Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-02-22Bitstream added on 2014-06-13T18:53:42Z : No. of bitstreams: 1 paula_aj_me_araiq.pdf: 4248467 bytes, checksum: 8dc95ae46ec5d889f9869c43632e6cd9 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / As piezocerâmicas de chumbo a base de Pb(Zr1-xTix)O3 (PZT) sempre tiveram destaque devido às suas excelentes propriedades piezoelétricas. Suas aplicações como sensores, atuadores e capacitores tornaram essas cerâmicas um alvo de incessantes estudos. Entretanto, cresce a necessidade de substituí-las devido ao impacto ambiental causado pelo chumbo. Com este objetivo, pesquisas em busca de materiais alternativos vêm ganhando destaque na comunidade científica internacional. Nesse contexto, os únicos materiais que apresentaram características equiparáveis ao PZT foram os niobatos alcalinos texturizados. Entretanto, para a obtenção dessas cerâmicas texturizadas foi necessária a produção de templates de niobato de sódio (NaNbO3) por complexos processos de síntese, uma vez que estes não estão disponíveis comercialmente. Nessa linha de estudo, o presente projeto de pesquisa buscou a síntese de moldes (templates) de niobato de sódio e de potássio para texturização de cerâmicas livres de chumbo a base de niobatos alcalinos (NaKLiNbO3) por método “Templated Grain Growth” (TGG) e “Reactive Templated Grain Growth” (RTGG). Os templates foram produzidos por síntese hidrotérmica assistida por microondas (H-M), a 200ºC, e com variações de tempo, tipo de precursor de nióbio e concentração de reagentes. Os templates de NaNbO3 e KNbO3 foram produzidos através da reação entre um precursor de nióbio (Nb2O5 ou NH4.NbO.(C2O4)2.(H2O)2.(H2O)n) e o hidróxido do respectivo metal alcalino (NaOH ou KOH). O NaNbO3 foi produzido com ambos os precursores de nióbio, embora o oxalato amoniacal favoreça a cristalização de partículas cúbicas de maior tamanho (>4μm). Durante a síntese do NaNbO3, as análises de difratometria de raios X (DRX) e de microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostraram que as microfibras de Na2Nb2O6.nH2O formadas são uma fase intermediária... / PZT-based materials [Pb(Zr1-xTix)O3] are the most used piezoceramics around the world due to their excellent piezoelectric properties. Their applications as sensors, actuators and capacitors made these ceramics the center of unceasing studies. However, the necessity of substituting these materials has been increased mainly because of the environment impact caused by the lead element. With this objective, new researches aiming the discovery of alternative materials have been growth in the scientific community. In this context, the only materials which presented properties at the level of PZT were the texturized alkalines niobates. Nevertheless, to produce such texturized ceramics, the use of complexes methods of synthesis was necessary to create templates of sodium niobate (NaNbO3), once they are not commercially available. Therefore, this project attempted to produce templates of sodium and potassium niobates intending the texturization of alkaline niobate-based ceramics (NaKLiNbO3) by Templated Grain Growth (TGG) and Reactive Templated Grain Growth (RTGG) methods. The templates were produced by means of a microwave assisted hydrothermal synthesis (M-H), at 200ºC, by varying the time, type of niobium precursor and reactants concentrations. The templates of NaNbO3 e KNbO3 were produced through the reaction between a niobium precursor (Nb2O5 or NH4.NbO.(C2O4)2.(H2O)2.(H2O)n) and the hydroxide of the respective alkaline metal (NaOH or KOH). The NaNbO3 was synthesized by both niobium precursors, though the niobium ammoniacal oxalate promoted the formation of cubic particles of NaNbO3 with greater sizes (>4μm). During the synthesis of the NaNbO3, the analysis of X-ray diffratometry (XRD) and scanning electronic microscopy (SEM) indicated that the microfibers of Na2Nb2O6.nH2O are formed as an intermediary phase towards the NaNbO3 crystallization... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Maria Aparecida Zaghete Bertochi / Banca: Laudemir Carlos Varanda / Banca: Cauê Ribeiro de Oliveira / Resumo: As piezocerâmicas de chumbo a base de Pb(Zr1-xTix)O3 (PZT) sempre tiveram destaque devido às suas excelentes propriedades piezoelétricas. Suas aplicações como sensores, atuadores e capacitores tornaram essas cerâmicas um alvo de incessantes estudos. Entretanto, cresce a necessidade de substituí-las devido ao impacto ambiental causado pelo chumbo. Com este objetivo, pesquisas em busca de materiais alternativos vêm ganhando destaque na comunidade científica internacional. Nesse contexto, os únicos materiais que apresentaram características equiparáveis ao PZT foram os niobatos alcalinos texturizados. Entretanto, para a obtenção dessas cerâmicas texturizadas foi necessária a produção de templates de niobato de sódio (NaNbO3) por complexos processos de síntese, uma vez que estes não estão disponíveis comercialmente. Nessa linha de estudo, o presente projeto de pesquisa buscou a síntese de moldes (templates) de niobato de sódio e de potássio para texturização de cerâmicas livres de chumbo a base de niobatos alcalinos (NaKLiNbO3) por método "Templated Grain Growth" (TGG) e "Reactive Templated Grain Growth" (RTGG). Os templates foram produzidos por síntese hidrotérmica assistida por microondas (H-M), a 200ºC, e com variações de tempo, tipo de precursor de nióbio e concentração de reagentes. Os templates de NaNbO3 e KNbO3 foram produzidos através da reação entre um precursor de nióbio (Nb2O5 ou NH4.NbO.(C2O4)2.(H2O)2.(H2O)n) e o hidróxido do respectivo metal alcalino (NaOH ou KOH). O NaNbO3 foi produzido com ambos os precursores de nióbio, embora o oxalato amoniacal favoreça a cristalização de partículas cúbicas de maior tamanho (>4μm). Durante a síntese do NaNbO3, as análises de difratometria de raios X (DRX) e de microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostraram que as microfibras de Na2Nb2O6.nH2O formadas são uma fase intermediária... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: PZT-based materials [Pb(Zr1-xTix)O3] are the most used piezoceramics around the world due to their excellent piezoelectric properties. Their applications as sensors, actuators and capacitors made these ceramics the center of unceasing studies. However, the necessity of substituting these materials has been increased mainly because of the environment impact caused by the lead element. With this objective, new researches aiming the discovery of alternative materials have been growth in the scientific community. In this context, the only materials which presented properties at the level of PZT were the texturized alkalines niobates. Nevertheless, to produce such texturized ceramics, the use of complexes methods of synthesis was necessary to create templates of sodium niobate (NaNbO3), once they are not commercially available. Therefore, this project attempted to produce templates of sodium and potassium niobates intending the texturization of alkaline niobate-based ceramics (NaKLiNbO3) by Templated Grain Growth (TGG) and Reactive Templated Grain Growth (RTGG) methods. The templates were produced by means of a microwave assisted hydrothermal synthesis (M-H), at 200ºC, by varying the time, type of niobium precursor and reactants concentrations. The templates of NaNbO3 e KNbO3 were produced through the reaction between a niobium precursor (Nb2O5 or NH4.NbO.(C2O4)2.(H2O)2.(H2O)n) and the hydroxide of the respective alkaline metal (NaOH or KOH). The NaNbO3 was synthesized by both niobium precursors, though the niobium ammoniacal oxalate promoted the formation of cubic particles of NaNbO3 with greater sizes (>4μm). During the synthesis of the NaNbO3, the analysis of X-ray diffratometry (XRD) and scanning electronic microscopy (SEM) indicated that the microfibers of Na2Nb2O6.nH2O are formed as an intermediary phase towards the NaNbO3 crystallization... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-18Bitstream added on 2014-06-13T19:17:20Z : No. of bitstreams: 1 teixeira_gf_me_araiq.pdf: 3060049 bytes, checksum: 1e07eb9c5f9e559d8f613ee18e23f273 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho foram obtidos pós de Titanato Zirconato de Chumbo (PZT) com razão Zr/Ti igual 52/48 puro com diferentes concentrações de precursor (0,31 molL-1, 0,16 molL-1 e 0,08 molL-1) e pós com adição de Álcool Polivinílico (PVA) que atua como agente de cristalização. Para a preparação dos pós foi utilizada a síntese hidrotérmica assistida por micro-ondas, este método dentre outras vantagens permite obter materiais cristalinos em menores tempos de síntese a baixas temperaturas. Os pós de PZT puro e com PVA foram obtidos em diferentes tempos de síntese a temperatura de 180°C. As amostras foram caracterizadas por Difratometria de Raios X (DRX), Espectroscopia Raman, Microscopia Eletrônica de Varredura de alta resolução (MEV-FEG), Espectroscopia de Fotoluminescência (FL) e Espectroscopia na região do Ultra-Violeta Visível (UV-Vis). Os resultados de DRX indicaram a obtenção de PZT puro e PZT/PVA com estrutura cristalina tetragonal e romboédrica à partir de 1hora de síntese, independente da concentração dos precursores. As partículas possuem forma semelhante a cubos ou folhas que formam mesoestruturas para PZT puro e PZT/PVA. O band gap de energia calculado à partir dos dados de UV-Vis indicaram valores no intervalo de 2,7 eV a 3,1 eV. As bandas de emissão fotoluminescente seguem o modelo da banda larga com máximo de emissão predominante na região verde do espectro eletromagnético / Pure powders of Lead Zirconate Titanate (PZT) with ratio Zr/Ti equal 52/48 with different concentrations of precursor (0.31 mol L-1, 0.16 mol L-1 and 0.08 mol L-1) and PZT powders with addition of Polyvinyl Alcohol (PVA) which acts as an agent of crystallization was obtained using hydrothermal synthesis assisted by microwaves. Among other advantages this method allows to obtain crystalline materials synthesis time decreases and low temperatures. The powders of pure PZT and PZT/PVA were obtained by different times of the synthesis at temperature 180°C. The samples were submitted to characterizations by X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, scanning electron microscopy high resolution (SEM-FEG), photoluminescence spectroscopy (PL), Ultra-Violet Visible (UV-Vis) spectroscopy. The XRD results indicate that pure PZT and PZT/PVA present a tetragonal and rhombohedral structure since one hour of synthesis, independent of precursors concentration. The shape of particles resembles cubes or sheets that form mesostructure for pure PZT and PZT/PVA. The band gap energy calculated from UV-Vis data indicated values in the range of 2.7 eV to 3.1 eV. The photoluminescent emission bands follow the model of broadband with maximum emission predominant in the green region of the electromagnetic spectrum

Orientador: Maria Aparecida Zaghete Bertochi / Banca: Elaine Cristina Paris / Banca: José Waldo Martínez Espinosa / Resumo: Neste trabalho foram obtidos pós de Titanato Zirconato de Chumbo (PZT) com razão Zr/Ti igual 52/48 puro com diferentes concentrações de precursor (0,31 molL-1, 0,16 molL-1 e 0,08 molL-1) e pós com adição de Álcool Polivinílico (PVA) que atua como agente de cristalização. Para a preparação dos pós foi utilizada a síntese hidrotérmica assistida por micro-ondas, este método dentre outras vantagens permite obter materiais cristalinos em menores tempos de síntese a baixas temperaturas. Os pós de PZT puro e com PVA foram obtidos em diferentes tempos de síntese a temperatura de 180°C. As amostras foram caracterizadas por Difratometria de Raios X (DRX), Espectroscopia Raman, Microscopia Eletrônica de Varredura de alta resolução (MEV-FEG), Espectroscopia de Fotoluminescência (FL) e Espectroscopia na região do Ultra-Violeta Visível (UV-Vis). Os resultados de DRX indicaram a obtenção de PZT puro e PZT/PVA com estrutura cristalina tetragonal e romboédrica à partir de 1hora de síntese, independente da concentração dos precursores. As partículas possuem forma semelhante a cubos ou folhas que formam mesoestruturas para PZT puro e PZT/PVA. O band gap de energia calculado à partir dos dados de UV-Vis indicaram valores no intervalo de 2,7 eV a 3,1 eV. As bandas de emissão fotoluminescente seguem o modelo da banda larga com máximo de emissão predominante na região verde do espectro eletromagnético / Abstract: Pure powders of Lead Zirconate Titanate (PZT) with ratio Zr/Ti equal 52/48 with different concentrations of precursor (0.31 mol L-1, 0.16 mol L-1 and 0.08 mol L-1) and PZT powders with addition of Polyvinyl Alcohol (PVA) which acts as an agent of crystallization was obtained using hydrothermal synthesis assisted by microwaves. Among other advantages this method allows to obtain crystalline materials synthesis time decreases and low temperatures. The powders of pure PZT and PZT/PVA were obtained by different times of the synthesis at temperature 180°C. The samples were submitted to characterizations by X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, scanning electron microscopy high resolution (SEM-FEG), photoluminescence spectroscopy (PL), Ultra-Violet Visible (UV-Vis) spectroscopy. The XRD results indicate that pure PZT and PZT/PVA present a tetragonal and rhombohedral structure since one hour of synthesis, independent of precursors concentration. The shape of particles resembles cubes or sheets that form mesostructure for pure PZT and PZT/PVA. The band gap energy calculated from UV-Vis data indicated values in the range of 2.7 eV to 3.1 eV. The photoluminescent emission bands follow the model of broadband with maximum emission predominant in the green region of the electromagnetic spectrum / Mestre

Orientador:Italo Odone Mazali / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-21T15:30:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carneiro_NathaliaMedeiros_M.pdf: 9366113 bytes, checksum: 4f9f537dfbffde8a3c9aa6436d02965b (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O controle do tamanho e da morfologia dos nanomateriais abre novas perspectivas quanto a novas propriedades e sua aplicação nas mais diversas áreas como eletrônica, física e medicina. Com a redução do tamanho, a superfície dos nanomateriais passa a exercer um papel importante sobre sua reatividade. Nanomateriais de óxidos individuais de ferro, cobre, zinco, hidróxido de cobalto, hidróxido de níquel, óxidos binários, como: ferro-cobalto e ferro-níquel e hidróxido de cobalto-níquel foram sintetizados através do método hidrotérmico. A etapa de síntese inicial consistiu na síntese de óxido de ferro monitorando-se tamanho e morfologia através dos fatores: contra-íon (NO3 ou Cl), pH do meio, tempo de reação e concentração de reagentes. Foram obtidas amostras de hematita (Fe2O3) e amostras com uma mistura de hematita e goethita (FeOOH) com morfologias que variam de esferas a bastões. As curvas de magnetização apresentadas são características de materiais antiferromagnéticos e ferromagnéticos fracos. A mesma síntese com variação apenas do fator contra-íon foi aplicada a níquel e cobalto, levando a formação dos hidróxidos correspondentes na forma de placas hexagonais. A mesma síntese aplicada a cobre resulta na mistura dos óxidos CuO e Cu2O na forma de placas, no entanto para zinco são formados agregados sem uma morfologia definida. Óxidos binários foram obtidos na forma de ferritas de cobalto-ferro e níquel-ferro (MFe2O4) conforme observado através de XRD. A mistura cobalto-níquel resulta em uma solução sólida caracterizada como um hidróxido de níquel-cobalto cristalino com morfologia de placas hexagonais, que é preservada após tratamento térmico e conversão a NiCo2O4. Os materiais foram caracterizados por difratometria de raios X (XRD), espectroscopia no infravermelho (FTIR) e Raman, microscopia eletrônica de varredura (SEM) e transmissão (TEM) e medidas magnéticas (VSM) / Abstract: Size and morphology control of nanomaterials opens new perspectives through their new properties and applications in several areas such as electronics, physics and medicine. With the reduction in size, the surface of nanomaterials plays a major role in their reactivity. Nanomaterials of the individual iron, copper and zinc oxides, cobalt hydroxide, nickel hydroxide, cobalt-nickel hydroxide, mixed iron-cobalt and iron-nickel oxides were synthesized by the hydrothermal method. The initial synthetic step consisted in the synthesis of iron oxide by monitoring morphology and size by the factors: counter-ion, pH, reaction time and concentration of reagents. The samples obtained consisted in hematite (Fe2O3) and a mixture of goethite and haematite (FeOOH) with varying morphology from spheres to rods. The magnetization curves showed antiferromagnetic and weak ferromagnetic materials. The same synthetic procedure varying only the counter-ion has been applied to nickel and cobalt, leading to the formation of the corresponding hydroxides in the form of hexagonal plates. The same synthetic applied to copper resulted in a mixture of CuO and Cu2O as plates, however for zinc clusters without a defined morphology were formed. Iron-cobalt and iron-nickel binary oxides were obtained in the form of ferrites (MFe2O4) as observed by XRD. The cobalt-nickel mixture resulted in a solid solution characterized as a nickel-cobalt hydroxide with crystalline morphology of hexagonal plates which is preserved after heat treatment and conversion to NiCo2O4. The materials were characterized by X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (FTIR) and Raman spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) and vibrating sample magnetometer (VSM) for magnetic property measurement / Mestrado / Quimica Inorganica / Mestra em Química

A busca pelo aprimoramento de materiais nanocristalinos baseia-se na variação do processo de síntese e na alteração de sua estrutura através da inserção de defeitos na estrutura cristalina. O processo de dopagem tem sido considerado de fundamental importância para estabilizar determinadas fases ou faces cristalinas. Por outro lado, o uso de uma metodologia de síntese versátil como a síntese hidrotérmica e solvotérmica mostra-se como uma proposta interessante para obter materiais já produzidos por técnicas convencionais, mas que apresentam propriedades diferenciadas. Nesse trabalho, verificou-se o efeito do método de síntese utilizado e da adição de íons dopantes como Mg+2 e Ni+2 nas propriedades morfológicas e estruturais do composto titanato de cálcio (CaTiO3) que foi preparado através dos métodos hidrotérmico e solvotérmico. Através das técnicas de difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura, foi verificado o efeito dos parâmetros de síntese (tempo e temperatura) e dos materiais precursores nas propriedades estruturais e microestruturais das amostras. Na avaliação de fotoatividade realizada (fotodegradação do corante rodamina B) foi observado que os compostos sintetizados pelo método hidrotérmico com os precursores oxisulfato de titânio e cloreto de cálcio apresentaram melhor atividade fotocatalítica que os compostos sintetizados pelo método solvotérmico (solvente PEG-200). / The search for the improvement of nanocrystalline materials is based on the variation of the synthesis process and the modification of its structure through the insertion of defects in its crystalline structure. The doping process has been considered of fundamental importance to stabilize certain crystalline phases or faces of nanomaterials. On the other hand, the use of a versatile synthesis methodology such as hydrothermal and solvothermal methods is an interesting proposal to obtain materials already produced by conventional techniques, but with different properties. In this work, the effect of the synthesis method and the addition of dopant ions such as Mg+2 and Ni+2 on the morphological and structural properties of the calcium titanate (CaTiO3) compound was verified, which was prepared by hydrothermal and solvothermal methods. The effect of the synthesis parameters (time and temperature) and the precursor materials on the structural and microstructural properties of the samples were verified by means of the X-ray diffraction and scanning electron microscopy techniques. It was observed that the compounds synthesized by the hydrothermal method with the titanium oxysulfate and calcium chloride precursors presented better photocatalytic activity than the compounds synthesized by the solvothermal method (solvent PEG-200).

Os depósitos de caulim apresentam-se amplamente distribuídos no planeta, e das reservas brasileiras classificadas como medidas e indicadas, 97% encontram-se na região norte do país onde estão localizadas as principais empresas produtoras de caulim destinado à indústria de papéis. Ocorre que durante as etapas de processamento do minério são gerados grandes volumes de rejeito constituído predominantemente por caulinita, um dos argilominerais mais utilizados como matéria-prima em síntese de zeólitas. Neste trabalho, materiais zeolíticos foram sintetizados utilizando como fonte principal de silício e alumínio um rejeito industrial gerado durante o beneficiamento do caulim para cobertura de papel; o material de partida e as fases formadas como produtos de reação foram caracterizados por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de refletância difusa no infravermelho com transformada de Fourier, análise térmica e área superficial específica pelo método BET; sendo posteriormente avaliados quanto à capacidade de adsorção por azul de metileno em sistema descontínuo. O processo de síntese ocorreu em condições hidrotermais através de autoclavagem estática e os efeitos tempo-temperatura, assim como também as relações Si/Al e Na/Al foram considerados. Os resultados mostram que na metodologia desenvolvida com o rejeito de caulim, inicialmente calcinado a 700°C por 2 horas, submetido em seguida à reação em meio alcalino a 90ºC por 48 horas na presença de uma fonte adicional de sílica foi obtida zeólita do tipo faujasita com boa cristalinidade como fase predominante no produto de síntese. Os dados dos ensaios de adsorção determinados por espectrofotometria UV-visível e ajustados pelos modelos de Langmuir e Freundlich sugerem que o material faujasítico apresenta boa capacidade adsortiva atingindo eficiências entre 85 e 92% para concentrações na faixa de 10 a 30 mg/L, demonstrando assim, ser o referido material uma alternativa eficiente e de baixo custo quando utilizado para a remoção de corantes de solução aquosa no tratamento de efluentes industriais. / Kaolin deposits have become widely distributed on the planet, Brazilian\'s reserves classified as measured and indicated, 97% are in the northern region where are located the main producers of kaolin for the paper industry. During the processing steps of the ore are generated large amount of waste constituted predominantly by kaolinite, one of the most widely used clayminerals as a raw material in synthesis of zeolites. In the present work, zeolitic materials were synthesized using as main source of silicon and aluminum an industrial waste generated during the processing of kaolin for paper coating, the starting material and formed phases as reaction products were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, diffuse reflectance spectroscopy in the infrared Fourier transform, thermal analysis and specific surface area by BET method; and subsequently evaluated for adsorption capacity for methylene blue in a batch system. The synthesis process occurred in hydrothermal conditions and the effects, time-temperature, as well as the relations Si/Al and Na/Al were considered. The results show that in the methodology developed from kaolin waste, initially calcined at 700°C for 2 h, subjected then reaction in alkaline medium at 90°C for 48 h in presence of additional silica was obtained faujasite-type zeolite with good crystallinity as phase predominant in the synthesis product. Adsorption data determined by UV-visible spectrophotometry were fitted using Langmuir and Freundlich isotherms models and suggest that the zeolitic material has good adsorptive capacity, achieving efficiencies between 85 and 92% at concentrations in the range 10 30 mg/L, thus becoming, this material, an effective and low-cost alternative when used for the removal of dyes from aqueous solution in the treatment of industrial effluents.

A busca pelo aprimoramento de materiais nanocristalinos baseia-se na variação do processo de síntese e na alteração de sua estrutura através da inserção de defeitos na estrutura cristalina. O processo de dopagem tem sido considerado de fundamental importância para estabilizar determinadas fases ou faces cristalinas. Por outro lado, o uso de uma metodologia de síntese versátil como a síntese hidrotérmica e solvotérmica mostra-se como uma proposta interessante para obter materiais já produzidos por técnicas convencionais, mas que apresentam propriedades diferenciadas. Nesse trabalho, verificou-se o efeito do método de síntese utilizado e da adição de íons dopantes como Mg+2 e Ni+2 nas propriedades morfológicas e estruturais do composto titanato de cálcio (CaTiO3) que foi preparado através dos métodos hidrotérmico e solvotérmico. Através das técnicas de difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura, foi verificado o efeito dos parâmetros de síntese (tempo e temperatura) e dos materiais precursores nas propriedades estruturais e microestruturais das amostras. Na avaliação de fotoatividade realizada (fotodegradação do corante rodamina B) foi observado que os compostos sintetizados pelo método hidrotérmico com os precursores oxisulfato de titânio e cloreto de cálcio apresentaram melhor atividade fotocatalítica que os compostos sintetizados pelo método solvotérmico (solvente PEG-200). / The search for the improvement of nanocrystalline materials is based on the variation of the synthesis process and the modification of its structure through the insertion of defects in its crystalline structure. The doping process has been considered of fundamental importance to stabilize certain crystalline phases or faces of nanomaterials. On the other hand, the use of a versatile synthesis methodology such as hydrothermal and solvothermal methods is an interesting proposal to obtain materials already produced by conventional techniques, but with different properties. In this work, the effect of the synthesis method and the addition of dopant ions such as Mg+2 and Ni+2 on the morphological and structural properties of the calcium titanate (CaTiO3) compound was verified, which was prepared by hydrothermal and solvothermal methods. The effect of the synthesis parameters (time and temperature) and the precursor materials on the structural and microstructural properties of the samples were verified by means of the X-ray diffraction and scanning electron microscopy techniques. It was observed that the compounds synthesized by the hydrothermal method with the titanium oxysulfate and calcium chloride precursors presented better photocatalytic activity than the compounds synthesized by the solvothermal method (solvent PEG-200).

Ferrierite is a high silica zeolite, with bidimensional microporous structure, that shows remarkable performance as acid catalyst in some reactions involving hydrocarbons, especially the isomerization of n-butene to isobutene. In most cases, ferrierite synthesis requires the use of organic structure-directing agents, which increases the material production cost and, consequently, hinders its application on an industrial scale. In the present work, a synthesis route to ferrierite zeolite without using any organic structure agent was developed, starting from a reaction mixture containing seed crystals. The samples were synthesized by hydrothermal method at the temperature of 170 ºC, employing the following reagents: pseudoboehmite, sodium hydroxide, potassium hydroxide and commercial silica. Seeds were prepared from a commercial ferrierite sample with high crystallinity. The synthesis parameters evaluated were as follows: percentage of seeds (5 and 15%), water content (300 and 500 mol) and synthesis time (12 to 72 h). The samples obtained were characterized by X-ray diffraction (XRD), absorption spectroscopy in the infrared region (FT-IR), thermal analysis (TG/DTA) and scanning electron microscopy (SEM). XRD results showed that ferrierite with good crystallinity can be synthesized in a period of 12 h, using a percentage of seeds of 15%, which proves the effectiveness of the proposed methodology. The water content did not affect significantly the crystallization time of ferrierite. However, the more diluted system delayed the advent of contaminating phases such as mordenite. The samples submitted for analysis by infrared spectroscopy showed absorption bands typical of zeolitic structures. Thermal analysis results showed a mass loss of 11 to 14% in the temperature range between 30 and 500 ºC, mainly attributed to the material dehydration. Scanning electron microscopy revealed that the ferrierite produced has an irregular morphology, due to the intergrowth of crystals. / A ferrierita é uma zeólita de alta sílica, com estrutura microporosa bidimensional, que apresenta notável desempenho como catalisador ácido em algumas reações envolvendo hidrocarbonetos, com destaque para a isomerização do n-buteno em isobuteno. Na maioria dos casos, a síntese da ferrierita exige a utilização de agentes orgânicos direcionadores de estrutura, o que aumenta o custo de produção do material e, consequentemente, dificulta sua aplicação em escala industrial. No presente trabalho foi desenvolvida uma rota de síntese da zeólita ferrierita sem o uso de direcionador orgânico, partindo de uma mistura reacional contendo sementes de cristalização. As amostras foram sintetizadas pelo método hidrotérmico à temperatura de 170 ºC, empregando os seguintes reagentes: pseudobohemita, hidróxido de sódio, hidróxido de potássio e sílica comercial. As sementes foram preparadas a partir de uma amostra de ferrierita comercial com alta cristalinidade. Os parâmetros de síntese avaliados foram o percentual de sementes (5 e 15%), o teor de água do sistema reacional (300 e 500 mol) e o tempo de síntese (12 a 72 h). As amostras obtidas foram caracterizadas por difratometria de raios X (DRX), espectroscopia de absorção na região do infravermelho (FT-IR), análises térmicas (TG/DTA) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados de DRX demonstraram que ferrierita com boa cristalinidade pode ser sintetizada em um período de 12 h, empregando um percentual de sementes de 15%, o que comprova a eficácia da metodologia proposta. O teor de água não influenciou de maneira significativa o tempo de cristalização da ferrierita. No entanto, o sistema mais diluído retardou o surgimento de fases contaminantes, como a mordenita. As amostras submetidas à análise por espectroscopia de infravermelho apresentaram as bandas de absorção típicas das estruturas zeolíticas. Os resultados das análises térmicas mostraram uma perda de massa de 11 a 14% na faixa de temperatura entre 30 e 500 ºC, atribuída principalmente à desidratação do material. A microscopia eletrônica de varredura revelou que a ferrierita produzida possui morfologia irregular, devido ao intercrescimento dos cristais.

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Com o intuito de aumentar a eficiência do fotocatalisador, estudos científicos têm reportado a heterojunção deste óxido com estruturas do tipo hematita do óxido de ferro, α-Fe2O3. Neste estudo, foi investigada a síntese de nanoestruturas de TiO2 puro, α-Fe2O3 pura e heteroestruturas de TiO2/α-Fe2O3 em diferentes proporções dos óxidos a fim de testá-los como fotocatalisadores na degradação de um corante com elevada toxicidade, a Rodamina B. Os materiais foram sintetizados por rotas híbridas, utilizando o Metódo do Peróxido Oxidante com posterior tratamento hidrotérmico, totalizando a produção de 8 amostras. Foram empregadas três rotas de síntese: a rota (a) foi responsável pela síntese de TiO2 puro variando-se o pH do meio reacional na etapa de tratamento hidrotérmico, a rota (b) foi utilizada para a preparação de α-Fe2O3 pura e a rota (c) foi empregada na produção das heteroestruturas de TiO2/α-Fe2O3 nas concentrações de 0,1, 0,5, 1,0 e 5,0% p/p de hematita. As amostras foram caracterizadas quanto a sua estrutura, microestrutura e propriedades superficiais com o auxílio das técnicas de DRX, FT-Raman, método de BET, MEV/FEG, MET, TG e FT-IR. A análise dos resultados de caracterização estrutural mostrou que a rota (a) é eficiente para a síntese de TiO2 anatase quando realizada em meio básico, produzindo uma mistura de fases anatase/rutilo quando procedida em meio ácido. Sendo assim, na rota (c) foi utilizado o meio sintético básico para a síntese de TiO2 anatase e hematita. Em resumo, foi produzida pela rota (a) em meio básico a amostra HTTI1, que degradou a molécula de RhB em 95,0% e os materiais HTTI2 e HTTI3, produzidos em meio ácido, os quais degradaram a solução do corante em 70,9 e 24,4%, respectivamente, em 90 minutos de ensaio fotocatalítico, o que evidencia a importância em se obter nanomateriais com estrutura anatase do TiO2. Com o estudo da atividade fotocatalítica dos materiais produzidos, notou-se que alguns dos semicondutores apresentavam elevada taxa de adsorção no decorrer do processo. Devido a isso, a cinética de adsorção de RhB pelos materiais produzidos foi também estudada no período de 14 horas, cujos resultados mostraram que o óxido de ferro com estrutura hematita é um excelente adsorvente para o corante. Os resultados dos ensaios fotocatalíticos e de adsorção de RhB evidenciaram, principalmente, a elevada eficiência do TiO2 anatase como fotocatalisador e, em contrapartida, a elevada capacidade da hematita em adsorver as moléculas do corante. As heteroestruturas produzidas apresentaram o efeito de reduzir a eficiência na fotodegradação da RhB em relação a amostra HTTI1 com o aumento da concentração do óxido de ferro, porém as mesmas heterojunções se mostraram favoráveis para as propriedades adsortivas dos compostos quanto maior a concentração de α-Fe2O3. / The heterogeneous photocatalysis using titanium dioxide with anatase type structure, has proved to be a promising alternative for the remediation of contaminated aquatic systems. In order to increase the efficiency of this photocatalyst, scientific studies have reported the heterojunction of this oxide with hematite structures of iron oxide, α-Fe2O3. In this study, it was investigated the synthesis of pure TiO2 nanostructures, pure α-Fe2O3 and TiO2/α-Fe2O3 heterostructures in different proportions in order to test them as photocatalysts in the degradation of a dye having high toxicity, the Rhodamine B. The materials were synthesized by hybrid routes, using the Oxidant Peroxo Method with subsequent hydrothermal treatment, producing a total of 8 samples. Three synthesis routes were employed: the route (a) was responsible for the pure TiO2 synthesis by varying the pH of the reaction medium in the hydrothermal treatment step, route (b) was used for the preparation of pure α-Fe2O3 and route (c) was employed in the production of TiO2/α-Fe2O3 heterostructures in concentrations of 0.1, 0.5, 1.0 and 5.0% w/w of hematite. The samples were characterized as their structure, microstructure and surface properties with XRD, FT-Raman, BET method, SEM/FEG, TEM, TG and FT-IR techniques. The results of the structural characterization showed that route (a) is effective for the synthesis of anatase TiO2 when carried out in basic medium, producing a mixture of phases anatase/rutile when performed in an acid medium. Thus, in route (c) it was used the basic synthetic medium for the synthesis of anatase TiO2 and hematite. In summary, it was produced by route (a) in a basic medium the HTTI1 sample, that degraded RhB molecule in 95.0%, HTTI2 and HTTI3 materials, produced in acid medium, which degraded dye solution in 70.9 and 24.4%, respectively, in 90 minutes of the photocatalytic test, which highlights the importance of obtaining nanomaterials with anatase TiO2 structure. With the study of the photocatalytic activity of the materials, it was noted that some of the semiconductor had high adsorption rate during the process. Because of this, the RhB adsorption kinetics by the materials produced was also studied within 14 hours. The results showed that the iron oxide with hematite structure is an excellent adsorbent for the dye. Especially, the results of the photocatalytic tests and RhB adsorption showed high efficiency of anatase TiO2 as a photocatalyst and, conversely, high capacity of hematite to adsorb dye molecules. The heterostructures produced had the effect of reducing the efficiency in photodegradation of RhB comparing with HTTI1 sample with increasing concentration of iron oxide, however the same heterojunctions demonstrated favorable for adsorptive properties of the compounds the greater the concentration of α-Fe2O3.