O óxido de zircônio (ZrO2) é um material cerâmico amplamente estudado devido as suas propriedades mecânicas e elétricas, que permitem diversas aplicações. Com o advento da nanotecnologia, tem sido realizadas pesquisas envolvendo a melhora de tais propriedades a partir da produção de compósitos nanoestruturados. A utilização de nanotubos de carbono (NTC) como reforço em matrizes cerâmicas é uma possibilidade interessante devido as suas características como elevado módulo elástico e morfologia. Entretanto, estudos que envolvem a síntese de compósitos de ZrO2 com NTC pelo método sol-gel ainda são bastante escassos. Com o objetivo de preencher esta lacuna, neste trabalho, produzimos e caracterizamos um material híbrido constituído por nanotubos de carbono de múltiplas paredes (NTCMPs) incorporados em matrizes cerâmicas de ZrO2, utilizando o método sol-gel para a produção dos pós e a técnica de alta pressão/alta temperatura, para a produção dos compactos. Inicialmente, foi definida uma síntese sol-gel para a ZrO2, a partir da literatura. Para a produção do material híbrido, foi necessário dispersar os NTC em meio aquoso e devido ao caráter hidrofóbico destes, a sua dispersão apresentou uma dificuldade adicional à síntese. Por isto, neste trabalho, também desenvolvemos uma síntese sol-gel na qual utilizamos surfactantes que atuam como agentes dispersantes dos NTCMPs, permitindo a obtenção de compósitos híbridos homogêneos com quantidades de NTCMPs, que variam de 0,003 a 5 % em massa. A secagem do gel ocorreu em temperatura ambiente durante uma semana. Os pós obtidos foram tratados em temperaturas de 300 oC e 500 oC por 2 h, com o intuito de eliminar os componentes orgânicos da síntese. A compactação dos pós foi realizada com a utilização de câmaras de alta pressão do tipo toroidal acopladas a uma prensa hidráulica de 1000 tonf. Dois procedimentos diferentes foram utilizados: aplicação de 7,7 GPa por 5 min em temperatura ambiente (TA) e aplicação de 6,0 GPa em 500 oC por 10 min. Tanto os pós, como os compactos foram analisados por DRX, FTIR, MET e MEV. No caso dos compactos medimos ainda densidade (picnometria), dureza e tenacidade à fratura utilizando um microdurômetro Vickers. Os pós calcinados em 500 oC cristalizaram na fase tetragonal, com tamanho médio de grão de 21 ± 3 nm. Para estas amostras cristalinas, as imagens de MET sugerem uma interação mais efetiva entre os NTCMPs e a matriz de ZrO2. Para os compactos obtidos em 7,7 GPa em TA, a densidade da ZrO2 pura tetragonal foi de 4,8 ± 0,08 g/cm3 e para a ZrO2 contendo 5% de NTCMPs foi de 5,24 ± 0,1 g/cm3, enquanto que para a dureza Vickers os valores foram de 2,41 ± 0,59 GPa e de 4,19 ± 0,52 GPa, respectivamente. No caso dos compactos obtidos em 6,0 GPa e temperatura de 500 oC por 10 min, os valores medidos para a densidade, microdureza Vickers e tenacidade à fratura da ZrO2 pura foram de 5,25 ± 0,05 g/cm3, 8,04 ± 0,59 GPa e 1,95 ± 0,6 MPa.m1/2, respectivamente. Enquanto que para o híbrido contendo 5 % de NTCMPs, os valores foram de 5,37 ± 0,10 g/cm3, 9,08 ± 0,30 GPa e 3,81 ± 0,37 MPa.m1/2, respectivamente. Entretanto, os melhores valores estão associados à amostra com 3 % de NTCMPs e que são 5,85 ± 0,08 g/cm3, 9,18 ± 0,36 GPa e 4,08 ± 0,38 MPa.m1/2, para a densidade, dureza e tenacidade à fratura, respectivamente. / Zirconium oxide (ZrO2) is a ceramic material widely studied because of their electrical and mechanical properties, which allow several applications. With the advent of nanotechnology, research has been carried out involving the improvement of such properties with the production of nanostructured composites. The use of carbon nanotubes (CNTs) as reinforcement in ceramic matrices is an interesting possibility, because of its features such as high elastic modulus and morphology. However, studies involving the synthesis of ZrO2 composites with CNTs by sol-gel method are still scarce. Aiming to fill this gap, in this work, we produce and characterize a hybrid material consisting of multiwall carbon nanotubes (MWCNTs) embedded in ZrO2 ceramic matrices using the sol-gel method, for the powders production, and the high-pressure/hightemperature technique to obtain the compacts. Initially, a synthesis of ZrO2 solgel was set from the literature. For the production of the hybrid material, it was necessary to disperse the CNTs in aqueous medium and due to their hydrophobic character, we had additional problems to perform the sol-gel synthesis. Therefore, in this work we had also to develop a ZrO2 sol-gel synthesis in which we use surfactants that act as dispersants for the MWCNTs. With this new procedure, it was possible to obtain homogeneous hybrid composites, where the MWCNTs concentration range from 0.003 to 5% by weight. The gel was dried at room temperature for one week and the obtained powders were treated at temperatures between 300 ° C and 500 ° C for 2 h in order to eliminate the organic components of the synthesis. The powder compaction was performed using a toroidal-type high-pressure chamber set in a 1000 tonf hydraulic press. Two different procedures were performed: application of 7.7 GPa for 5 min at room temperature (RT) and applying 6.0 GPa at 500 ° C for 10 min. Both powders and compacts were analyzed by XRD, FTIR, TEM and SEM. For the compacts it was also measured density (pycnometry), hardness and fracture toughness using a microdurometer Vickers. The powders calcined at 500 oC crystallized in the tetragonal phase with average grain size of 21 ± 3 nm. For these crystalline samples, the TEM images suggest a more effective interaction between the MWCNTs and the ZrO2 matrix. For the compacts obtained at 7.7 GPa in RT, the density of pure tetragonal ZrO2 was 4.8 ± 0.08 g/cm3 , and for the ZrO2 containing 5% of MWCNTs it was 5.24 ± 0,1 g/cm3. The Vickers microhardness values were 2.41 ± 0.59 GPa and 4.19 ± 0.52 GPa, respectively,. For the compacts obtained at 6.0 GPa and temperature of 500 ° C for 10 min, the values measured for density, Vickers hardness and fracture toughness of pure ZrO2 were, respectively, 5.25 ± 0.05 g/cm3, 8.04 ± 0.59 and 1.95 ± 0.6 GPa MPa.m1/2. While for the hybrid containing 5% of MWCNTs, the values measured were 5.37 ± 0.10 g/cm3, 9.08 ± 0.30 GPa and 3.81 ± 0.37 GPa MPa.m1/2, respectively. However, the best values are associated with the sample with 3% of MWCNTs, which are 5.85 ± 0.08 g/cm3, 9.18 ± 0.36 GPa and 4.08 ± 0.38 GPa MPa.m1/2, for density, hardness and fracture toughness, respectively.

Orientador: Yoshitaka Gushikem / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-17T00:21:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_LucasSamuelSoaresdos_M.pdf: 849824 bytes, checksum: c851854489d52e302069aa7b55903044 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: No presente trabalho realizou-se a síntese do óxido misto SiO2/SnO2 através do processo sol-gel e sobre esse óxido misto realizou-se a síntese in-situ de ftalocianina de manganês (II). Esse material foi caracterizado por técnicas físicas e químicas e seu potencial como sensor foi estudado utilizando técnicas eletroquímicas. Através da técnica de fluorescência de raios-X, determinou-se a concentração de 15% em massa de SnO2 no óxido misto. O valor de área superficial foi de As(BET) = 299 m.g, com uma predominância de microporos em sua estrutura. Imagens obtidas por MEV e mapeamentos obtidos por EDS, mostraram uma boa dispersão dos elementos no óxido misto e no material SiO2/SnO2/MnPc. Através de medidas de reflectância difusa e IV-TF, foi possível observar a presença da ftalocianina de manganês (II) no material SiO2/SnO2/MnPc. Para a caracterização eletroquímica do material foram utilizados dois tipos de eletrodo: o eletrodo de pasta de carbono e o eletrodo de disco rígido. Ambos os eletrodos apresentaram uma relação linear entre a corrente de pico catódico e a concentração de O2, mostrando que podem ser aplicados como sensores. O eletrodo de disco rígido apresentou melhor desempenho, com maior resistência mecânica, melhor reprodutibilidade e tempo de vida útil mais longo. O mecanismo de eletrocatálise ocorrido envolveu 4 elétrons na reação, como é preferível, já que forma água como produto da reação: O2 + 4 e + 4 H 2 H2O / Abstract: In this work the preparation of the mixed oxide SiO2/SnO2 by sol-gel processing method and the in-situ synthesis of manganese (II) phthalocyanine in the pores of the matrix are described. By means of X-ray fluorescence technique, the concentration of SnO2 in mixed oxide was determined as being 15 wt%. The specific surface area As(BET) = 299 m.g with micropores predominance in the structure were found. Images obtained by SEM and mappings by EDS showed a homogeneous dispersion of the components in the SiO2/SnO2/MnPc material. MnPc in the pores of the matrix was characterized by the solid state UV-Vis diffuse reflectance and by FT-IR techniques. The usefulness of the material as an electrochemical sensor for dissolved oxygen in water was studied. Electrochemical studies were carried out by using two types of electrodes: (a) carbon paste modified and (b) hard pressed graphite disk. Both electrodes showed a linear relationship between catodic peak current and the concentration of O2, indicating that they can be applied as an electrochemical sensors of dissolved oxygen in water. The hard pressed disk electrode showed a better performance towards oxygen determination since it presents a greater mechanical resistance associated with better reproducibility and longer useful lifetime. The electrocatalytic oxidation involved four electrons, a preferable mechanism in the present case since only water as the reaction product is produced: O2 + 4 e + 4 H 2 H2O / Mestrado / Quimica Inorganica / Mestre em Química

Orientador: Yoshitaka Gushikem / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T23:27:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cardoso_WilliamdaSilva_D.pdf: 740346 bytes, checksum: bbae1435b7392cf211b02cc55af7333d (MD5) Previous issue date: 2005 / Doutorado / Quimica Inorganica / Doutor em Ciências

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work, the effects caused by the glucose and of co-dopant concentrations on the structural and optical properties of the rare earth doped (TR) compound Y3Al5O12 (YAG) were investigated. To do this, were produced YAG samples, powdered, were doped with the Eu3+, Ce3+ and Tb3+ ions (YAG:Eu3+, YAG:Ce3+ and YAG:Tb3+), varying the glucose concentration, in order to study the effect of glucose in these compounds. Eu3+ doped samples were also produced and co-doped with various concentrations of Sr2+ (YAG:Eu3+,Sr2+), while maintaining the amount of glucose fixed, in order to investigate the role of the co-dopant in this material. To produce the samples was used the modified sol-gel method. The structural characterization was done by of X-ray diffraction technique (XRD) and the optical characterization by means of photoluminescence (FL) measurements. The XRD results showed that the method used was quite efficient for obtaining the compounds desired single phase. By means of the Rietveld refinement and the Scherrer equation the size of the crystallites was estimated, presenting nanometric values. For the YAG:Eu3+ compounds, the size of the crystallite was not influenced by the glucose concentration, but for the YAG:Ce3+ and YAG:Tb3+ the change in glucose concentration altered the size of the crystallite. On the YAG:Eu3+,Sr2+ samples, the crystallite size changed due to the amount of the co-dopant. In the FL excitation spectra of the YAG: Eu3+ and YAG:Eu3+,Sr2+ compounds was observed an intense broadband around 220 nm, attributed to the interaction between Eu3+ and O2-, known as charge transfer band. already the spectra of excitation YAG:Ce3+ and YAG:Tb3+ exhibited bands centered at 451 nm and 273 nm, respectively, which are attributed to transitions 4f - 5d of each dopant. The emission spectra of the YAG:Eu3+ and YAG:Eu3+, Sr2+ exhibited the most intense band around 592 nm, which is attributed to the 5D0 - 7F1 transition. For the YAG:Ce3+, the emission spectra presented a wide and intense band around 525 nm, which is attributed to the overlap of two transitions characteristic of the Ce3+ ion. On the other hand, YAG:Tb3+ emission spectra exhibited intense bands, typical of the ion, in two regions: in the region of the blue and of the green. The most intense peak is located in the blue region, around 385 nm, assigned the 5D3 - 7F6 transition. Was observed that the variation of the glucose concentration modified the FT spectra of all the YAG:TR3+ samples, as well as the Sr2+ concentration altered the spectra of the YAG:Eu3+,Sr2+. / Neste trabalho foram investigados os efeitos provocados, em razão das concentrações de glicose e do co-dopante, nas propriedades estruturais e ópticas do composto Y3Al5O12 (YAG), dopado com terra rara (TR). Para isso, foram produzidas amostras de YAG, em pó, dopadas com os íons Eu3+, Ce3+ e Tb3+ (YAG:Eu3+, YAG:Ce3+ e YAG:Tb3+), variando a concentração de glicose, com a finalidade de estudar o efeito da glicose nesses compostos. Também foram produzidas amostras YAG dopadas com Eu3+ e co-dopadas com várias concentrações de Sr2+ (YAG:Eu3+,Sr2+) , mantendo-se fixa a quantidade de glicose, com o propósito de investigar o papel do co-dopante nesse material. Para produzir as amostras foi utilizado o método sol-gel modificado. A caracterização estrutural foi feita através técnica de difração de raios X (DRX) e a caracterização óptica por meio de medidas de fotoluminescência (FL). Os resultados de DRX mostraram que o método utilizado foi bastante eficiente para a obtenção dos compostos desejados com fase única. Por meio do refinamento Rietveld e da equação de Scherrer o tamanho dos cristalitos foi estimado, apresentando valores nanométricos. Para os compostos YAG:Eu3+, o tamanho do cristalito não foi influenciado pela concentração de glicose, mas para os YAG:Ce3+ e YAG:Tb3+ a mudança na concentração de glicose alterou o tamanho do cristalito. Já as amostras YAG:Eu3+,Sr2+, o tamanho do cristalito mudou em razão da quantidade do co-dopante. Nos espectros de excitação de FL dos compostos YAG:Eu3+ e YAG:Eu3+,Sr2+ foi observado uma intensa banda larga em torno de 220 nm, atribuída a interação entre o Eu3+ e o O2-, conhecida como banda de transferência de carga. Já os espectros de excitação dos YAG:Ce3+ e YAG:Tb3+ exibiram bandas centradas em 451 nm e 273 nm, respectivamente, que são atribuídas a transições 4f - 5d de cada dopante. Os espectros de emissão dos YAG:Eu3+ e YAG:Eu3+,Sr2+ exibiram a banda mais intensa em torno de 592 nm, que é atribuída a transição 5D0 - 7F1. Para o YAG:Ce3+, os espectros de emissão apresentaram uma banda larga e intensa em torno de 525 nm, que é atribuída a sobreposição de duas transições característica do íon Ce3+. Já os espectros de emissão do YAG:Tb3+ exibiram bandas intensas, típicas do íon, em duas regiões: na região do azul e do verde. O pico mais intenso está localizado na região do azul, em torno 385 nm, atribuído a transição 5D3 - 7F6. Foi observado que, a variação da concentração de glicose modificou os espectros de FT de todas as amostras YAG:TR3+, como também a concentração de Sr2+ alterou os espectros das YAG:Eu3+,Sr2+. / São Cristóvão, SE

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:43:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:56:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 06773.pdf: 7313261 bytes, checksum: afb0bc00fde188a0f75b9462245bb12d (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:35:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:04:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Atualmente, a nanociência e nanotecnologia são consideradas como um campo emergente onde, continuamente, as barreiras entre as disciplinas são rompidas. Seu principal foco de estudo consiste em buscar o controle estrutural ao nível molecular, arranjando os átomos de modo a se conseguir um entendimento e controle das propriedades fundamentais da matéria. Neste estudo foram propostas modificações moleculares e, consequentemente, na morfologia, propriedades ópticas e cristalinas em filmes finos de TiO2 com o objetivo de aumentar sua eficiência fotônica. Os filmes finos de TiO2 foram preparados pelo processo sol-gel avaliando a influência de diferentes ácidos e agente direcionador para a obtenção dos arranjos nanoestruturados. A seguir, os filmes que apresentaram maior eficiência fotônica foram incorporados com nanopartículas metálicas (Au, Ag, Pd e Pt) com objetivo de minimizar os processos de recombinação eletrônica do par lacuna/elétron. Das diversas rotas estudadas, os filmes finos de TiO2 preparados com ácido acético obtiveram maior eficiência fotônica devido à pouca aglomeração dos grãos de titânia, o que pode ter favorecido uma maior exposição dos sítios fotocatalíticos. A presença do agente direcionador na formulação teve pouco efeito na eficiência fotônica, possivelmente devido à maior aglomeração dos grãos nos filmes finos de TiO2. Com a adição de nanopartículas metálicas, os filmes finos de TiO2 com nanopartículas de platina e ouro apresentaram maior eficiência fotônica. A presença de hexamina nos filmes finos de TiO2 com nanopartículas metálicas teve pouca influência na eficiência fotônica, exceto com nanopartículas de platina e ouro. A melhora da eficiência fotônica, nestes casos, pode ser atribuída a uma possível diminuição da velocidade de recombinação do par lacuna/elétron. Dessa forma, com o presente trabalho pôde-se comprovar a grande influência das condições de preparação do TiO2 nas propriedades ópticas, morfológicas e na eficiência fotônica. Futuramente, com o maior entendimento do mecanismo desta influência poder-se-ão delinear de forma mais precisas a morfologia e eficiência fotônica destes filmes finos de TiO2, conforme a aplicação a qual serão destinados. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Orientador: Claudio Airoldi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-15T02:31:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_FernandoJoseVolpiEusebiode_D.pdf: 14034511 bytes, checksum: befefa4bb08edceee361642b479a35ca (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Três conjuntos de sílicas mesoporosas foram sintetizados com os agentes direcionadores dodecilamina, brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB) e co-polímero tribloco EO20-PO70-EO20 (P123 ¿ Pluronic®). As matrizes inorgânicas foram funcionalizadas com agentes sililantes contendo de um a três átomos de nitrogênio nas cadeias. Além disso, estes silanos reagiram com o ligante tiocarbamida, em uma etapa livre de solvente, anteriormente à formação da sílica, em processo de co-condensação. A rota de síntese empregada para as amostras preparadas a partir do direcionador P123 foi a pósfuncionalização. Para as estruturas obtidas utilizando-se dodecilamina, do tipo HMS, observou-se o colapso da estrutura após a extração do direcionador, conforme mostraram os espectros de IV e os difratogramas antes e depois do processo de remoção. Contudo, as amostras apresentaram tamanho médio de poros na faixa que constituem os materiais mesoporosos, sendo então investigados no estudo da remoção de metais tóxicos. Para as amostras preparadas CTAB e P123 foram observados os sinais da reflexão típica de materiais do grupo p6mm, denominada 2D-hexagonal, cujas amostras análogas aos materiais MCM-41 e SBA-15, respectivamente. Todos os híbridos modificados com tiocarbamida foram aplicados em sorção de íons metálicos, ajustados ao modelo não linear de sorção de Langmuir. As interações na interface sólido/líquido foram determinadas por microcalorimetria. Os resultados revelaram que os materiais do tipo SBA-15 apresentam alta capacidade de remoção de Cu, Cd e Pb, devido ao procedimento de pós-funcionalização. As amostras obtidas por co-condensação, do tipo HMS e MCM-41, apresentaram capacidade máxima de sorção superior aos resultados observados na literatura para materiais análogos. Os experimentos calorimétricos mostraram que as interações entre os sólidos e os íons metálicos são exotérmicas, com exceção dos íons Pb. Outro aspecto destacado trata-se da importância do termo entrópico, que parece reger o processo na maioria dos casos, devido à liberação de moléculas de água coordenadas aos íons e às matrizes. Portanto, todos os sistemas estudados apresentaram um comportamento energeticamente favorável. / Abstract: Three set of mesoporous silicas have been synthesized through dodecylamine, cetiltrimethylamonium bromide (CTAB) and the triblock co-polymer EO20-PO70-EO20 (P123 ¿ Pluronic®) as structure directing agents (sda). The inorganic matrices have been functionalized with silylating agents presenting from one to three nitrogen atoms on their chains. In addition, these silanes reacted with thiocarbamide through a free-solvent step, before the silica formation, by co-condensation process. However the synthetic route for the samples templated by P123 was the post-grafting. For the structures obtained by using dodecylamine, HMS-like, it was observed the structure collapsed after template removal, as shown by IR spectra and XRD patterns, before and after the removal process. These samples presented pore size comprised on mesoporous range, being then investigated for toxic metal removal capacity. For the samples prepared from CTAB and P123, the typical reflections for p6mm group materials, named 2D-hexagonal, were observed, and these samples are analogous to MCM-41 and SBA-15 materials, respectively. All thiocarbamide-modified hybrids were applied to metal ions sorption, being adjusted to Langmuir non-linear fit model. The interactions at the solid/liquid interface were determined through microcalorimetry. The results reveal that the SBA-15-like materials present high removal capacity for Cu, Cd e Pb, due to the post-grafting procedure. The samples obtained through cocondensation route, HMS- and MCM-41-like, presented maximum sorption capacity higher than those results for analogous published materials. With exception of Pb, all calorimetric determinations showed that the interactions between the solids and metal ions are exothermic. Another highlighted feature is about the importance of the entropic term that seems to rule the processes for several cases, due to the ion and surface coordinated water molecules displacement. Thus, all studied systems presented an energetically favorable behavior. / Doutorado / Quimica Inorganica / Doutor em Ciências

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Esse trabalho consiste na obtenÃÃo de uma nova rota de sÃntese para o manganato de nÃquel (NiMn2O4) atravÃs do mÃtodo sol-gel protÃico, utilizando a gelatina comestÃvel como precursor orgÃnico, bem como uma caracterizaÃÃo do mesmo. A sÃntese das nanopartÃculas foi realizada atravÃs da diluiÃÃo de sais inorgÃnicos (NiCl2.6H2O, MnCl2.4H2O) e gelatina em Ãgua destilada com a adiÃÃo de hidrÃxido de sÃdio (NaOH) em soluÃÃo. Em seguida foi colocada em uma estufa com temperatura fixa de 100ÂC para que fosse seca. As amostras foram calcinadas numa faixa de temperatura de 600ÂC à 1000ÂC por um tempo prÃ-determinado. O forno utilizado na calcinaÃÃo possui um formato tubular com sistema rotativo e inclinaÃÃo ajustÃvel, cujo principal objetivo à a obtenÃÃo de uma maior homogeneizaÃÃo das partÃculas. Foi realizada uma caracterizaÃÃo microestrutural cujos parÃmetros calculados foram o tamanho e a microdeformaÃÃo das nanopartÃculas. As tÃcnicas empregadas para essa anÃlise foram: a difraÃÃo de raios-X com o uso do mÃtodo Rietveld de refinamento de estrutura; a fluorescÃncia de raios-X com o intuito de comprovar a estequiometria dos elementos presentes na sÃntese; medidas magnÃticas com o objetivo de encontrar propriedades magnÃticas do composto (NiMn2O4) e as anÃlises tÃrmicas TG e DSC para a determinaÃÃo das perdas de massa e energia de ativaÃÃo do material, durante o processo de sinterizaÃÃo. Todos os recursos e tÃcnicas aplicadas na obtenÃÃo desse composto tÃm como objetivo otimizar o processo de sua obtenÃÃo; com diminuiÃÃo de energia, tempo e custo / This work presents a new route for the synthesis of nickel manganate (NiMn2O4) through the sol-gel protein method, using gelatin as an organic precursor. The synthesis of nanoparticles was performed by dilution of inorganic salts (NiCl2.6H2O, MnCl2.4H2O) and gelatin in distilled water with the addition of sodium hydroxide (NaOH). This solution was then placed in an oven at a fixed temperature of 100ÂC to make it dry. The samples were calcined in a temperature range of 600ÂC to 1000ÂC for a predetermined time. The oven used in calcination has a tubular shape and is provided with rotation and adjustable tilt, whose main objective is to obtain a greater homogenization of the particles. Particle size and microstrain were calculated from the parameters obtained from the microstructural characterization. The technique used for this analysis ware: the X-ray diffraction using the Rietveld method of structure refinement; the technique of X-ray fluorescence was applied in order to prove the stoichiometry of the elements present in the synthesis; magnetic measurements in order to find the magnetic properties of the compound (NiMn2O4) and the thermal analysis TG and DSC were performed to determine the loss of mass and energy variation of the material during the sintering process. The technique used to obtain nickel manganate allowed the optimization of the process. Thus obtaining the desired material with lower energy consumption, shorter time and lower cost than other processes commonly employed

Neste trabalho são relatados os resultados do emprego de nitrosilo complexos de rutênio para a preparação de materiais otencialmente liberadores de óxido nítrico. A partir deste objetivo inicial, três diferentes estratégias foram investigadas, a saber: i) preparação de um nitrosilo complexo de rutênio com o ligante 1,4,8,11-tetraazaciclotetradecano (cyclam) mono-N-substituído com um grupamento carboxipropil; ii) imobilização de uma tetraamina de rutênio com o ligante nitrosilo na superfície da sílica-gel modificada com grupamentos isonicotinamida e iii) deposição de filmes finos hibrídos orgânico-inorgânicos contendo o complexo trans-[Ru(NO)Cl(cyclam)](PF6)2, sobre a superfície do aço 316L (aço cirúrgico), utilizando o processo sol-gel. A primeira estratégia envolveu a síntese do ligante ácido 3-(1,4,8,11- tetraazaciclotetradeca-1-il)propanóico, (1-carboxipropil)cyclam, com modificações do método previamente descrito na literatura. O ligante foi purificado através de uma nova metodologia, a qual levou a um expressivo aumento no rendimento. Este ligante, bem como seu cloridrato análogo, foram caracterizados utilizando-se técnicas como ressonância magnética nuclear (RMN) de 1H e de 13C, espectrometria de massa (ESIMS), espectroscopia no infravermelho (IV) e análise elementar. Para o cloridrato também foi realizada a determinação do pKa da carboxila do substituinte. A partir da reação do ligante 1-(carboxipropil)cyclam com RuNOCl3 foi sintetizado o complexo fac-[Ru(NO)Cl2(k3N4,N8,N11(1-carboxipropil)cyclam)]ClH2O. Para efeitos de comparação também foi sintetizado o análogo trans-[Ru(NO)Cl(cyclam)](PF6)2 através da reação com RuNOCl3 e da rota descrita na literatura. O complexo fac- [Ru(NO)Cl2(k3N4,N8,N11(1-carboxipropil)cyclam)]ClH2O teve sua estrutura cristalina e molecular determinada por difração de Raios-X e foi caracterizado através de técnicas como espectrometria de massa por electrospray (ESI-MS) e espectrometria de massa por electrospray com fragmentação por impacto (ESI-MS/MS), RMN de 1H e de 13C, análise elementar, espectroscopia no IV e no ultravioleta e visível (UV-Vis). O referido complexo teve seu comportamento eletroquímico investigado. Foram estimados os valores de pKa e a labilidade dos ligantes cloreto foi investigada. Por fim foram realizados estudos preliminares de citotoxicidade deste complexo em células tumorais da linhagem B16-F10. No tocante à segunda estratégia, inicialmente foi preparada uma sílica-gel contendo grupos isonicotinamida em sua superfície, a 3-isonicotinamidapropil sílica (ISNPS). Este suporte foi preparado a partir da reação entre a 3-aminopropil sílica e o ácido isonicotínico na presença de ,3-diclohexilcarbodiimida (DCCI) em refluxo de dimetilformamida a qual levou a formação de uma ligação amida entre o grupamento amina da sílica e o ácido carboxílico da base nitrogenada. A sílica modificada foi caracterizada por análise elementar e espectroscopia no IV e teve sua área superficial específica determinada. A ISNPS foi utilizada para imobilizar a unidade [Ru(NH3)4(SO3)] através da reação com trans-[Ru(NH4)(SO2)Cl]Cl levando à obtenção do complexo imobilizado [ºSi(CH2)3(isn)Ru(NH3)4(SO3)]. A partir deste complexo foram preparados os análogos [ºSi(CH2)3(isn)Ru(NH3)4(L)]3+/2+ (L = SO2, SO4 2-, OH2 e NO), os quais foram caracterizados através de espectroscopia no IV e no UV-Vis bem com por voltametria cíclica. A síntese do nitrosilo complexo imobilizado foi realizada pela reação do aquo complexo imobilizado [ºSi(CH2)3(isn)Ru(NH3)4(H2O)]2+ pela reação com nitrito tanto em meio ácido como em tampão fosfato (pH = 7,4). Os resultados semelhantes obtidos por ambos os métodos indicam que o aquo complexo é capaz de converter o ion nitrito em NO coordenado. O nitrosilo complexo imobilizado [ºSi(CH2)3(isn)Ru(NH3)4(NO)]3+ foi investigado com relação à liberação de óxido nítrico (NO), mostrando-se capaz de liberar NO tanto por irradiação com luz quanto por redução química, gerando, respectivamente, os aquo complexos de rutênio (III) e (II). O nitrosilo complexo de rutênio imobilizado pode ser regenerado a partir destes materiais através da reação com solução de nitrito em pH 7,4. Até 3 ciclos de redução e regeneração do nitrosilo complexo imobilizado foram realizados. Observou-se que a tetraamina de rutênio é estável em relação à lixiviação e é capaz de manter a capacidade de liberar NO durante os ciclos de redução e regeneração. Por fim, a terceira estratégia envolveu inicialmente o desenvolvimento de um tratamento para a superfície do aço cirúrgico 316L. A eficiência de cada tratamento foi avaliada através de microscopia ótica e de medidas de ângulo de contato estático e dinâmico. O tratamento com melhor resultado levou à obtenção de uma superfície hidrofílica e homogênea tanto física como quimicamente, conforme observado através dos resultados de medidas de ângulo de contato estático e dinâmico e por microscopia de força atômica (AFM). Cinco diferentes filmes de silanos híbridos orgânicoinorgânicos foram depositados sobre a superfície do aço, utilizando-se o processo solgel e a técnica de spin coating. Como siloxanos foram utilizados o tetraetoxisilano (TEOS), o 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano (Glymo) e o poli(dimetil)siloxano (PDMS) em misturas binárias. Os filmes obtidos foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (AFM), espectroscopia de reflectância especular no IV, ressonância magnética nuclear no estado sólido com rotação no ângulo mágico (RMN MAS) de 29Si e de 13C. As espessuras foram determinadas através de reflectância especular e as energias superficiais dos filmes foram determinadas através da técnica de ângulo de contato. Propriedades como adesão mecânica e estabilidade em solução dos filmes também foram avaliadas. A adesão mecânica foi investigada através de testes do tipo peel segundo normas ASTM, sendo que, dos cinco filmes avaliados, apenas um apresentou uma adesão pobre, sendo a adesão dos demais adequada. A estabilidade dos filmes em solução foi avaliada por testes de imersão estática nas temperaturas de 25 ± 1 oC e 37 ± 1 oC em tampão fosfato salino (PBS). Para a avaliação da estabilidade, a quantidade de silício liberada foi analizada por espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS). A partir dos resultados obtidos na caracterização dos filmes e dos testes de adesão e estabilidade química foram escolhidas duas condições para a imoblização do complexo trans-[Ru(NO)Cl(cyclam)](PF6)2 a qual foi realizada pela incorporação do complexo no sol e posterior deposição do gel contendo o complexo sobre a superfície do aço cirúrgico por spin-coating. Os filmes assim preparados foram caracterizados por MEV, AFM, espectrocopia de reflectancia especular no IV. A espessura dos filmes foi determinada através de reflectancia especular e a energia superficial dos filmes foi obtida através de medidas de ângulo de contato. / In this work we report the results on three different strategies aiming the preparation of materials that might be used as potential nitric oxide releasing materials. In order to achieve this goal, the following approaches were conducted: i) the synthesis and characterization of a new ruthenium nitrosyl complex with cyclam ligand mono- N-substituted with a carboxypropyl pendant group; ii) the immobilization of a ruthenium tetraamine nitrosyl complex on the modified silica gel surface and iii) deposition on the surface of surgical stainless steel of hybrid organic-inorganic thin films containing the trans-[RuCl(NO)(cyclam)](PF6)2 (cyclam = 1,4,8,11- tetraazacyclotetradecane) complex prepared by the sol-gel process. Regarding the first approach, the 3-(1,4,8,11-tetraazacyclotetradecan-1- yl)propionic acid ligand, 1-(carboxypropyl)cyclam, was synthesized according to a reported method with slight modifications and purified by a new method which resulted in a significant yield improvement. The 1-(carboxypropyl) ligand, as well as its tetrahydrochloride analog, was characterized by means of 1H and 13C nuclear magnetic resonance (NMR), electrospray mass spectrometry (ESI-MS), vibrational (IR) spectroscopy and elemental analysis. For the 1-(carboxypropyl)cyclam tetrahydrochloride, pKa of carboxypropyl group was determined. The complex fac- [Ru(NO)Cl2(k3N4,N8,N11(1-carboxypropyl)cyclam)]ClH2O was prepared in an one pot reaction by mixing equimolar amounts of RuNOCl3 and (1-carboxypropyl)cyclam. For comparative purposes, the analogous complex trans-[Ru(NO)Cl(cyclam)](PF6)2 was synthesized using RuNOCl3 as starting material, and, also, by a published procedure. The complex fac-[Ru(NO)Cl2(k3N4,N8,N11(1- carboxipropil)cyclam)]ClH2O was characterized by X-ray crystallography, electrospray ionization tandem mass spectrometry (ESI-MS/MS), elemental analysis, 1H and 13C NMR, ultraviolet and visible (UV-Vis) and IR spectroscopies. The electrochemical behavior and chloride inertness of the fac complex were investigated and pKa values were estimated. A preliminary investigation of the citotoxicity of this complex on B16-F10 tumor cells was performed.

No presente trabalho foram preparados eletrodos formados por filmes finos de níquel e óxido de níquel sobre um substrato de Ti. Estes eletrodos foram preparados pelas metodologias de decomposição térmica de precursores poliméricos; método sol-gel e eletrodeposição com a finalidade de investigar a influência da metodologia de preparação sobre sua atividade catalítica. Foram avaliadas as variáveis relacionadas ao processo de preparação dos eletrodos como, por exemplo, a temperatura e a atmosfera de calcinação, além de diferentes métodos de eletrodeposição. A caracterização dos eletrodos foi realizada por técnicas de difração de raios-x; microscopia eletrônica de varredura e voltametria cíclica. Os resultados obtidos indicaram que as metodologias utilizadas proporcionaram a preparação de eletrodos com alta área superficial devido à formação de morfologias contendo trincas, fissuras e microrrachaduras. Por meio destas análises foi possível obter um quadro amplo do comportamento destes eletrodos. Os eletrodos preparados pelas três metodologias foram utilizados no estudo da eletrooxidação do furfural, que foi realizado através de cronopotenciometria. Os produtos foram analisados por CLAE (Cromatografia Líquida de Alta Eficiência) com intuito de analisar a eficiência dos eletrodos na eletrooxidação. Os resultados obtidos foram satisfatórios sendo que os eletrodos preparados pela metodologia de sol-gel apresentaram um maior rendimento na formação de ácido furóico. / In the present work we prepared electrodes formed by thin nickel and nickel oxide films on a Titanium substrate. These electrodes were prepared by thermal decomposition of polymeric precursors, sol-gel method and electroplating arming at investigate the influence of the preparation methodology on their catalytic activity. The parameters related to the electrodes preparation process had been investigated. These parameters included temperature and atmosphere calcinations, beyond different methods of electroplating. The electrodes characterization were carried out by x-ray diffraction, scanning electronic microscopy and cyclic voltammetry. The results indicate that the used methodologies provided the preparation of electrodes with high superficial area due to the formation of cracked and porous morphologies. he electrodes prepared by the different methodologies were used in the furfural eletrooxidation study, which was carried out by chronopotentiometry. The products were analyzed by HPLC (High Performance Liquid Chromatography) to verify the electrodes efficiency in the eletrooxidation. The obtained results had been satisfactory and the electrodes prepared by sol-gel method present a higher efficiency for furoic acid formation.