Esta tese consiste no estudo do processo de sÃntese e funcionalizaÃÃo de nanotubos de carbono. A sÃntese dos nanotubos de carbono foi realizada usando a tÃcnica de deposiÃÃo quÃmica a partir da fase vapor (CVD). Foram sintetizados Nanotubos de parede simples (SWNTs) e mÃltipas (MWNTs) . A diferenÃa bÃsica das metodologias usadas para preparar as amostras foi o uso de diferentes catalisadores expostos ao gÃs hidrogÃnio por diferentes intervalos de tempo. As amostras obtidas foram caracterizadas por espectroscopia Raman ressonante e anÃlise tÃrmica. Os resultados de anÃlise tÃrmica mostraram que as amostras sintetizadas apresentam uma excelente estabilidade tÃrmica, quando comparada com algumas amostras disponÃveis no mercado. Foram estudados trÃs diferentes sistemas em relaÃÃo ao processo de funcionalizaÃÃo de nanotubos de carbono. No primeiro sistema, investigamos o efeito da irradiaÃÃo de Ãons de silÃcio (Si+) e carbono (C+) nas propriedades eletrÃnicas e estruturais dos nanotubos de parede dupla (DWNTs). A implantaÃÃo foi realizada à temperatura ambiente com concentraÃÃes de Ãons que variam de 1 a 100 x (1013 Ãons/cm2); e a espectroscopia Raman ressonante foi a principal tÃcnica utilizada para estudar os efeitos da implantaÃÃo. Os efeitos da implantaÃÃo dos Ãons de Si+ na estrutura dos nanotubos sÃo mais fortes do que os Ãons de C+ o que à atrÃbuido ao maior raio iÃnico do Si+. A razÃo das intensidades das bandas D e G foi usada para investigar a concentraÃÃo de Ãons para a qual o sistema perde a caracterÃstica sp2, deixando o sistema muito desordenado e com grande concentraÃÃes de ligaÃÃes sp3. Observamos que o aumento da dosagem de Ãons aumenta a intensidade da banda D e os modos radiais de respiraÃÃo dos nanotubos semicondutores (tubo externo) e metÃlicos (tubo externos) desaparecem primeiramente do que os tubos internos. Para altas dosagens de implantaÃÃo de Ãons de silÃcio ou carbono observamos que os nanotubos sÃo completamente deformados e os espectros Raman apresentam aspectos de grafite altamente desordenados. No segundo sistema estudado, investigamos os efeitos da dopagem da molÃcula de H2SO4 nos SWNTs e DWNTs com distribuiÃÃo de diÃmetros dos SWNTs similar aos tubos internos dos DWNTs. A comparaÃÃo destes dois sistemas permitiu ter um maior conhecimento dos efeitos da molÃcula H2SO4 nos sistemas DWNTs como tambÃm estabelecer diferenÃas entre a dopagem por intercalaÃÃo nos feixes de SWNTs e DWNTs. A dopagem com H2SO4 torna o perfil Breit-Wigner-Fano (BWF) dos nanotubos metÃlicos nos sistemas SWNTs menos acentuado e a freqÃÃncia da banda G aumenta indicando que uma transferÃncia de carga ocorre dos nanotubos para as molÃculas de H2SO4. O efeito nos DWNTs à o oposto ao que foi evidenciado para os SWNTs, mostrando que a interaÃÃo entre os tubos internos e externos no sistema DWNTs parece afetar mais fortemente as transiÃÃes eletrÃnicas dos tubos internos do que as transiÃÃes dos tubos externos. No terceiro sistema estudado, caracterizamos de maneira detalhada um novo sistema hÃbrido baseado em nanotubos de carbono que consiste de um cabo coaxial com carbono no interior e uma casca de selÃnio como tubo exterior. Demonstramos que o composto Butil-LÃtio promove a interaÃÃo entre os nanotubos de carbono e a casca de selÃnio levando a formaÃÃo destes nanocabos. O espectro Raman dos SWNTs da amostra resÃduo e selÃnio-nanotubos sugere que os nanocabos de selÃnio carbono interagem mais fortemente com os nanotubos semicondutores do que com os nanotubos metÃlicos. Estimamos que a quÃmica do selÃnio permitirà sintetizar nanocabos de selÃnio-carbono decorados com outros compostos funcionais tais como CdSe, ZnSe entre outros. / In this Thesis we report a study of the synthesis and functionalization of carbon nanotubes. Regarding the synthesis, we produced carbon nanotubes samples using the chemical vapor deposition method. Both single-wall and multi-wall carbon nanotubes were produced. The basic difference between these two growth results was the catalyst employed. We also have changed the exposure time of catalyst particle to the hydrogen gas to find out the optimal parameters for growing the nanotubes. The obtained samples were characterized by resonance Raman spectroscopy and thermal analysis. The obtained samples show higher thermal stability compared with some commercially available samples. Regarding functionalization of the tubes we studied three different systems. Firstly, we investigated the effect of Si+ and C+ ions bombardment on the structural and electronic properties of highly pure double wall carbon nanotubes (DWNTs). The implantation was performed at room temperature with high fluencies of ions varying from 1 to 100 x( 10 13 ions/cm2) and the Raman spectroscopy was the main technique employed for studying the ion implantation-induced changes in the nanotubes. The effects of the Si+ implantation is stronger than that of C+ and this is attributed to the larger ionic radius of Si. The D to G band intensity ratio was used for probing the ion concentration for which the system looses its sp2 character leading to a highly disordered system with a high concentration of sp3 bonds. We observed that as the ion implantation dosage increases, the D-band intensity increases and the radial breathing modes (RBM) of the semiconducting (outer) and metallic (outer) tube disappear first, before from the inner tubes. At higher ion-implantation dosage, the carbon nanotubes are completely deformed and the Raman spectrum is typical of highly disordered graphite. Secondly, we investigated the effects of H2SO4 doping on DWNTs and SWNTs where the diameter of SWNTs are in the same range as the inner tube of the DWNTs. The comparison of these two systems allow to further improve the knowledge of doping effects on the constituents of DWNTs as well as to establish differences between the exohedral doping of SWNTs and DWNTs bundles. Upon doping with H2SO4 the Breit-Wigner-Fano lineshape of metallic tubes in the SWNTs samples decreases and the G band frequencies increase thus indicating that an electronic charge transfer is occurring from the nanotubes to the dopant molecule. The effect on the DWNTs is opposite to that of SWNTs thus evidencing that the inner and outer shell interaction seems to affect the inner tube electronic transitions more than those of the outer tubes. Thirdly, we report a detailed characterization of a novel carbon nanotube-based system that is a coaxial nanocable made of carbon as core and selenium as shell. Carbon nanotube bundles are wrapped up within a trigonal selenium shell. We have demonstrated that the Butyl-lithium compound plays an important role in promoting the interaction between the carbon nanotubes and the selenium shells and thus enables the preparation of these nanocable structures. The Raman spectra of the SWNTs in the residue and the Se-CNT nanocables suggests that this selenium-carbon interaction is stronger for semiconducting nanotubes than for metallic nanotubes. The chemistry of Selenium would allow the synthesis of carbon nanotubes decorated with other functional Se-based structures, such as CdSe, ZnSe, among others.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O objetivo neste estudo foi avaliar a inclusÃo de diferentes fontes de lipÃdeos na dieta de cordeiros sobre o consumo e digestibilidade da matÃria seca (MS), matÃria orgÃnica (MO), proteÃna bruta (PB), extrato etÃreo (EE), fibra em detergente neutro (FDN), carboidratos totais (CT), carboidratos nÃo-fibrosos (CNF), nutrientes digestÃveis totais (NDT) e energia metabolizÃvel (EM); a produÃÃo microbiana; o balanÃo de nitrogÃnio (BN), as excreÃÃes de creatinina e os padrÃes nictemerais do comportamento ingestivo. Foram utilizados 35 ovinos da raÃa Santa InÃs com peso mÃdio inicial de 13,00  1,80 kg, em delineamento experimental em blocos ao acaso, com cinco dietas experimentais (dieta controle, sem suplementaÃÃo; dieta com caroÃo de algodÃo (CAL), com farelo de castanha de caju (FCC), com caroÃo de algodÃo mais farelo de castanha de caju (CALFCC) e com sais de cÃlcio de Ãcidos graxos de cadeia longa (CaAgCl). O consumo de MS (kg/dia, %PC e g/kg0,75) e dos nutrientes (kg/dia) nÃo foram alterados com a inclusÃo de fontes lipÃdicas nas dietas, com exceÃÃo dos consumos de EE, CNF (kg/dia) e FDN (%PC e g/kg0,75). A suplementaÃÃo lipÃdica influenciou a digestibilidade dos nutrientes, de modo que as dietas com CAL apresentaram os menores coeficientes de digestibilidade da MS, MO, FDN e CT (63,89; 64,41; 70,79 e 54,02%, respectivamente), quando comparado à dieta controle. NÃo houve diferenÃa entre as dietas em relaÃÃo ao volume urinÃrio, no entanto as excreÃÃes de creatinina foram influenciadas. O BN nÃo foi alterado com a inclusÃo de lipÃdeos, porÃm as excreÃÃes dos derivados de purina (DP mmol/dia), absorÃÃo dos derivados de purina (abs. DP mmol/dia), produÃÃo de nitrogÃnio microbiano (N mic mmol/dia), proteÃna bruta microbiana (PB mic g/dia) e eficiÃncia de sÃntese de proteÃna microbiana (ESPBmic g/kgNDT) foram afetadas pela adiÃÃo de lipÃdeos dietÃticos, de modo que as menores mÃdias para essas variÃveis foram para a dieta suplementada com CaAgCl (3,48; 2,95; 2,14; 13,40; 21,31 mmol/dia, respectivamente). O tempo de ruminaÃÃo (TR), o nÃmero de mastigaÃÃes merÃcicas (nÂ/dia) e mastigaÃÃes merÃcicas por bolo (nÂ/bolo) foram influenciados de acordo com as fontes lipÃdicas na dieta, de modo que os maiores tempos foram dispendidos para o tratamento CAL (10,14; 61026 e 78,91, respectivamente). Os animais consumiram preferencialmente nos horÃrios que compreenderam os perÃodos de 06:00 Ãs 12:00 e 12:00 Ãs 18:00 hs e ruminaram nos perÃodos que compreenderam os intervalos 18:00 Ãs 24:00 e 24:00 Ãs 06:00 hs. A adiÃÃo de diferentes fontes de lipÃdeos nÃo influencia o consumo de MS e dos nutrientes, com exceÃÃo do consumo de EE e CNF, porÃm influencia os coeficientes de digestibilidade da MS e dos nutrientes. O BN e o volume urinÃrio nÃo sÃo influenciados de acordo com a fonte de lipÃdeos da dieta, contudo as excreÃÃes de creatinina sÃo influenciadas e a produÃÃo microbiana à reduzida quando CaAgcl fazem parte da dieta. A suplementaÃÃo à base de caroÃo de algodÃo influencia os padrÃes nictemerais do comportamento ingestivo em ovinos da raÃa Santa InÃs. / The aim of this study was to evaluate the inclusion of different fat sources in the diet of lambs over the intake and digestibility of dry matter (DM), organic matter (OM), crude protein (CP), ether extract (EE), neutral detergent fiber (NDF), total carbohydrates (TC), non-fiber carbohydrates (NFC), total digestible nutrients (TDN) and metabolizable energy (ME), microbial production, nitrogen balance (NB), creatinine excretion and nictemeral pattern of feeding behavior. It was used 35 Santa InÃs sheep with initial body weight of 13.00  1.80 kg. The experimental design was randomized blocks. The experimental diets consisted of five treatments: the control diet without supplementation, added cottonseed (CAL), bran cashews (FCC), cottonseed meal plus cashews (CALFCC) and calcium salts of long chain fatty acids (CaAgCl). DM intake (kg/day, %PC and g/kg0.75) and nutrients (kg/day) did not change according to the inclusion of dietary lipids, with the exception of EE, NFC intake (kg/day) and NDF (%PC and g/kg0.75). The lipid supplementation influenced the nutrients digestibility, so that diets with CAL showed the lowest digestibility coefficients for DM, OM, NDF and CT (63.89, 64.41, 70.79 and 54.02%), respectively, when compared to the control diet. There was no difference between diets in relation to urinary volume, however the excretions of creatinine were influenced. The NB did not change with the inclusion of lipids, however, purine derivatives excretions (PD mmol/dia), purine derivatives absorption (PD abs. mmol/day), microbial nitrogen production (N microb mmol/day), microbial crude protein (CP microbial g/day) and microbial protein efficiency synthesis (ESPBmic (g)/kgNDT) were influenced by addition of dietary lipids, so that the lowest means for these variables were for diet supplemented with CaAgCl (3.48, 2.95, 2.14, 13.40, 21.31 mmol/day), respectively. The ruminating time (RT), number of chews (No/day), chews per bolus (No/bolus) are influenced in accordance with the addition of lipids in the diet, so that longer times have been expended for the CAL treatment (10,14, 78,91 and 61,026), respectively. The animals fed heavily at times on the periods of 06 to 12 and 12 to 18 h and ruminated in periods that comprised the intervals 18 to 24 and 24 to 06 h. Supplementation with different lipid sources did not influence the consumption of DM and nutrients, with the exception of EE and NFC intake but influences the digestibility of DM and nutrients. NB and urine volume are not affected according to the lipid inclusion in diets, however, the excretions of creatinine are influenced and microbial production is reduced when CaAgcl are part of the diet. The lipid supplementation influences diary cycle patterns on intake behavior in Santa Ines sheep.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Diante das atuais exigÃncias ambientais e uma possÃvel instabilidade no mercado internacional de petrÃleo, o processo de SÃntese de Fischer-Tropsch (SFT) representa uma nova trajetÃria tecnolÃgica na busca de combustÃveis alternativos limpos. A SFT Ã uma reaÃÃo de polimerizaÃÃo, na qual o gÃs de sÃntese (H2 + CO) reage na presenÃa de um catalisador produzindo uma mistura de hidrocarbonetos. A fim de se estudar o efeito das condiÃÃes operacionais (temperatura e pressÃo) e do teor de lÃtio como promotor em catalisadores de ferro para a (SFT) foram sintetizados trÃs catalisadores suportados em sÃlica. A composiÃÃo desses catalisadores em base molar seguiu o padrÃo: 100Fe/5Cu/24K/240SiO2, variando apenas a concentraÃÃo de lÃtio, em 06Li, 12Li e 24Li. Os catalisadores foram caracterizados atravÃs das tÃcnicas de fluorescÃncia de raios-X, difraÃÃo de raios-X, anÃlise termogravimÃtrica, anÃlise textural e reduÃÃo a temperatura programada. Foi realizado um planejamento experimental fatorial para cada catalisador e as variÃveis respostas selecionadas foram o nÃmero mÃdio de carbono (Nm), a dispersÃo e a curtose da distribuiÃÃo dos produtos. A pressÃo variou de 240 a 270ÂC e a pressÃo de 20 a 30 atm. As reaÃÃes foram conduzidas em um reator de leito de lama de alta pressÃo e os produtos gerados foram analisados por cromatografia gasosa e identificados atravÃs de padrÃes internos e quantificados a partir de balanÃos molares e programa computacional de estimativa de Ãrea dos picos. A distribuiÃÃo de hidrocarbonetos resultantes da reaÃÃo da SÃntese de Fischer-Tropsch apresentou comportamento de uma distribuiÃÃo normal para fraÃÃo diesel e graxa, semelhante ao comportamento de uma Gaussiana para todos os catalisadores nas condiÃÃes estudadas. Os produtos lÃquidos obtidos nas corridas experimentais da SFT sÃo constituÃdos principalmente de n-parafinas. Os resultados de todos os experimentos para os trÃs tipos de catalisador apresentaram quantidades significativas de n-parafinas na faixa de 20 a 36 Ãtomos de carbono. A anÃlise estatÃstica da perturbaÃÃo das variÃveis independentes do processo (temperatura, pressÃo e concentraÃÃo de lÃtio no catalisador) sobre o nÃmero mÃdio de carbonos mostra que apenas a concentraÃÃo de lÃtio no catalisador tem um efeito significativo para um intervalo de confianÃa de 90%. A concentraÃÃo de lÃtio apresenta influÃncia negativa, indicando que sua utilizaÃÃo desfavorece a produÃÃo de hidrocarbonetos de maior peso molecular. / New environmental regulations and a possible instability in the international oil market have led to a renewal interest in the Fischer-Tropsch Synthesis (FTS), which is an alternative to produce more environmental friendly fuels. The FTS is a polymerization reaction, in which syngas (H2 + CO) reacts in the presence of catalyst to produce hydrocarbons. Three iron-based catalysts supported in silica and promoted with lithium were synthesized and the effects of lithium content and operating conditions (temperature and pressure) were studied. The composition of the catalysts was based on 100Fe/5Cu/24K/240SiO2 (molar basis) with varying lithium concentration 06Li, 12Li e 24Li. The catalysts were characterized by X-ray fluorescence, X-ray diffraction, thermogravimetric analysis, textural analysis and temperature programming reduction. An experimental planning was carried out for each catalyst, varying the temperature from 240 to 270 ÂC and the pressure from 20 to 30 atm. The answer variables were the average carbon number (Nm), dispersion and curtosis of the product distribution. The reactions were carried out in a slurry bed reactor and the products were analyzed by gas chromatography. The products were identified by means of internal standards and quantified by mass balance. The product distribution of the FTS presented a normal distribution in the diesel and wax region. The distribution was similar to a Gaussian curve for all catalysts. The liquid products consisted mainly of n-parafins. The results for all catalysts presented significant quantities of n-parafins in the range of 20 to 36 carbons. The perturbation analysis of the independent variables (temperature, pressure and lithium content) showed that only the lithium content has a significant effect over the average carbon number, at a 90% confidence level. The lithium content presented a negative effect over the average carbon number.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / As nanopartÃculas metÃlicas apresentam inÃmeras aplicaÃÃes, como na construÃÃo de sensores, microeletrÃnica, catÃlise, aÃÃo bactericida, cÃlulas fotovoltaicas, entre outras. Dentre elas, a nanopartÃculas de prata (NPAg) tem ganhado destaque, em especial pela a sua atividade bactericida e por exibirem propriedades Ãpticas e eletromagnÃticas diferentes das observadas no metal agregado. VÃrias metodologias de sÃntese de nanopartÃculas de prata jà foram desenvolvidas. Para substituir os mÃtodos clÃssicos, que se baseiam na reduÃÃo dos Ãons prata por boroidreto de sÃdio ou citrato de sÃdio. A sÃntese verde, uma dessas novas metodologias, propÃe o uso de extrato de plantas, aÃÃcares, microrganismos e polissacarÃdeos para a reduÃÃo dos Ãons prata e estabilizaÃÃo das nanopartÃculas obtidas. O objetivo deste trabalho à propor a sÃntese verde de nanopartÃculas de prata, usando o extrato aquoso de sementes de girassol como agente redutor e soluÃÃo de galactomanana da fava danta como agente estabilizante. As NPAg foram sintetizadas adicionando-se 500 μL de soluÃÃo de AgNO3 a 20 mL de soluÃÃo de galactomanana 0,032% (m/v) e 5 mL do extrato aquoso. As sÃnteses foram conduzidas a temperatura ambiente, 50, 70 e 90 ÂC, utilizando soluÃÃes 10 e 100 mmol/L de AgNO3 e soluÃÃo de galactomanana 0,032 %. O extrato aquoso das sementes de girassol liofilizado, apresentou um teor de umidade de 11,7%, um teor de proteÃnas de 15,5% e um resÃduo a 900ÂC de 12,8%. A formaÃÃo das nanopartÃculas foi confirmada por espectroscopia de absorÃÃo na regiÃo do UV-Vis, pela banda de ressonÃncia de plasmon na regiÃo de 400 nm. Os sistemas reacionais, com maior concentraÃÃo de Ag+, mostraram-se mais eficiente que os sistemas com menor concentraÃÃo desse Ãon. Entretanto, as NPAg formadas apresentaram maiores valores de λmÃx (lambda mÃxima) e LMA (largura de banda à meia altura), indicando maiores tamanhos e maior polidispersividade das mesmas. O aumento da temperatura favorece a formaÃÃo das NPAg para todos os sistemas, inclusive os sistemas com menor concentraÃÃo de Ãons prata. Os coloides obtidos em presenÃa de soluÃÃo de galactomanana apresentaram bandas de plasmon simÃtricas, bem definidas e estreitas, indicando a galactomanana como estabilizante na formaÃÃo das NPAg. Avaliou-se a estabilidade temporal dos coloides por anÃlise de UV-Vis, os resultados demonstraram que os coloides obtidos sÃo estÃveis. O poder redutor do extrato das sementes de girassol nÃo sofreu alteraÃÃo com o aquecimento prÃvio a temperatura de 90 ÂC e nem apÃs processo de liofilizaÃÃo e resuspensÃo, porÃm o poder redutor do extrato diminuiu apÃs uma partiÃÃo com acetato de etila e apÃs um processo de diÃlise. O MET mostrou que as nanopartÃculas de prata formada apresenta formato esfÃrico com pouca polidispersÃo e diÃmetro na faixa de Â17 nm. / Metallic nanoparticles have several applications, such as in biosensor, microelectronics, catalysis, bactericidal action and photovoltaic cells. Silver nanoparticles (NPAg) has gained prominence, especially for its bactericidal activity and exhibit different optical and electromagnetic properties. Several methods for the synthesis of silver nanoparticles have been developed to replace traditional methods, which are based on the reduction of silver ions by sodium borohydride or sodium citrate. The green synthesis proposes the use of plant extracts, sugars, polysaccharides, and microorganisms for the reduction of silver ions and stabilization of the nanoparticles obtained. The objective of this work is to propose the green synthesis of silver nanoparticles using aqueous extract of sunflower seeds as a reducing agent and galactomannan from fava danta, as a stabilizer agent. NPAg were synthesized by adding 500 μl of a solution of AgNO3 and 20 mL of galactomannan 0.032 % (w/v) and 5 mL of aqueous extract. The syntheses were carried out at room temperature, 50, 70 and 90  C, using 10 to 100 mmol/L AgNO3 solution and 0.032% solutions of galactomannan. The aqueous extracts of sunflower seeds, when dried showed a moisture content of 11.7 %, protein content of 15.5% and a residue at 900 C of 12.8 %. All colloid synthesized were analyzed by absorption spectroscopy in the UV-Vis confirming the formation of the band NPAG the appearance of surface plasmon resonance (SPR) in the region of 400 nm. The reaction systems with higher concentrations of Ag+, were more efficient than systems with lower concentration of this ion. However the NPAg formed, showed higher λmÃx (maximum lambda) and LMA (bandwidth at half maximum), indicating larger sizes and higher polydispersity of the same. Raising the temperature favors the formation of NPAG to all systems, including systems with lower concentrations of silver ions. Colloids obtained in the presence of galactomannan solution showed bands of symmetric plasmon, well defined and narrow, indicating the galactomannan as a stabilizer in the formation of NPAg. The temporal stability of the colloids was evaluated by UV-Vis analysis, and the results obtained showed that the colloids are stable. The reducing power of the extract of sunflower seeds did not change with the preheating (90  C) and even after lyophilization and resuspension process, but the reducing power of the extract decreased after a partition with ethyl acetate and after a dialysis process. TEM analysis showed that silver nanoparticles presents spherical shape with low polydispersity and diameter in the range of Â17 nm.