As vantagens relacionadas à utilização de revestimentos duros depositados via processos PAPVD (Plasma Assisted Physical Vapor Deposition) são bem conhecidas e dadas por suas propriedades. As principais propriedades destes filmes são a capacidade de não incrementar significativamente a rugosidade dos substratos em que são depositados, sua alta dureza conferindo alta resistência ao desgaste, baixa reatividade quando se trata de revestimentos de compostos cerâmicos e capacidade de reduzir o coeficiente de atrito de pares tribológicos inseridos em diversos meios. A nitretação a plasma de substratos antes da aplicação de um revestimento faz com que outros benefícios possam ser encontrados, dentre eles destacam-se o aumento da capacidade de sustentação de carga do substrato e a criação de uma região que propicia um gradiente de propriedades entre o substrato e o revestimento. Desta forma é caracterizado o tratamento dúplex, o qual consiste em um substrato nitretado seguido da aplicação de um revestimento. Através do processo de nitretação a plasma, camadas de difusão foram formadas em amostras de geometria cilíndrica do aço DIN X100CrMoV8-1-1, industrialmente utilizado para construção de ferramentas para operações de corte e estampagem. Duas profundidades distintas de camada de difusão foram formadas. O revestimento escolhido para este estudo foi o TiCN (carbonitreto de titânio), produzido industrialmente e disponível no mercado brasileiro. As técnicas de caracterização foram utilizadas para medir a rugosidade, a dureza, os perfis de composição química, as fases formadas, as tensões residuais e a adesão dos revestimentos. Após esta caracterização inicial, foram feitos ensaios utilizando a técnica de esfera-sobre-disco em amostras e de DST (Dobramento sob Tensão) em pinos com geometria específica com o objetivo de se avaliar o comportamento tribológico dos tratamentos dúplex desenvolvidos. / The advantages related to the utilization of hard thin films deposited on tools and components via PAPVD (Plasma Assisted Physical Vapor Deposition) are well known and given by their properties. The main properties of these coatings are their capacity to avoid significant roughness increase of the coated substrates, high hardness which provides high wear resistance, low reactivity in the case of ceramic coatings and the possibility to provide very low friction coefficient. The thin films associated with plasma nitriding (the so called duplex treatments) applied to the substrates can bring much more benefits. The coating load bearing capacity can be increased by the presence of the diffusion zone on the substrate that allows a gradient of mechanical properties from the coating to the core of the material. In this work, by plasma nitriding process, two distinct depths of diffusion layer were developed in samples and pins manufactured out of the DIN X100CrMoV8-1-1 steel. This steel grade is commonly used to manufacture tools for cutting and stamping operations. Following a previous work the chosen coating for this study was a graded TiCN (titanium carbonitride). The samples were characterized by several different techniques in order to access surface roughness, chemical composition profiles, present phases, residual stresses, hardness and adhesion of the obtained nitrided layer and coatings. After this initial characterization, tests were performed using a pin-on-disc apparatus and BUT (Bending under tension test) with the aim to evaluate the tribological behavior of the developed duplex treatment for for sheet metal forming application.

As fachadas das edificações, ao longo de sua vida útil, sofrem degradação devido a ataques de agentes químicos e à deposição de partículas na sua superfície. Como consequências, há perdas no desempenho de seus materiais e a desfiguração estética das fachadas por meio de manchas, implicando em ações de reparo que envolvem custos elevados. Os produtos atualmente disponíveis no mercado brasileiro com objetivo de evitar o manchamento de fachadas têm baixa eficiência, sendo que os principais deles adotam a técnica do pós-tratamento com hidrofugantes, os quais geralmente alteram a coloração do substrato e podem ser a origem de novas patologias. Usufruindo de novas tecnologias, o dióxido de titânio (TiO2) apresenta-se como material nanométrico amplamente estudado na área científica, sendo potencialmente utilizado como fotocalisador. O presente trabalho verificou a possibilidade de obtenção de superfícies autolimpantes a partir da adição de TiO2 em revestimentos de argamassa branca. Estas, a partir de propriedades fotocatalíticas do TiO2 podem ser tornar autolimpantes sob ação da radiação solar (UV) e da chuva. Foram confeccionadas argamassas de traço 1:2 e 1:3, com adições de 0%, 5% e 10% de TiO2 em relação à massa de cimento, com consistência fixa. As amostras foram aspergidas com diferentes agentes manchantes: azul de metileno, particulado de poluição, produto de corrosão, pichação; e sem manchamento (referência). Após, estas amostras foram expostas nas condições ambientais da cidade de Porto Alegre. Ao longo de 84 dias, foram realizadas leituras com espectrofotômetro portátil para avaliar o efeito autolimpante. Também foram verificadas as propriedades físico-mecânicas das argamassas. Os resultados apontaram que argamassas com adição de TiO2 necessitaram maior quantidade de água, apresentaram maior densidade no estado fresco e menor teor de ar incorporado. Ainda, a resistência à compressão foi elevada para o traço mais rico (1:2) e mantida constante para o traço pobre (1:3). Além disso, se mostraram mais claras/brancas quanto maior a porcentagem de adição. O efeito autolimpante pode ser percebido mais facilmente na mancha de azul de metileno, porém, a limpeza ocorreu tanto em argamassas com adição de TiO2, quanto em argamassas sem a adição. Em manchas que geraram uma película sobre a placa, o efeito autolimpante foi dificultado. / The facades of buildings, during their lifespan, suffer degradation due to attacks of chemical agents and due to deposition of particles on their surface. As consequences, there are losses on the performance of their materials and aesthetics disfiguration of the facades by stains, implying repairing actions involving high costs. The products available nowadays on the brasilian market with the purpose to avoid the staining of the facades have low efficiency, and the main products between them adopt the technique of post-treatment with hydrophobing, which generally modify the colour of the substrate and which can originate new pathologies. Taking advantage of new technologies, the titanium dioxide (TiO2) appears as a nanometric material widely studied in the scientific area, being pottentialy used as photocatalyser. The present work has verified the possibility of obtention of self-cleaning surfaces after addition of TiO2 in white mortar coverings. Those, from photocatalyser properties of the TiO2 can become self-cleaning under the action of solar radiation (UV) and rain. There were prepared mortars of trace 1:2 and 1:3, with additions of 0%, 5% and 10% of TiO2 in relation of the cement weight, with steady consistency. The samples were sprinkled with different staining agents: methylene blue, pollution particulates, corrosion product, graffiti; and without stains (reference). After that, these samples were exposed to the ambiental conditions of the city of Porto Alegre. Through 84 days, scannings were made with portable spectrophotometer to evaluate the self-cleaning effect. The physicalmechanical properties of the mortars were also verified. The results point out that mortars with addition of TiO2 required a bigger amount of water, they presented bigger density in the fresh state and smaller contents of incorporated air. Besides, the compression resistance was high to the richest trace (1:2) and remained constant to the poor trace (1:3). Moreover, they have showed themselves more clear/white as bigger was the percentage of addition. The self-cleaning effect can be more easily noticed on the methylene blue stain, however, the cleaning occurred both in mortars with addition of TiO2 and in mortars without the addition. In stains which generate a film above the plate, the self-cleaning effect was hampered.

O objetivo da presente dissertação é o estudo da difusão de Ag e Al em uma matriz de α-Ti. Sua motivação principal se origina do fato de haver na literatura resultados contraditórios sobre o comportamento difusional desses elementos. Além disso, este estudo é necessário para dar continuidade à investigação sistemática da difusão de impurezas substitucionais em α-Ti, que vem sendo realizada pelo grupo de implantação iônica, a fim de estabelecer uma relação entre tamanho, valência e solubilidade dos elementos e seus coeficientes de difusão. A dependência do coeficiente de difusão com a temperatura para ambos elementos foi estudada nos intervalos de temperatura de 823 a 1073 K para a Ag e 948 a 1073 K para o Al. No caso da Ag foi usada a técnica de RBS para determinar os perfis de concentração, a qual tem uma alta resolução em profundidade (tipicamente 10nm), o que permite a determinação das baixas difusividades esperadas no presente experimento ( D ≤ 10-7 m2/s). No caso do Al foi usada a técnica de NRA, que preenche os mesmos requisitos citados anteriormente, com uma resolução em profundidade de aproximadamente 10 Å. As medidas realizadas mostraram que, para ambos os casos, os coeficientes de difusão seguem uma representação linear de Arrhenius. Foram encontrados os seguintes parâmetros característicos de difusão: Do = (1 ± 0,75) x10-4 m2s-1 e Q = 279 ± 6 kJ/mol para a Ag e Do = (1,4 ± 1,2) x10-2 m2s-1 e Q = 326 ± 10 kJ/mol para o Al, os quais são típicos de um comportamento substitucional normal. A comparação desse trabalho com trabalhos prévios não mostra evidência de relacionamento entre tamanho, valência e solubilidade dos elementos e seus coeficientes de difusão.

O titânio comercialmente puro (Ti-Cp) e suas ligas destacam-se como biomateriais metálicos devido a sua biocompatibilidade sendo amplamente utilizados. Buscando aprimorar o sucesso clínico dos implantes de Ti-Cp em longo prazo, é necessário revestir a sua superfície, proporcionando uma eficiente ancoragem mecânica do implante com o tecido ósseo. Dentre os diversos revestimentos superficiais destacam-se os revestimentos híbridos orgânicos-inorgânicos à base de precursores alcóxidos de silício, obtidos via processo sol-gel. Para que ocorra uma satisfatória adesão do revestimento no substrato, precisa-se levar em consideração a natureza e a preparação da superfície metálica antes da aplicação deste revestimento. Na etapa inicial do trabalho, pré-tratamentos superficiais foram propostos previamente à aplicação dos revestimentos buscando aumentar a aderência entre o titânio e este revestimento híbrido. Utilizou-se três diferentes pré-tratamentos na superfície do Ti-Cp: o "piranha" (ácido sulfúrico e peróxido de hidrogênio), o "kroll" (ácido fluorídrico, ácido nítrico e água) e o "hidróxido de sódio". Em sequência, aplicou-se por processo de dip-coating sobre as superfícies tratadas, um revestimento híbrido produzido a partir dos precursores alcóxidos de silício tetraetoxisilano (TEOS) e metiltrietoxisilano (MTES), obtido pelo processo de sol-gel. Em uma segunda etapa, sobre a superfície do Ti-Cp com o pré-tratamento superficial que proporcionou uma maior aderência do revestimento híbrido ao titânio, aplicou-se por dip-coating, um revestimento híbrido à base de precursores alcóxidos de silício TEOS e MTES com adição de partículas de hidroxiapatita buscando aprimorar a diferenciação celular sobre o revestimento híbrido. O pré-tratamento com o hidróxido de sódio promove o melhor resultado dentre os pré-tratamentos, pois o revestimento híbrido aplicado posteriormente apresenta recobrimento regular e adesão ao substrato de Ti-Cp. Os resultados morfológicos por MEV-FEG mostraram um revestimento híbrido com boa dispersão da hidroxiapatita e um recobrimento regular e adesão ao substrato de Ti-Cp. Nos resultados biológicos Ti-Cp revestido com TEOS/MTES com a presença de partículas de hidroxiapatita obteve uma adesão celular semelhante ao Ti-Cp sem tratamento. Porém este mesmo revestimento não propiciou a proliferação e diferenciação celular. Os resultados indicaram que a combinação de fatores como a sua superfície hidrofóbica (91°) e a presença da hidroxiapatita no revestimento tornou a superfície desorganizada, acarretando em uma superfície com comportamento desfavorável para o desenvolvimento das células-tronco mesenquimais. / Commercially pure titanium (cp-Ti) and its alloys stand out among the metallic materials due to their biocompatibility being widely used in biomaterials. In order to improve the clinical success of cp-Ti implants in the long term, it is necessary to coat the surface, providing an efficient mechanical anchoring of the implant with the bone tissue. Among the various surface coatings are the hybrid coatings based on silicon alkoxide precursors, obtained by the sol-gel process, however, considering the nature and the preparation of the metal surface prior to the application of this coating. In the initial stage of the work, surface pre-treatments were proposed prior to the application of the coatings seeking to increase the adhesion between the titanium and this hybrid coating. Three different pretreatments were used on the cp-Ti surface: "piranha" (sulfuric acid and hydrogen peroxide), "kroll "(hydrofluoric acid, nitric acid and water) and "sodium hydroxide". Subsequently, a hybrid coating produced by the tetraethoxysilane silicon (TEOS) and methyltriethoxysilane (MTES) precursors obtained by the sol-gel process was applied by the dip-coating process onto the treated surfaces. In a second step, on the surface of the cp-Ti with the surface pretreatment that gave a greater adhesion of the hybrid coating to the titanium, dip-coating, a hybrid coating based on precursors silicon alkoxides TEOS and MTES with the addition of hydroxyapatite particles to enhance cell differentiation on the hybrid coating. Pretreatment with sodium hydroxide promotes the best result among the pre-treatments, since the hybrid coating applied afterwards presents regular coating and adhesion to the cp-Ti substrate. The morphological results by SEM-FEG showed a hybrid coating with good dispersion of the hydroxyapatite and a regular coating and adhesion to the cp-Ti substrate. In the biological results Ti-Cp coated with TEOS / MTES with the presence of hydroxyapatite particles obtained a cell adhesion similar to Ti-Cp without treatment. However, this same coating did not promote cell proliferation and differentiation. The results indicated that the combination of factors such as its hydrophobic surface (91°) and the presence of the hydroxyapatite encapsulated in the coating rendering the surface disorganized led to a surface with unfavorable behavior for the development of mesenchymal stem cells.

Orientador: José Humberto Dias da Silva / Banca: Douglas Marcel Gonçalves Leite / Banca: Elidiane Cipriano Rangel / Resumo: O nitreto de titâno apresenta uma vasta gama de aplicações. Entre elas destacam-se as aplicações em recobrimento de superfícies que exploram características mecânicas tais como dureza e módulo de elasticidade do material para aplicações em biomateriais. Essas características e suas correlações com a microestrutura são investigadas, nesse trabalho, em função dos parâmetros de deposição de filmes de TiN. Os filmes foram depositados pela técnica de magnetron sputtering reativo em rádio frequência, sobre substratos de titânio, de sílica, de silício e de uma liga de titânio-nióbio. Nas deposições, foi utilizado um alvo de titânio puro e misturas gasosas de argônio e nitrogênio, com diferentes fluxos de nitrogênio. As potências empregadas foram de 240 W e 300 W, com diferentes tempos de deposição. Medidas de taxa de deposição e emissão óptica do plasma auxiliaram na escolha dos parâmetros de deposição. As análises das difrações de raios X mostraram que com o aumento do fluxo de nitrogênio os cristalitos tendem a apresentar uma orientação preferencial com os planos (200) do TiN paralelos à superfície do substrato, além de indicar a presença de strain nos filmes. Medidas de nanoindentação foram realizadas nas amostras, com o intuito de obter a dureza e o módulo de elasticidade dos filmes depositados com diferentes fluxos de nitrogênio. Buscando assim determinar a influência do fluxo sobre as propriedades mecânicas e a microestrutura dos filmes. Verificou-se que a dureza nas amostras ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The titanium nitride (TiN) has mechanical properties that are useful in a wide range of applications. In special, it is being investigated to improve the surfaces of bone implants. The mechanical properties of TiN films deposited by reactive magnetron sputtering and their correlations with microstructure will be investigated in this dissertation as a function of the deposition parameters. The films were deposited in titanium, silica, silicon and titanium-niobium substrates. A pure titanium target and a mix of argon and nitrogen gases were used in the depositions. The influence of the variation of the reactive gas fluxes on the mechanical properties and in the microstructure of the films were investigated, for applied powers of 240 W and 300 W at 13.6 MHz. Deposition rate and plasma optical emission measurements helped to control the deposition parameters. X ray diffraction analysis show that all films present compressive strain and, at high nitrogen fluxes, a preferred crystallite orientation of planes (200) parallel to the substrate surface occurs. Nanoidentation measurements were performed, for different nitrogen fluxes, to obtain the hardness and elastic modulus of TiN films. The hardness of films deposited at 10 sccm, varied between 10 and 18 GPa, as a function of the penetration depth, and is higher than the observed in other samples. These films also showed the higher (200) plane texture. The elastic modulus is higher on films deposited at 8 sccm N2 flow (around 140 GPa... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Celso Valentim Santilli / Coorientador: Sandra Helena Pulcinelli / Banca: Leila Aparecida Chiavacci / Banca: Giancarlo Espósito de Souza Brito / Banca: Márcia Carvalho de Abreu Fantini / Banca: Francisco das Chagas Dantes de Lemos / Resumo: O primeiro objetivo deste trabalho foi investigar os fenômenos de agregação e de gelatinização das suspensões de TiO2 obtidos através do processo sol-gel. Estas suspensões foram preparadas a partir da hidrólise do tetraisopropóxido de titânio Ti(OPri)4 em solução aquosa de ácido para-toluenossulfônico (PTSH). A evolução do tamanho das nanopartículas e o mecanismo de agregação que ocorre nos momentos iniciais da reação foram analisados através da técnica de espalhamento de raios X à baixo ângulo (SAXS). Os resultados de SAXS mostraram que as partículas de TiO2 se agregam irreversivelmente formando partículas de tamanhos maiores nos momentos iniciais da reação. Também foram realizadas medidas de SAXS e reológicas para a suspensão com razão molar [H2O/Ti] = 2,3 e [PTSH/Ti] = 0,34, preparada com diferentes tempos de envelhecimento a 60ºC (0, 12 e 21 horas). Esse estudo revelou a possibilidade de aumentar tanto o tamanho das partículas do sol quanto a temperatura de transição sol-gel com o aumento do tempo de envelhecimento. Os valores de dimensões fractais (Df), obtidos pela técnica de SAXS, indicaram que a cinética de transição sol-gel é consistente com um processo de agregação cluster-cluster limitado por difusão (DLCCA). O segundo objetivo deste trabalho foi demonstrar a viabilidade de obter espumas cerâmicas a partir de emulsões formadas pela mistura dos sóis de TiO2 com o surfactante aniônico Dodecil Sulfato de Sódio (SDS) e não-iônico Pluronic F127 (P-127), juntamente com o óleo miristato de isopropila (MI). Nesta etapa, procurou-se avaliar o papel da natureza iônica e não-iônica dos surfactantes e da razão em massa/massa (m/m) de surfactante e da fase apolar (óleo) nas propriedades estruturais das espumas cerâmicas. O comportamento térmico, as fases cristalinas e a superfície das... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The first aim of this study was to investigate the aggregation and gelatinization of TiO2 suspensions obtained by the sol-gel process. The TiO2 suspensions were achieved by hydrolysis of the titanium tetraisopropoxide Ti(OPri)4 in para-toluene sulfonic acid (PTSH) aqueous solution. The evolution of nanoparticles size and the aggregation mechanism that occurs during the first synthesis step were analyzed by using small-angle X ray scattering (SAXS) technique. SAXS results have shown that TiO2 particles form irreversible aggregates giving rise to large particles during the first synthesis step. SAXS and rheological measurements were also carried out for the suspension prepared at H2O/Ti = 2.3 and PTSH/Ti = 0.34 molar ratios aged at 60 oC for different aging times (0, 12 and 21 h). This study has revealed the possibility to increase both the sol-gel phase transition temperature as well as the particle size by increasing the aging time. The fractal dimensionality (Df) values, estimated from the SAXS analyzes, indicated that particles aggregation is characteristic of a diffusion limited cluster-cluster aggregation (DLCCA) kinetic process. Another aim of this work was to obtain ceramic foams from emulsions formed by the mixture of TiO2 suspensions, the anionic Sodium Dodecyl Sulfate (SDS),or the non-ionic Pluronic F- 127 surfactants and the isopropyl myristate (MI) oil. This study was important to evaluate the role of the ionic or non-ionic nature of these two surfactants on the structural properties of the ceramic foam by varying the weight/weight (w/w) ratio of surfactant and non-polar phase (oil). The thermal behavior, crystalline structure and surface of the ceramic foams were investigated through thermogravimentry (TG), X ray diffraction (DRX), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) techniques, respectively. These foams... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Submitted by Automação e Estatística (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-07-02T20:02:09Z No. of bitstreams: 1 JoaoOctavioMedeirosPires_DISSERT.pdf: 1876528 bytes, checksum: c9a8d7b700e3935fa0560f3a05e33f45 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-07-04T14:48:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 JoaoOctavioMedeirosPires_DISSERT.pdf: 1876528 bytes, checksum: c9a8d7b700e3935fa0560f3a05e33f45 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-04T14:48:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoaoOctavioMedeirosPires_DISSERT.pdf: 1876528 bytes, checksum: c9a8d7b700e3935fa0560f3a05e33f45 (MD5) Previous issue date: 2018-04-17 / Compostos de Ce2(MoO4)3/TiO2 (molibdato de cério e dióxido de titânio) com diferentes composições foram preparados pelo método de complexação combinado EDTACitrato e pelo método de dopagem por via úmida. Os materiais obtidos foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura com fonte de emissão de campo (MEV-FEG), espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e espectroscopia de reflectância difusa (ERD). O potencial catalítico do material foi avaliado por espectrofotometria, onde foi avaliado a variação da concentração de corantes (Azul Maxilon e Amarelo Erionyl a 10ppm) em um reator com bateladas de 30, 60, 90 e 120 minutos de reação, a 45ºC, pH = 6, com incidência de luz visível e 200mg/L de catalisador. De acordo com os resultados do DRX, foi constatado que os compostos obtidos apresentaram as fases esperadas. Através das imagens do MEV foi possivel observar que houve alteração nos tamanhos e formatos do material base (TiO2) devido a incorporação do molibdato de cério, além da verificação da eficiencia dos métodos ao conferir a homogeneidade da dopagem, constatando ineficiencia no método de dopagem via úmida quando feita a 10%. Os resultados do EDS confirmaram a presença dos elementos que foram utilizados para formação do composto final e apresentaram um desvio de 2,2-3,6% entre a composição teórica e a experimental, justificado pelo método de síntese e de dopagem. Por meio da análise de ERD foi constatado que não houve alteração significativa no bandgap do material base (TiO2) ao introduzir o Ce2(MoO4)3. O TiO2 comercial foi utilizado como base de comparação para os testes de fotocatálise. Para o corante ácido amarelo (Amarelo Erionyl) a fotólise não foi significativa, o material obteve valores de até 51,15% de adsorção e obteve como melhor fotocatalisador o 10 wt% Ce2(MoO4)3/TiO2 obtido por impregnação, alcançando 49% de remoção. Para o corante básico azul (Azul Maxilon) houve fotólise de até 9% em 120 minutos, o mesmo obteve os melhores resultados de adsorção com o material base e degradação quando utilizado com o TiO2 puro tratado no método EDTA-Citrato, atingindo 63,27% e 92,195% respectivamente ao fim de 120 minutos. / Ce2(MoO4)3/TiO2 composites (cerium molybdate and titanium dioxide) with different compositions were prepared by combined complexation method EDTA-Citrate and by the wet doping method. The obtained materials were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and diffuse reflectance spectroscopy (DRS). The material catalytic potential was evaluated by spectrophotometry, in which the dye concentration variation (Maxilon Blue and Erionyl Yellow at 10ppm) was evaluated in a reactor with 30, 60, 90 and 120 minute batch reaction at 45ºC, pH = 6, with visible light incidence and 200mg / L of catalyst. According to the results of the XRD, it was verified that the obtained compounds presented the expected phases. Through the images of the SEM it was possible to observe that there was a change in sizes and formats of the base material (TiO2) due to the incorporation of the cerium molybdate. It was also verified through SEM that the material was not homogeneous for the wet doping method done with 10%. The EDS results confirmed the presence of elements that were used to form the final compound and presented a deviation of 2.2-3.6% between the theoretical and the experimental composition, justified by the synthesis and doping method. By the ERD analysis, it was certified that there was no significant change in the bandgap of the base material (TiO2) when introducing Ce2(MoO4)3. Commercial TiO2 was used as comparison basis for the photocatalysis tests. For the yellow acid dye (Yellow Erionyl) the photolysis was not significant, the material obtained values of up to 25% of adsorption and obtained as best photocatalyst the 10 wt% Ce2(MoO4)3/TiO2 obtained by impregnation, which caused 49% remotion. For the basic blue dye (Maxilon Blue) there was photolysis of up to 9% in 120 minutes, it obtained the best results of adsorption when the base material was tested and degradation when the pure TiO2 treated by EDTA-Citrate was tested, reaching 63.27% and 92.195% respectively at the end of 120 minutes.

Orientador: Fenelon Martinho Lima Pontes / Banca: Alejandra Hortencia Miranda González / Banca: Alberthmeiry Teixeira de Figueiredo / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem carater institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: Os problemas ambientais gerados pelo crescimento das atividades humanas e industriais têm aumentado a necessidade pelo desenvolvimento de tecnologias alternativas para a remediação de sistemas aquáticos contaminados. A fotocatálise heterogênea, utilizando dióxido de titânio, tem se mostrado eficiente neste aspecto. Neste trabalho, foram sintetizadas nanoestruturas de TiO2 utilizando como precursor o isopropóxito de titânio pela rota hidrotérmica. Os materiais obtidos foram caracterizados por DRX, FT-Raman, FTIR, BET e MEV. A fim de avaliar a atividade fotocatalítica das amostras produzidas, foram realizados testes de degradação do corante rodomina B sob irradiação UV, luz branca e luz solar. A medida da degradação da molécula foi mensurada por espectroscopia UV-Vis. Os resultados das caracterizações mostraram que a rota de síntese utilizada foi eficiente na produção de nanoestruturas cristalinas de TiO2 com morfologias diferentes e os ensaios de degradação revelaram que a propriedade fotocatalítica dos materiais esta diferente relacionada com a morfologia, a área superficial e a presença de grupos químicos ligados à superfície / Abstract: The environmental problems generated by tye growth of human and industrial activities have increased the need for the development of alternative technologies for the remediation of contaminated aquatic systems. The heterogeneous photocatalysis using titanium dioxide, has been show effective in this respect. In this work, nanoestructures have been synthesized as a precursor of TiO2 using titanium isopropóxido by the hydrothermal route. The materials were characterized by XRD, FT-Raman, FTIR, BET and SEM. In order to evaluate the photocatalytic activity of the samples produced, tests were performed using degradation of the dye rhodamine B under UV, white light and sunlight. The measurements of the degradation of the molecule was measured by UV-Vis spectroscopy. The results of the characterizations showed that the synthetic route used was efficient in the production of crystalline nanostructured TiO2 with different morphologies and degradation testing revealed that the photocatalytic properties of materials is directly associated to the morphology, surface area and the presence of chemical groups bound to the surface / Mestre

Orientador: Dayse Iara dos Santos / Banca: Alejandra Hortencia Miranda González / Banca: Marcela Mohallem Oliveira / Resumo: O campo dos nanomateriais tem se expandido enormemente nas últimas décadas principalmente devido às suas propriedades especiais. As experiências descritas na literatura em grande gama de aplicações mostram propriedades elétricas, magnéticas, ópticas e outras, extremamente aperfeiçoadas com relação aos sisstemas macroscópios. A ciência e tecnologia trabalham atualmente com inúmeras técnicas químicas para a obtenção de óxidos e dentre elas destaca-se o Método Poliol por ser vantajoso e adequado na preparação de nanopartículas com variadas morfologias, dimensões e crisalinidade. Entretanto, poucos estudos foram realizados sobre a síntese e a caracterização de compósitos com o propósito de investigar as propriedades resultantes da possível sinergia obtida a partir da interação entre dois óxidos nanoestruturados. Este trabalho teve como objetivo a síntese e a caracterização de compósito nanoestruturado formado de dois óxidos multifuncionais: o óxido de zinco e o dióxido de titânio. Para a síntese foram utilizados o acetato de zinco dihidratado e o isopropóxido de titânio para a obtenção do ZnO e do TiO2, respectivamente. o compósito foi obtido pelo Método Poliol a partir da interrupção momentânea da síntese dos óxidos isolados seguido da mistura das soluções. O compósito, assim como os óxidos sintetizados isoladamente, foram caracterizados po9r difração de raios X (DRX), análise térmicas (TG/DTA), medidas de adsorção de gás nitrogênio (BET), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de adsorção de luz na região do ultravioleta, visível e infravermelho, espectroscopia Raman. O compósito formado pelo Método Poliol apresentou o ZnO na forma aglomerado, porém nanoestruturado, e o TiO2 após tratamento térmico de 400º C. Foi verificada ainda a presença de resíduos orgânicos nos materiais como... (Resumo completo, clicar acesso / Abstract: The field of nanomaterials has expanded greatly in recent decades mainly due to its special propoerties. The experiments described in the literature in a wide variety of applications show electrical properties, magnetic, optical and others, extremely improvement properties with respect to macroscopic systems. Science a technology are currently working with numerous chemical techniques to achieve oxides and them stands out the Polyol Method to be advantageous and appropriate in the preparation of nanoparticles with various morphologies, size and crystallinity. However, few studies have been done on the synthesis and characterization of composites in order to investigate the resultants properties from possible synergy obtained from the interaction between two nanoestructured oxides. This work aimed to the synthesis and characterization nanostructured composites formed by two multifunctional oxides, zinc oxide and titanium dioxide. For the synthesis were used zinc acetate dihydrate and titanium isopropoxide to obtain the ZnO and TiO2, respectively. The composite was obtained by Polyol from the interruption of the synthesis of single oxides followed by mixing the solutions. The composite, as weell as oxides separately synthesized, were characterized by X-ray diffraction (XRD), thermal analysis (TG/DTA), meassurements of nitrogen gas adsorption (BET), scanning electron microscopy (SEM), YV-VIS and IR absorption spectroscopy and Raman spectroscopy. The composite obtained by the Polyol Method presented ZnO as agglomerate, however nanostructured, and TiO2 after heat treatment of 400ºC. It was also verified the presence of organic waste in the materials as synthesized and titanium glycolate as an intermediate in the reaction of titanium dioxide. A comparison of optical behavior, as synthesized composite formed by ZnO and titanium... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Dayse Iara dos Santos / Banca: Luis Vicente de Andrade Scalvi / Banca: Luiz Henrique Dall'Antonia / O Programa em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: O nanocompósito faz parte de um tipo de material o qual, apesar de ser obtido pela junção de dois ou mais materiais, não possui simplesmente a união das propriedades individuais de cada componente, mas possuui novas propriedades resultantes da interação entre as fases, justificada pela enorme interface entre estes materiais. Neste trabalho o método Poliol foi utilizado para preparar nanocompósitos SnO2/TiO2, formados de óxidos semicondutores de grande interesse no cenário atual da tecnologia sendo ambos de grande versatilidade para aplicações. Estes óxidos podem apresentar-se com uma mesma estrutura cristalina, a tetragonal do tipo rutila. Porém, apresentam diferentes estruturas eletrônicas e band gaps de energia, conferindo propriedades diferenciadas relacionadas à absorção de luz e à aplicação como sensores de gás. O compósito nanoestruturado e os óxidos sintetizados isoladamente foram caracterizados estruturalmente (DRX, FEG-MEV), por meio de análises térmicas (TG/DTA) e por espectroscopia de absorção de luz na região do ultravioleta, visível e infravermelho. As análises térmicas aliadas à difração de raios X revelaram que a síntese conjunta dos óxidos modifica o precipitado reduzindo a proporção de compostos orgânicos e intermediários e antecipando a formação das fases cristalinas do dióxido de titânio. Na análise por FEG-MEV observou-se que o compósito formado no aquecimento a 500ºC é constituído de nanoportículas de SnO2 suportados por placas maiores de TiO2 e este material, quando submetido à espectroscopia na região UV-Vis, apresentou maior absorção na região do ultravioleta. Foram realizados ensaios fotocatalíticos de descoloração do corante Rodamina B, os quais indicaram que o nanocompósitos possui atividade catalítica intermediária quando comparada aos óxidos isolados. Essa mesma amostra foi submetida a caracterizações elétricas que levaram à proposta de um modelo... / Abstract: The nanocomposite is part of a class of materials which, despite being obtained by joining two or more materials, it has not simply the sum of the individual properties of resulting from the interaction between the phases, justified by the enormous interface between these materials. In the present work Polyol method was used to prepare SnO2/TiO2 nanocomposites, formed of semiconductor oxides of great interest in today's technology being of great versatility for applications. These oxides may present the same crystal structure, the tetragonal rutile type. However, they present different electronic structures and energy band gaps, giving different properties related to light absorption and application as gas sensors. The synthesized nanostructured composite as well as the isolate oxides were structurally characterized (XRD, FEG-SEM), using thermal analysis (TG/DTA), and light absorption spectroscopy within ultraviolet, visible and infrared regions. The combination of thermal analysis and X ray diffraction revealed that the simulataneous synthesis of two metals modified the precipitate, reducing the proportion of organic and intermediates compounds and anticipating the formation of crystalline phases of titanium oxides. By FEG-SEM analysis it was found that te composite treated at 500ºC consists of SnO2 nanoparticles suported by large plates of TiO2 and this material present highest uptake in the ultraviolet region. Testing photocatalytic discoloration of the dye Rhodamine B indicated that the nanocomposite has an intermediate catalytic activity when compared to the isolate oxides. The same sample was subjected to electrical characterization which led to a simplified model of electron transport in which it is assumed that the existing barrier between TiO2 particles is reduced due to the presence of SnO2 on the their surfaces / Mestre