VIANA NETO, Bartolomeu Cruz. Propriedades estruturais e vibracionais de nanotubos e nanofitas de titanato. 2009. 67 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2014-11-13T22:32:43Z No. of bitstreams: 1 2009_tese_bcviananeto.pdf: 2854187 bytes, checksum: 4f6bd432814c19af95dec1be0d243db2 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2014-11-14T17:50:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_tese_bcviananeto.pdf: 2854187 bytes, checksum: 4f6bd432814c19af95dec1be0d243db2 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-14T17:50:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_tese_bcviananeto.pdf: 2854187 bytes, checksum: 4f6bd432814c19af95dec1be0d243db2 (MD5) Previous issue date: 2009 / This work reports a study on the structural, morphological and vibrational properties of titanate nanotubes and nanoribbons obtained from hydrothermal treatment of TiO$_2$ in aqueous NaOH solutions. The physical properties of these as-synthesized and heat-treated nanostructures are discussed in comparison with their bulk (Na$_2$Ti$_3$O$_7$ and Na$_2$Ti$_6$O$_{13}$) counterparts. The results obtained from transmission electron microscopy, scanning electron microscopy, atomic emission spectroscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy, X-ray diffraction, infrared and Raman spectroscopies allowed us to conclude that the layers of both as-synthesized titanates nanotubes and nanoribbons are isostructural to the Na$_2$Ti$_3$O$_7$ lamellar compound. In the titanate nanotubes the chemical bonds are deformed because of the curvature of walls while in the titanates nanoribbons the layers present structural disorder by size effects. The thermal behavior of titanate nanoribbons is similar to those reported in literature for titanate nanotubes, where structural and morphological changes with increases of temperature are observed and indicated that the nanoribbons, at high temperatures, change to bulk with a phase mixing of Na$_2$Ti$_3$O$_7$ and Na$_2$Ti$_6$O$_{13}$. This is similar to what happens with the bulk Na$_2$Ti$_3$O$_7$ when thermally treated. Thus, we conclude that the chemical composition of both the titanate nanotubes and the titanate nanoribbons is the same, Na$_{2-x}$H$_x$Ti$_3$O$_7$.nH$_2$O (0$leq$x$leq$2). Also, we suggest that Raman spectroscopy can be used for an easy and quick identification of both morphology and structure changes of the nanosized titanates. Furthermore, in this work we report the synthesis, characterization and application of Ce ion-exchanged titanate nanotubes. The physicochemical properties of these nanotubes are discussed in comparison with their pure titanate nanotube counterparts. The transmission electron microscope images showed that the Ce ion-exchanged titanate nanotubes have the same morphology of the pristine nanotubes and their external walls are decorated with cerium oxide nanoparticles. The mechanism of nanoparticle formation is based on the precipitation of Ce ion at the nanotube surface. We observed a shift of the absorption band edge towards the visible region that is attributed to the effects of Ce$^{4+}$ addition (intercalation) and/or the presence of CeO$_2$ nanoparticles decorating the nanotubes surfaces. A red shift of vibrational modes associated with metal ion - oxygen interaction was observed and identified as being due to the effect of Ce addition to the lattice as well as the anchoring of CeO$_2$ nanoparticles to the nanotube wall. We show that this hybrid system is promising for applications in photocatalysis using the blue region of the electromagnetic spectrum and this was demonstrated for photodegradation of reactive blue 19 textile dye using visible light ilumination. / Este trabalho relata o estudo das propriedades estruturais, morfológicas e vibracionais dos nanotubos e das nanofitas de titanato obtidos a partir do tratamento hidrotérmico de TiO2 em solução aquosa de NaOH. As propriedades físicas destas nanoestruturas, como preparadas e tratadas termicamente, são discutidas e comparadas com seus similares sólidos estendidos (Na2Ti3O7 e Na2Ti6O13). Os resultados obtidos por microscopia eletrônica de transmissão, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de emissão atômica, espectroscopia de energia dispersiva de raios-X, difração de raios-X, espectroscopia de absorção no infravermelho com transformada de Fourier e espectroscopia Raman permitem concluir que as camadas (paredes ou lamelas) de nanotubos e nanofitas de titanato, como preparados, são isoestrutural ao composto lamelar Na2Ti3O7. Nos nanotubos de titanato as ligações químicas são deformadas por causa da curvatura das paredes, enquanto nas nanofitas de titanato as camadas apresentam apenas a desordem estrutural causada pelo efeito do tamanho. O comportamento térmico das nanofitas de titanato é similar ao relatado na literatura para os nanotubos de titanatos, onde mudanças estruturais e morfológicas, com o aumento da temperatura, são observadas e indicam que as nanofitas quando submetidas a altas temperaturas mudam sua morfologia para grandes bastões (sólido estendido) com uma mistura das fases Na2Ti3O7 e Na2Ti6O13. Este resultado é similar ao comportamento do Na2Ti3O7, sólido estendido, quando tratado termicamente. Concluímos que os nanotubos e as nanofitas de titanato têm a mesma composição química Na{2-x}HxTi3O7.nH2O(0·x·2).

PINTO, Raffael Costa de Figueiredo. Caracterização das propriedades estruturais de molibdatos e óxidos nanoestruturados através de espectroscopia Raman. 2013. 153 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2014-11-14T18:15:15Z No. of bitstreams: 1 2013_tese_rcfpinto.pdf: 19513880 bytes, checksum: 347a0a66f86770a72458aeaf8a47de65 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2014-11-14T18:22:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_tese_rcfpinto.pdf: 19513880 bytes, checksum: 347a0a66f86770a72458aeaf8a47de65 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-14T18:22:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_tese_rcfpinto.pdf: 19513880 bytes, checksum: 347a0a66f86770a72458aeaf8a47de65 (MD5) Previous issue date: 2013 / In this work we have been investigated the vibrational properties of nanostructured oxides (monoxides) and modified molybdates with yttrium and indium by means of Raman spectroscopy. In the monoxides nanostructured Al2O3, CeO2, ZrO2, TiO2, MnO2 and SnO2, were focused the pressure and temperature effects over the referred molybdates stability. While for the yttrium and indium molybdates, besides temperature effects also has been studied the pressure effects on them. The change of yttrium concentration in the molybdate allows in some cases remark the Negative Thermal Expansion (NTE). For the nanostructured oxides, the nanoparticles of ZrO2 and TiO2 exhibit different phase transitions at high temperatures due each compound apart. When compared with traditional oxides, the mentioned nanostructured oxides exhibit an excelent catalitic performance in the dehidratation of the glicerol, due synergic effects arising from access to active sites caused by defects in its structure. Due the electronic effect of the CeO2 and its stability at high temperatures, this material is a promising option for catalytic applications. / Neste trabalho foram investigadas as propriedades vibracionais de óxidos nanoestruturados (monóxidos) e molibdatos modificados com ítrio ou índio, através de espectroscopia Raman. No estudo dos monóxidos nanoestruturados Al2O3, CeO2, ZrO2, TiO2, MnO2 e SnO2, foram enfocados os efeitos da temperatura sobre a estabilidade dos mesmos, ao passo que para os molibdatos de ítrio e índio, além dos efeitos da temperatura também foram estudados os efeitos da pressão sobre os mesmos. A modificação da concentração de ítrio nos molibdatos permitiu, em alguns casos, a visualização da expansão térmica negativa (NTE). No caso dos óxidos nanoestruturados, as nanopartículas de monóxidos ZrO2 e TiO2 apresentaram também transições de fases distintas derivadas desses óxidos em temperaturas elevadas. Comparado com os óxidos tradicionais, os referidos óxidos nanoestruturados exibiram um excelente desempenho catalítico na desidratação do glicerol, devido aos efeitos sinergéticos oriundos da acessibilidade dos sólidos aos sítios ativos devido à presença de defeitos na sua estrutura. Em virtude do efeito promotor eletrônico do CeO2 e sua estabilização em elevadas temperaturas, este material é promissor para aplicações catalíticas na produção de óxidos.

ALVES, Daniel de Matos. Métodos computacionais no estudo de fármacos. 2011. 145 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-04-28T21:20:43Z No. of bitstreams: 1 2011_tese_dmalves.pdf: 1682699 bytes, checksum: 23802c487f6a1c08293b04b6fea1611c (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-04-29T17:50:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_tese_dmalves.pdf: 1682699 bytes, checksum: 23802c487f6a1c08293b04b6fea1611c (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-29T17:50:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_tese_dmalves.pdf: 1682699 bytes, checksum: 23802c487f6a1c08293b04b6fea1611c (MD5) Previous issue date: 2011 / In this work we performed ab initio calculations on two drugs, benzonidazole and mebendazole, used on the treatment of parasitic infections. The calculations were divided into obtaining the vibrational modes Raman and infrared spectra, molecular dynamics and calculation of the potential energy distribution. We developed the software PEDCALC to calculate the potential energy distribution and classify the vibrational modes. The classification of the vibrational modes is done by comparing the calculated spectra with experimental spectra and the potential energy distribution. We showed that software PEDCALC can produce accurate results of the potential energy distribution, and it is essential tool in the classification of vibrational modes of any molecule. We performed molecular dynamics calculations in the dimer of mebendazole to show the exchange of hydrogen atoms between its monomers, so we observed the dynamics of the tautomerism of this molecule. / Nesse trabalho realizamos cálculos ab initio em dois fármacos, benzonidazol e mebendazol, usados no combate de infecções por parasitas. Os cálculos foram divididos em obtenção dos espectros vibracionais Raman e infravermelho, dinâmica molecular e cálculo da distribuição da energia potencial. Desenvolvemos o software PEDCALC para calcular a distribuição da energia potencial e classificar os modos de vibração. A classificação dos modos de vibração é realizada pela comparação dos espectros calculados com espectros experimentais e a distribuição da energia potencial. Mostramos que o software PEDCALC pode produzir resultados exatos da distribuição da energia potencial, e, é ferramenta essencial na classificação dos modos de vibração de qualquer molécula. Realizamos cálculo de dinâmica molecular no dímero de mebendazol para mostrar a troca de átomos de hidrogênio entre seus monômeros, observamos assim a dinâmica do tautomerismo dessa molécula.

GONÇALVES, Ricardo Oliveira. Espalhamento Raman polarizado em cristais de L-arginina.HCl:H2O e estudo da L-arginina.2H2O sob altas pressões e sob altas temperaturas. 2012. 127 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-06-08T19:50:33Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_rogoncalves.pdf: 5273230 bytes, checksum: e2ecec57843458258d1b0a7a56cfc839 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-06-08T19:51:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_rogoncalves.pdf: 5273230 bytes, checksum: e2ecec57843458258d1b0a7a56cfc839 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-08T19:51:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_rogoncalves.pdf: 5273230 bytes, checksum: e2ecec57843458258d1b0a7a56cfc839 (MD5) Previous issue date: 2012 / The objective of this Thesis is the study through Raman spectroscopy of two crystals containing amino acid L-arginine: L-arginine monohydrated hydrochloride (LARHCL) and L-arginine dihidrated (LARDH). In the first part of the work it was presented structural and vibrational aspects of LARHCL and LARDH, particularly the distribution of normal modes in terms of the irreducible representations of factor groups C2 and D2, respectively. The room temperature normal modes of LARHCL observed through polarized Raman spectroscopy using nine different scattering geometries was presented. Using ab initio calculations it was possible to tentatively assign the Raman-active normal modes of LARHCL. In another part of the work it is presented the analysis of Raman spectra of LARDH under several temperature and pressure conditions. It was studied the normal modes of LARDH crystal through Raman spectroscopy in the range between 30 oC and 200 oC. From this study it was observed the occurrence of anomalies in the Raman spectra, such as change in the curves dw/dT related to modes of low frequency (at about 45 oC), as well as the fact that, starting from 50 oC, in a heating process, some bands decrease intensity. Such a picture suggested that LARDH crystal undergoes a phase transition between 45o and 50oC. Also, it was possible to note that the spectra recorded between 45o and 60oC were different from those recorded for T < 45oC and for T > 60oC suggesting the coexistence of phases in this temperature interval. Another hypothesis was that the crystal undergoes a phase transition at 45oC, remaining in this phase up to the temperature of 60oC. Additionally, it was possible to perform thermal analysis measurements, differential thermal analysis (DTA) and thermogravimetric analysis (TG). From the DTA it was observed that between 45o and 50oC begins an endothermic event that is observed up to 84oC. A second endothermic event begins and remains up to 109oC. By using TG data it was possible to understand that these two events are related to water that left the crystal, although a small quantity remains in the crystal, as pointed out by Raman spectroscopy. In the final part of the work LARDH crystal under high pressure conditions was studied up to 8 GPa. From this study, in particular the analysis of external modes, it was revealed that the crystal undergoes a phase transition at ~ 2,5 GPa. However, for pressures between 2,5 and 8,0 GPa no additional phase transition was observed, pointing to a great stability of the crystal when compared with other amino acid hydrated crystals. Additionally, there is no great change in the internal mode region of the Raman spectrum, suggesting that the phase transition undergone by LARDH under high pressure conditions can be classified as a conformational one. / Esta Tese teve como objetivo o estudo por meio de espectroscopia Rama de dois cristais contendo o aminoácido L-arginina em sua constituição: a L-arginina monohidratada clorohidrato (LARHCL) e a L-arginina dihidratada (LARDH). Na primeira parte do trabalho foram discutidos aspectos estruturais gerais da LARHCL e da LARDH, em particular a distribuição dos modos normais do material em termos das representações irredutíveis do grupos fatores C2 e D2, respectivamente. Foi realizado um estudo detalhado dos modos normais de vibração da LARHCL à temperatura ambiente através de espesctroscopia Raman polarizada observando-se os modos normais de vibração do material em nove diferentes geometrias de espalhamento. Com o auxílio de cálculo ”ab initio” foi feita a classificação tentativa dos modos normais de vibração da LARHCL ativos no Raman. Numa outra etapa do trabalho analisou-se os espectros Raman da LARDH sob diversas condições de temperatura e de pressão. Realizou-se um estudo dos modos normais do cristal de LARDH através da espectroscopia Raman no intervalo entre 300 e 2000C. Deste estudo observou-se a existência de algumas anomalias nos espectros Raman, como mudança de inclinação de curvas dw/dT para modos de baixa frequência em torno de 45oC, além do fato de que a partir de 50oC algumas bandas vão perdendo intensidade. Estes fatos foram interpretados como uma transição de fase sofrida pelo cristal entre 45o e 50oC. Observou-se que os espectros Raman entre 450 e 60oC eram diferentes dos espectros Raman para T < 45oC e para T > 60oC sugerindo a coexistência de fases neste intervalo de temperatura. Uma outra hipótese foi que o cristal sofreria uma transição de fase em 45oC, ficando nesta fase até a temperatura de 60oC. Foram realizadas medidas térmicas do tipo análise térmica diferencial (DTA) e análise termogravimétrica (TG). Da análise de DTA observou-se que entre 45o e 50oC começa um evento endotérmico que se prolonga até cerca de 84oC. A seguir, um segundo evento endotérmico se inicia, prolongando-se até 109oC. Com o auxílio das medidas de TG compreendeu-se que estes dois eventos endotérmicos estão associados à expulsão das moléculas de água, embora uma pequena quantidade permaneça no cristal como demonstrado pela espectroscopia Raman. Como parte final do trabalho estudou-se cristais de LARDH sob condições de altas pressões até cerca de 8 GPa. Deste estudo inferiu-se pela análise da região dos modos externos, que o cristal sofre uma transição de fase em torno de 2,5 GPa. Entretanto, para pressões no intervalo entre 2,5 e 8,0 GPa nenhuma outra transição de fase foi percebida, o que aponta para uma grande estabilidade do cristal quando comparado a outros cristais hidratados de aminoácidos. Além disso, nas regiões dos modos internos não foram observadas grandes mudanças nos espectros Raman, sugerindo que a transição de fase com a pressão seja do tipo conformacional.

SILVA, Cristiano Balbino da. Estudo das propriedades vibracionais do diterpeno C20H28O4 e da xantoxilina C10H12O4, por espectroscopias FT-Raman, FT-IR e cálculos DFT. 2012. 119 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-10-20T20:04:38Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_cbsilva.pdf: 5017214 bytes, checksum: c710995a46a14065f6d077b27264f5fb (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-10-21T20:38:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_cbsilva.pdf: 5017214 bytes, checksum: c710995a46a14065f6d077b27264f5fb (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-21T20:38:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_cbsilva.pdf: 5017214 bytes, checksum: c710995a46a14065f6d077b27264f5fb (MD5) Previous issue date: 2012 / In this work we present results on vibrational properties of two organic substances that are used in popular medicine: diterpene C20H28O4, extracted from Croton argyrophyloides and xanthoxyline C10H12O4), extracted from Croton neptaefollius. In the present work we show Fourier Transform Raman spectroscopy (FT-Raman) measurements, as well as, Fourier Transform infra red (FT-IR) measurements, in order to obtain the vibrational normal modes of the two substances. Ab initio (first principle) calculations through density fuctional theory (DFT) and potential energy distribution (PED) were performed to assign the bands observed in both FT-Raman and FT-IR spectra. For diterpene, additionally, we performed Raman spectroscopy studies at low temperatures, 20 to 300K, in order to investigate evidence of a possible phase transition. However, the Raman spectra do not show significant changes, indicating that the diterpene crystalline structure is stable between 20 to 300K. / Neste trabalho foram estudadas as propriedades vibracionais de duas substâncias orgânicas, extraídas de plantas comumente usadas na medicina popular: o diterpeno C20H28O4, extraído do Croton argyrophylloides e a xantoxilina C10H12O4, extraída do Croton Nepetaefollius. Foram realizadas medidas de espectroscopia Raman por transformada de Fourier (FTRaman) e medidas de infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR), para obtenção dos modos normais de vibração das substâncias. Cálculos ab initio (primeiros princípios), usando a Teoria do Funcional de Densidade (DFT, density funcional theory) e de distribuição de energia potencial (PED, Potential Energy Distribuiction), foram realizados para a identificação das bandas presentes nos espectros vibracionais das duas substâncias. Em relação diterpeno, adicionalmente, foram feitas medidas de espalhamento Raman a baixas temperaturas, entre as regiões de 20 e 300K, para investigar indícios de uma possível transição de fase. Os espectros Raman não apresentam mudanças significativas a baixas temperaturas, indicando que a estrutura cristalina do diterpeno é estável entre 20 e 300K.

PINTO, Raffael Costa de Figueiredo. Caracterização das propriedades estruturais de molibdatos e óxidos nanoestruturados através de espectroscopia Raman. 2013. 153 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-10-26T18:14:10Z No. of bitstreams: 1 2013_tese_rcfpinto.pdf: 19513880 bytes, checksum: 347a0a66f86770a72458aeaf8a47de65 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-10-26T18:14:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_tese_rcfpinto.pdf: 19513880 bytes, checksum: 347a0a66f86770a72458aeaf8a47de65 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-26T18:14:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_tese_rcfpinto.pdf: 19513880 bytes, checksum: 347a0a66f86770a72458aeaf8a47de65 (MD5) Previous issue date: 2013 / In this work we have been investigated the vibrational properties of nanostructured oxides (monoxides) and modified molybdates with yttrium and indium by means of Raman spectroscopy. In the monoxides nanostructured Al2O3, CeO2, ZrO2, TiO2, MnO2 and SnO2, were focused the pressure and temperature effects over the referred molybdates stability. While for the yttrium and indium molybdates, besides temperature effects also has been studied the pressure effects on them. The change of yttrium concentration in the molybdate allows in some cases remark the Negative Thermal Expansion (NTE). For the nanostructured oxides, the nanoparticles of ZrO2 and TiO2 exhibit different phase transitions at high temperatures due each compound apart. When compared with traditional oxides, the mentioned nanostructured oxides exhibit an excelent catalitic performance in the dehidratation of the glicerol, due synergic effects arising from access to active sites caused by defects in its structure. Due the electronic effect of the CeO2 and its stability at high temperatures, this material is a promising option for catalytic applications. / Neste trabalho foram investigadas as propriedades vibracionais de óxidos nanoestruturados (monóxidos) e molibdatos modificados com ítrio ou índio, através de espectroscopia Raman. No estudo dos monóxidos nanoestruturados Al2O3, CeO2, ZrO2, TiO2, MnO2 e SnO2, foram enfocados os efeitos da temperatura sobre a estabilidade dos mesmos, ao passo que para os molibdatos de ítrio e índio, além dos efeitos da temperatura também foram estudados os efeitos da pressão sobre os mesmos. A modificação da concentração de ítrio nos molibdatos permitiu, em alguns casos, a visualização da expansão térmica negativa (NTE). No caso dos óxidos nanoestruturados, as nanopartículas de monóxidos ZrO2 e TiO2 apresentaram também transições de fases distintas derivadas desses óxidos em temperaturas elevadas. Comparado com os óxidos tradicionais, os referidos óxidos nanoestruturados exibiram um excelente desempenho catalítico na desidratação do glicerol, devido aos efeitos sinergéticos oriundos da acessibilidade dos sólidos aos sítios ativos devido à presença de defeitos na sua estrutura. Em virtude do efeito promotor eletrônico do CeO2 e sua estabilização em elevadas temperaturas, este material é promissor para aplicações catalíticas na produção de óxidos.

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Alguns altos explosivos foram caracterizados por espectroscopia Raman e no Infravermelho, e o efeito da temperatura sobre os espectros Raman foi medido in-situ. Foram estudados os produtos comerciais TNT, HMX, RDX e PETN, os quais, com exceção do HMX e RDX, pertencem a classes químicas distintas e também foi investigado o TATP sintetizado no laboratório. As amostras foram inicialmente caracterizadas por FT-IR, FT-IR/ATR e espectroscopia Raman com excitação no visível (632,8 nm) e no NIR (1064 nm) visando determinar se a técnica de amostragem exercia algum efeito, especificamente transições de fase e degradação, sobre os espectros. ATR e FT-Raman forneceram os espectros a partir dos quais foi feita a atribuição de bandas, a qual foi suportada por simulações teóricas (DFT, B3PW91). Cada amostra foi aquecida até uma temperatura abaixo do ponto de fusão, na qual o comportamento do espectro com o aquecimento era reversível. No caso do PETN e TNT esse valor foi bem próximo do ponto de fusão e no caso do HMX e RDX, foi substancialmente inferior. As bandas mais afetadas pela temperatura devem ser aquelas envolvidas nas rotas de relaxação de energia em explosivos. Os resultados obtidos sugerem que o PETN sofra decomposição térmica através da ruptura da ligação C-ONO2, enquanto que no HMX e RDX a ligação N-N deve ser rompida. As mudanças no espectro do TNT indicam que vibrações envolvendo os grupos NO2 e a ligação C-N são as mais sensíveis à temperatura. TATP sublima à temperatura de 70°C e até essa temperatura o espectro não é afetado pelo calor. Provavelmente a energia é utilizada no processo de sublimação. / Selected high explosives were characterized by Raman and Infrared spectroscopies and the effect of temperature was followed in-situ by Raman spectroscopy. TNT, HMX, RDX, PETN (commercial products) and TATP belong to distinct chemical families (except HMX and RDX) and their response to heating was evaluated. The samples were first characterized by FT-IR, FT-IR/ATR and Raman with excitation in the visible (632.8 nm) and in the NIR (1064 nm) aiming at the detection of sampling effects in the obtained spectra, specifically phase transitions and degradation. ATR and FT-Raman were the techniques of choice to provide the spectra for band assignment, which was assisted by theoretical simulations (DFT). Each sample was heated up to a temperature well below its melting point, in order to avoid thermal decomposition. The bands most affected by temperature were taken as the routes for energy relaxation in explosives. The obtained results lead to the conclusion that PETN decomposes through the rupture of the C-ONO2 bond, whereas in HMX and RDX the N-N bond is broken. TNT spectra indicates that the NO2 and C-N vibrations are the most sensitive to temperature and TATP sublimated at 70°C and no bands were affected by temperature. The results are agreement with the literature or theoretical simulations.

Este trabalho de tese versa sobre o estudo espectroscópico da polianilina (PANI) formada em solução e nas cavidades de sólidos inorgânicos porosos e, também, sobre o monitoramento da interação entre a PANI e íons metálicos, através das técnicas espectroscópicas Raman ressonante, espectroscopia no infravermelho (IR), espectroscopia eletrônica no UV-VIS-NIR, ressonância paramagnética eletrônica (EPR) e absorção de raios X (XANES). Na síntese em solução, empregou-se o Cu(II) como agente oxidante em dois meios: (i) aquoso ácido e (ii) acetonitrila/água. As matrizes inorgânicas utilizadas foram a MCM-41, Cu(II)-MCM-41, Cu(II)-Montmorilonita e alfa-Zr(HOPO3)2.H2O. A espectroscopia Raman ressonante, utilizando diferentes radiações excitantes, demonstrou-se uma importante ferramenta no estudo dos diversos segmentos poliméricos nos diferentes ambientes químicos. Verificou-se a importância do meio reacional na natureza do polímero obtido. Usando Cu(II) em meio aquoso ácido, forma-se o de sal de esmeraldina enquanto em meio de acetonitrila/água, obteve-se um polímero contendo anéis fenazínicos e segmentos quinonadiimina e/ou fenilenodiamina. Os polímeros obtidos na sílica mesoporosa Cu(II)-MCM-41, na argila Cu(II)-MMT e no fosfato lamelar alfa-Zr(HPO4)2.H2O (alfa-ZrP) também apresentam novos segmentos provenientes de mecanismos de polimerização que diferem do usual acoplamento cabeça-cauda. Através da técnica \"layer-by-layer\" foi possível obter filmes de alfa-ZrP/PANI com a PANI na forma sal de esmeraldina e conformação estendida. Foi observado que complexação da esmeraldina base (EB) com Cu(II), Fe(III) e Zn(II) leva à formação de radicais cátions. O monitoramento do comportamento espectroscópico de soluções de EB e íons metálicos em solução de N-metil-pirrolidona demonstrou que as espécies presentes dependem da natureza dos íons metálicos, da proporção Metal/EB e das concentrações do polímero e do íon metálico. / This work presents the spectroscopic study of polyaniline (PANI) formed in solution and inside inorganic porous materials, and also the monitoring of the interaction of PANI and metallic ions through resonance Raman, infrared spectroscopy (IR), electronic UV-VIR-NIR spectroscopy, electronic paramagnetic resonance (EPR) and X-ray absorption near edge structure (XANES). In the polymerization of aniline in solution, Cu(II) ions were used as oxidizing in two different media: (i) acidic aqueous medium and (ii) acetonitrile/water. The inorganic hosts employed were MCM-41, Cu(II)-MCM-41, Cu(II)-Montmorillonite and alpha-Zr(HOPO3)2.H2O. Resonance Raman scattering by using exciting laser lines in a wide spectral range is an important technique for the structural investigation of the polymeric segments in different environments. It was verified the important role of the synthetic parameters in the structure of the polymeric material obtained. Using Cu(II) ions in acidic aqueous medium, emeraldine salt (ES) is formed while in acetonitrile/water medium it was observed a polymer having phenazine-like rings, quinonediimine and/or phenylenediamine segments. The obtained polymers into mesoporous silica Cu(II)-MCM-41, into Cu(II)-MMT clay and into the lamellar phosphate alpha-Zr(HPO4)2.H2O (alpha-ZrP) also present new segments resulted from distinct polymerization mechanisms from the usual head-to-tail coupling. Through the layer-by-layer technique it was possible to obtain alpha-ZrP/PANI films with PANI in the ES form and with extended conformation. It was observed that complexation of emeraldine base (EB) with Cu(II), Fe(III), and Zn(II) ions gives rise to radical cations formation. The monitoring of spectroscopic behavior of EB and metallic ions in NMP solution showed that the species present depend on the nature of metallic ion, on the Metal/EB ratio, and on the metallic ion and polymer concentrations.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:32:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:06:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP