2, ácido acético e acetaldeído, respectivamente. Para os catalisadores de Pt/C, PtPd(80:20)/C+ATO e PtPdSn(90:5:5)/C+ATO, o acetaldeído foi o principal produto no intervalo de potenciais estudado, conforme é indicado pelo gráfico das intensidades integradas de bandas; enquanto que para Pt/C+ATO e PtPdSn(80:10:10)/C+ATO, o ácido acétido foi o principal produto. Em uma segunda etapa, os catalisadores de PdPt(80:20)/C+ATO, PdPtSn(80:10:10)/C+ATO e PdPtSn(90:5:5)/C+ATO foram preparados para serem testados eletroquimicamente, por meio de voltametria cíclica e cronoamperometria, em meio alcalino. Os resultados obtidos indicaram que novamente os catalisadores terciários apresentaram as maiores atividades catalíticas no intervalo de -0,850 V a -0,450 V vs. Ag/AgCl. Isso confirmou que o Pd é um excelente catalisador para oxidação do etanol em meio alcalino, pois o valor de corrente em meio alcalino foi cerca de sessenta vezes maior que o valor obtido em meio ácido. Esses resultados sugerem excelentes perspectivas para o uso de catalisadores de Pd para a oxidação de etanol em células alcalinas. / Firstly, Pt/C, Pt/C+ATO, Pd/C, Pd/C+ATO, PtPd/C+ATO and PtPdSn/C+ATO electrocatalysts were prepared by the reduction by sodium borohydride method. H2PtCl6.6H2O, Pd(NO3)2.2H2O and SnCl2.2H2O were used as metal source and a physical mixture of 85% Vulcan Carbon XC72 and 15% Sb2O5.SnO2, so-called ATO, as support. The catalysts were characterized by means of X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), cyclic voltammetry (CV) and chronoamperometry (CA) experiments, attenuated total reflectance Fourier transform infrared (ATR-FTIR) spectroscopy and tests in direct ethanol fuel cells for ethanol oxidation. XRD analysis of Pt/C and Pd/C showed four peaks associated with the face-centered cubic (fcc) structure of Pt and Pd, respectively. On the other hand, carbon plus ATO supported Pt and Pd based catalysts showed besides the presence of four fcc Pt and Pd reflections others eight peaks associated with antimony-doped tin oxides (ATO). TEM images and the corresponding metal particle size distribution histogram of the catalysts revealed the metallic particles are highly dispersed on the support and their average size ranges were from 2 to 6 nm. The electrochemical measurements characterized by cyclic voltammetry (CV) and chronoamperometry (CA) in N2 saturated 0,5 M H2SO4 solutions at room temperatures showed the PtPdSn(80:10:10)/C+ATO and PtPdSn(90:5:5)/C+ATO tri-mettallic catalysts, and the PtPd(80:20)/C+ATO bi-mettallic catalyst presented, in that order, the highest peak current densities with 1 M ethanol, in comparision with Pt/C, in the potential region of 0.05 to 0.9 V vs. RHE. The experiments at 100oC on single direct ethanol fuel cells showed that the power density values for both tri-mettallic catalysts were very similar and at about 6 times higher than that value of Pt/C. The FTIR spectra collected during ethanol electro-oxidation in presence of 0.1 M HClO4 showed the main bands at 2344, 1282 and 933 cm-3, which are characteristic of the presence of CO2, acetic acid and acetaldehyde, respectively. For Pt/C, PtPd(80:20)/C+ATO and PtPdSn(90:5:5)/C+ATO electrocatalysts acetaldehyde was the main product in the potential region observed, as it is shown in the graph of integrated band intensity as a function of the electrode potential. In the case of Pt/C+ATO and PtPdSn(80:10:10)/C+ATO catalysts acetic acid was the main product. At second, PdPt(80:20)/C+ATO, PdPtSn(80:10:10)/C+ATO e PdPtSn(90:5:5)/C+ATO were prepared to be tested by means of CV and CA in alkaline medium. The results obtained again indicated that the tri-mettallic catalysts showed the highest peak current densities in the potential region of -0,850 V to -0,450 V vs. Ag/AgCl. This confirms that Pd-based catalysts are an excellent option for ethanol oxidation in alkaline medium since the current values in alkaline medium were approximately sixty times higher than those ones obtained in acidic medium.

Nanomateriais baseados em paládio (Pd) desempenham um papel central em catálise. Como suas prorpiedades catalíticas dependem de seus diversos parâmetros físico e químicos, a sua síntese controlada tem grande apelo com contexto do controle e otimização de performances. Nesse trabalho desenvolvemos metodologias simples, versáteis e ambientalmente amigáveis para a preparação de nanoestruturas de Pd com tamanho e forma controlada, seguida pelo seu uso como materiais de partida para a preparação de estruturas bimetálicas contendo ouro (Au) e platina (Pt). Espeficificamente, focamos em nanopartícuals (NPs) de Pd na forma de moitas, prisma e cubo côncavos. Com respeito aos materiais bimetálicos, desenvolvemos estruturas do tipo core-shell, tadpoles, e partículas de Au e Pt decoradas sobre as NPs de Pd. Seguda da síntese, estudamos a performance catalítica dos materiais obtidos frente a hidrogenação do p-nitrofenol (p-NPh) e a oxidação do p-aminotiofenol (PATP) mediada pela ressonância plasmônica de superfície (SPR). Nossos resultados mostraram que as atividades foram dependentes dos parâmetros físicos e químicos que definem as nanoestruturas e que materiais controlados tem desempenho superior ao material comercial. Acreditamos que os resultados desenvolvidos nessa tese contribuem para os mecanismos que governam a síntese controlada de NPs baseadas em Pd, Au e Pt, que pode servir como base para a descoberta de nanomateriais com maior complexidade estrutural e composicional visando aplicações em catálise e plasmônica. / Palladium-based (Pd) nanomaterials play a central role in catalysis. As the catalytic properties of thse materials depend on its various physical and chemical parameters, its controlled synthesis has great appeal in order to control and optimize performances. In this work, we developed facile, versatile and environmentally friendly methodologies for the preparation of Pd nanostructures of controlled sizes and shapes, followed by their use as starting materials for the preparation of bimetallic structures containing gold (Au) and platinum (Pt). Specifically, we focused on Pd nanoparticles (NPs) in the form of bushes, prisms and concave cubes. With respect to bimetallic materials, we have developed core-shell structures, tadpoles, and Au and Pt particles decorated on the Pd NPs. Following their synthestic development, we studied the catalytic performance of the obtained materials towards the hydrogenation of p-nitrophenol (p-NP) and the oxidation of p-aminothiophenol (PATP) mediated by surface plasmon resonance (SPR) excitation. Our results showed that the activities were dependent on the physical and chemical parameters that define the nanostructures and that controlled materials performed better than the commercial conterpart. Overall, we believe that the results developed in this thesis contribute to the mechanisms governing the controlled synthesis of NPs based on Pd, Au and Pt, which can serve as a basis for the discovery of nanomaterials with greater structural and compositional complexity for catalytic and plasmonic applications.

Neste trabalho, foram preparadas vidros à base de polifosfato de potássio e óxido de nióbio dopados com sais de metais nobres, no sistema , com x representando diferentes concentrações de sais de metais nobres M = . O óxido de antimônio Sb2O3 foi adicionado para favorecer maior transparência no visível das amostras vítreas assim como atuar como possível agente redutor para precipitação do metal nobre na forma metálica. Os vidros foram preparados pelo método de fusão em torno de 1100°C e choque térmico em molde pré-aquecido. O aspecto visual foi avaliado para determinar a quantidade máxima de dopante a ser incorporado sem prejudicar a transparência. Todas as amostras foram analisadas por análise térmica e difração de raios X para confirmar o caráter vítreo assim como determinar as temperaturas características como transição vítrea, cristalização e fusão. Algumas amostras foram tratadas termicamente com o intuito de favorecer a precipitação do metal nobre na forma de nanopartículas metálicas. As amostras contendo Pt e Pd não apresentaram mudança no aspecto visual relacionado com absorção por ressonância de plasmons superficiais na região do visível. Por outro lado, amostras vítreas contendo Ag e Au apresentaram uma coloração intensa após tratamentos térmicos em temperaturas específicas relacionado com precipitação de nanopartículas metálicas. As propriedades térmicas e transparência no UV-visível das amostras antes e após tratamento térmico foram investigadas. Finalmente, amostras contendo nanopartículas de prata e ouro foram dopadas com íons terras raras Eu3+ e Er3+ para investigar a influência dessas nanopartículas nas propriedades de luminescência desses íons. Foi determinado que a presença de nanopartículas de prata e ouro diminui a intensidade de luminescência do Eu3+ no visível apesar de ligeiro aumento do tempo de vida. Por outro lado, a intensidade de emissão do Er3+ no infravermelho diminui com a presença de nanopartículas de Ag0, mas aumenta na presença de nanopartículas de Au0 no meio vítreo, sendo esse fenômeno relacionado com mecanismos de transferência de energia entre as nanopartículas e os níveis de energia do Er3+. / In this work, glass were prepared based on potassium polyphosphate and niobium oxide doped with noble metal salts were prepared in the system , with M being noble metal salts . Antimony oxide Sb2O3 was added to favor higher transparency in the visible of the glass samples in the visible as well as acting as reducing agent for precipitation of metallic nanoparticles. Glass samples were prepared by melting around 1100°C and quenching in a preheated mold. The visual aspect of the final glass samples was checked to determine the highest doping content to be incorporated without loss of transparency. All glasses were analyzed by thermal analysis and X-ray diffraction to check the glass state of the materials as well as determining characteristic temperatures such as glass transition, crystallization and melting. Some glass samples were heat-treated above Tg for precipitation of metallic nanoparticles. Glass samples doped with Pt and Pd did not exhibit any visual changes related with with absorption from surface plasmon resonance of metallic nanoparticles in the visible range. However, Ag and Au-doped glasses presented a dark color after heat-treatment in specific temperatures related with metallic nanoparticles precipitation. Thermal and optical transparency of as-prepared glasses and hest-treated samples were investigated and compared. Finally, these Ag and Au-doped glasses were doped with Eu3+ and Er3+ in order to investigate the influence of metallic NPs on luminescent properties. Ag and Au NP embedded in glasses decrease the Eu3+ luminescence intensity in the visible despite the slightly higher excited state lifetime. On the other hand, Er3+ luminescence intensity in the infrared decreases with Ag0 NPs but is enhanced by the presence of Au0 NPs in the glass matrix. This behavior has been related with energy transfer between Au NPS and Er3+ energy levels.