Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6531.pdf: 4225006 bytes, checksum: 6184ad11ad47ff9409b4afa6d90601ae (MD5) Previous issue date: 2015-01-23 / Universidade Federal de Sao Carlos / A Studies on the anodic growth of oxides that passivate the biomaterial titanium, and their electrochemical, morphological and structural parameters were carried out in this work. The oxides were obtained galvanostatically at 9.7 mA cm-2, in the acetic acid (HAc) and sodium bicarbonate (NaBic) green electrolytes at room temperature, at different concentrations and final anodization potential (Efinal). Besides that, the formation of a spectrum of colors on the anodized Ti cp was investigated, and a correlation between these colors and the anodizing conditions was proposed. The open circuit potential (Eca) measurements indicated that the higher thermodynamic tendency for the Ti passivity occurred in the 0.1 and 0.5 mol L-1 HAc solutions (~ 0.18 V vs. SCE). On the other hand, the cyclic voltammograms presented the typical valve metal profiles, without evidences of localized corrosion even in a chloride-containing electrolyte (Ringer solution). Moreover, the Ti anodization rates in the different electrolytes were also estimated, with values ranging from 1.8 to 2.7 nm V 1. Both RXD and micro-Raman spectroscopy data allowed to infer that TiO2 is the predominant oxide, partially crystalline and presenting the anatase phase. Finally, SEM analyses indicated rough and porous oxide films for all the anodization conditions. Therefore, the green electrolytes HAc and NaBic, proposed for the Ti anodization process, seem to be promising for producing thick oxides which present good electrochemical and physical properties to be applied as implantable materials. / Neste trabalho foram realizados estudos de crescimento anódico de óxidos que passivam o metal biocompatível titânio, de seus parâmetros eletroquímicos, morfológicos e estruturais. Os óxidos foram obtidos via galvanostática a 9,7 mA cm-2, nos eletrólitos verdes ácido acético (HAc) e bicarbonato de sódio (NaBic), em diferentes concentrações e potenciais finais de anodização (Efinal), a temperatura ambiente. Além disso, buscou-se a formação de um espectro de cores das amostras do Ti cp anodizadas, propondo-se uma correlação destas com as condições de anodização, de onde foi possível inferir que Efinal foi a que mais influenciou estes resultados. As medidas de potencial de circuito aberto (Eca) mostraram que a maior tendência termodinâmica para a passivação do Ti cp ocorreu em HAc 0,1 e 0,5 mol L-1 (~ 0,18 V vs. ECS). Já as voltametrias cíclicas apresentaram um comportamento típico de metal válvula, sem a presença de corrosão localizada mesmo em meios contendo íons cloreto (solução de Ringer). Além disso, pôde-se também estimar as taxas de anodização do Ti cp em cada eletrólito, com valores entre 1,8 e 2,7 nm V-1. Na avaliação das estruturas dos óxidos obtidos, as análises por DRX e espectroscopia micro-Raman permitiram inferir que o óxido predominante é o TiO2, sendo parcialmente cristalino, com a presença da fase anatase. Por fim, análises de MEV indicaram óxidos rugosos e porosos em todas as condições de anodização. Portanto, os eletrólitos verdes HAc e NaBic, empregados no processo de anodização do Ti, parecem ser promissores para a formação de óxidos espessos e com boas propriedades eletroquímicas e físicas para aplicação em materiais implantáveis.

Orientador: Fernando Rogério de Paula / Resumo: Neste trabalho foi realizado um estudo das propriedades morfológicas e fotocatalíticas de fibras de PVDF/TiO2 sem e com adsorções de partículas de prata na superfície das fibras. Os resultados demonstraram que os parâmetros: taxa de injeção de 76 μl/min, distância de trabalho de 25 cm, velocidade do coletor 400 rpm e pressão de 0,26 MPa foram os parâmetros ideais para produção de fibras de PVDF/TiO2. As mantas obtidas com essa pressão apresentaram fibras dispersas com baixa rugosidade e diâmetros próximos a 600 nm. Estas fibras apresentaram a melhor propriedade fotocatalítica, sendo a incorporação de 0,50 g de TiO2 a que apresentou maior eficiência degradando 91% do corante em 40 minutos. A difratometria de raios-X das fibras de PVDF/TiO2 identificou picos característicos da fase cristalográfica anatase e rutilo referente ao TiO2 e a fase β correspondente ao PVDF. Visando melhorar a eficiência fotocatalítica das fibras de PVDF/TiO2 foram incorporadas nas superfícies das mesmas, partículas de prata. A deposição promoveu um aumento na atividade fotocatalítica, a manta que sofreu um banho na solução de AgNO3 com concentração 58,9 mmol/L degradou 95 % do corante em 20 minutos, apresentando uma melhora significativa quando comparada com a mesma manta sem incorporação de prata que degradou 50 % no mesmo período de tempo. A presença de partículas de prata, nas superfícies das fibras, foi comprovada por difratometria de raios-X e EDS. / Abstract: In this work a study of the morphological and photocatalytic properties of PVDF/TiO2 fibers with and without adsorptions of silver particles on the surface of the fibers was carried out. The results showed which the parameters: injection rate of 76 μl/min, work distance of 25 cm, collector speed 400 rpm and pressure of 0.26 MPa were the ideal parameters for the production of PVDF/TiO2 fibers. The blankets obtained with this pressure presented dispersed fibers with low roughness and diameters close to 600 nm. These fibers had the best photocatalytic properties, being the incorporation of 0.50 g of TiO2, which presented higher efficiency, degrading 91% of the dye in 40 minutes. The X-ray diffraction of PVDF/TiO2 fibers identified characteristic peaks of the anatase and rutile crystallographic phase related to TiO2 and the β phase corresponding to PVDF. In order to improve the photocatalytic efficiency of the PVDF/TiO2 fibers, silver particles were incorporated into the surfaces thereof. The deposition promoted an increase in the photocatalytic activity, the blanket that was bathed in the AgNO3 solution with a concentration of 58.9 mmol / L degraded 95% of the dye in 20 minutes, presenting a significant improvement when compared to the same blanket without incorporation of silver degraded 50% over the same period. The presence of silver particles on the surfaces of the fibers was confirmed by Xray diffraction and EDS. / Mestre

O presente trabalho tem o objetivo de investigar a obtenção de hidrogênio a partir de soluções de etanol em água, por fotocatálise, usando-se catalisadores a base de óxido de zinco (ZnO). Nestes estudos foram empregados cinco catalisadores ZnO, sendo um comercial e os demais preparados através de diferentes metodologias encontradas na literatura. Os catalisadores foram caracterizados por área BET, DRX e FRX, e a investigação preliminar da atividade destes catalisadores foi feita através de ensaios de degradação fotocatalítica de rodamina B em reator slurry em batelada, onde foram avaliadas a taxa de reação e a remoção de corante. Os ensaios para a produção fotocatalítica de hidrogênio foram realizados em um reator de quartzo, operado em batelada com catalisador em suspensão e atmosfera inerte de nitrogênio. A solução foi irradiada por uma série de seis lâmpadas compactas de luz negra. Ao longo dos testes, amostras das fases líquida e gasosa foram coletadas e analisadas para identificação do consumo de etanol e produção de hidrogênio usando-se, respectivamente, Carbono Orgânico Total (TOC) e Cromatografia Gasosa (GC). Resultados preliminares mostraram que os catalisadores ZnO comercial e sintetizado (ZnO Merck e ZnO-B) apresentam atividade fotocatalítica e desempenho similares aos do TiO2 para a degradação da rodamina B. Contudo, estes mesmos catalisadores mostraram-se pouco ativos para a produção fotocatalítica de hidrogênio, com desempenho bastante inferior ao do TiO2 nas mesmas condições. Foi possível observar que o maior rendimento em hidrogênio ocorre para baixas concentrações de catalisador (0,05 gL[elevado a potência menos]1) e elevadas concentrações de etanol, sendo pouco dependente do pH. / This work aims to investigate the hydrogen production from ethanol-water solutions through photocatalysis, using zinc oxide catalysts (ZnO). Five ZnO catalysts were employed in this work; one was a commercial catalyst, while the others were prepared according to different methodologies reported in the literature. The catalysts were characterized by BET, XRD and XRF, and the preliminary investigation of their activity was done by photocatalytic degradation of rhodamine B, through the evaluation of the reaction rate and dye removal. Tests for photocatalytic hydrogen production were carried out in a quartz slurry batch reactor under nitrogen, irradiated by a set of six compact UV light bulbs. During the tests, gas and liquid samples were collected and analyzed in order to identify the consumption of ethanol and hydrogen production using, respectively, Total Organic Carbon (TOC) and Gas Chromatograph (GC). Preliminary results showed that the synthesized and commercial ZnO catalysts (ZnO-B and ZnO Merck) present photocatalytic activity and performance similar to TiO2 for the rhodamine B degradation. However, the ZnO catalysts presented lower performance when compared with TiO2 for hydrogen production, under the same conditions. It was observed that the highest hydrogen yield occurs for low concentrations of catalyst (0.05 gL1) and high concentrations of ethanol, being less dependent on pH.

abstract: Photocatalytic water splitting is a promising technique to produce H2 fuels from water using sustainable solar energy. To better design photocatalysts, the understanding of charge transfer at surfaces/interfaces and the corresponding structure change during the reaction is very important. Local structural and chemical information on nanoparticle surfaces or interfaces can be achieved through characterizations on transmission electron microscopy (TEM). Emphasis should be put on materials structure changes during the reactions in their “working conditions”. Environmental TEM with in situ light illumination system allows the photocatalysts to be studied under light irradiation when exposed to H2O vapor. A set of ex situ and in situ TEM characterizations are carried out on typical types of TiO2 based photocatalysts. The observed structure changes during the reaction are correlated with the H2 production rate for structure-property relationships. A surface disordering was observed in situ when well-defined anatase TiO2 rhombohedral nanoparticles were exposed to 1 Torr H2O vapor and 10suns light inside the environmental TEM. The disordering is believed to be related to high density of hydroxyl groups formed on surface oxygen vacancies during water splitting reactions. Pt co-catalyst on TiO2 is able to split pure water producing H2 and O2. The H2 production rate drops during the reaction. Particle size growth during reaction was discovered with Z-contrast images. The particle size growth is believed to be a photo-electro-chemical Ostwald ripening. Characterizations were also carried out on a more complicated photocatalyst system: Ni/NiO core/shell co-catalyst on TiO2. A decrease of the H2 production rate resulting from photo-corrosion was observed. The Ni is believed to be oxidized to Ni2+ by OH• radicals which are intermediate products of H2O oxidation. The mechanism that the OH• radicals leak into the cores through cracks on NiO shells is more supported by experiments. Overall this research has done a comprehensive ex situ and in situ TEM characterizations following some typical TiO2 based photocatalysts during reactions. This research has shown the technique availability to study photocatalyst inside TEM in photocatalytic conditions. It also demonstrates the importance to follow structure changes of materials during reactions in understanding deactivation mechanisms. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Materials Science and Engineering 2015

abstract: New sol-gel routes were developed to fabricate transparent conducting oxide coatings for energy applications. Sol-gel synthesis was chosen because the metal oxide products have high surface area and porosity. Titanium sol-gel chemistry was the main focus of the studies, and the synthesis of macroporous antimony-doped tin oxide was also explored. The surface chemistry and band characteristics of anatase TiO2 show promise for solar energy purposes as photoelectrodes in DSSCs and as photocatalysts to degrade organic dyes and to split water. Modifying the band structure by increasing the conduction band edge energy is specifically of interest for reducing protons in water. To this end, a new sol-gel method was developed for incorporating Zr-dopant in nanoporous anatase TiO2. The products follow Vegard’s law up to 20 atom%, exhibiting surface area of 79 m2/g and pore volume of 0.20 cm3/g with average pore diameter of 10.3 nm; the conduction band edge energy increased by 0.22 eV and the band gap increased by 0.1 eV. In pursuit of a greener sol-gel route for TiO2 materials, a solution of TiOSO4 in water was explored. Success in obtaining a gel came by utilizing hydrogen peroxide as a ligand that suppressed precipitation reactions. Through modifying this sol-gel chemistry to obtain a solid acid, the new material hydrogen titanium phosphate sulfate, H1-xTi2(PO4)3-x(SO4)x, (0 < x < 0.5) was synthesized and characterized for the first time. From the reported synthetic route, this compound took the form of macroscopic agglomerates of nanoporous aggregates of nanoparticles around 20 nm and the product calcined at 600 °C exhibited surface area of 78 m2/g, pore volume of 0.22 cm3/g and an average pore width of 11 nm. This solid acid exhibits complete selectivity for the non-oxidative dehydrogenation of methanol to formaldehyde and hydrogen gas, with >50% conversion at 300 °C. Finally, hierarchically meso-macroporous antimony doped tin oxide was synthesized with regular macropore size around 210 nm, determined by statistical dye trajectory tracking, and also with larger pores up to micrometers in size. The structure consisted of nanoparticles around 4 nm in size, with textural mesopores around 20 nm in diameter. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Chemistry 2016

Submitted by FABIANA AVÓLIO SAYAO (fafa_sayao@hotmail.com) on 2016-02-04T14:36:55Z No. of bitstreams: 1 Fabiana Avolio Sayão - Dissertação.pdf: 2373220 bytes, checksum: 482d7d2bff7e183ad5205c14073ffdbd (MD5) / Approved for entry into archive by Sandra Manzano de Almeida (smanzano@marilia.unesp.br) on 2016-02-05T13:10:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 sayao_fa_me_araiq_par.pdf: 1410678 bytes, checksum: 6a0560db18075545852053c0d04ec59a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-05T13:10:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 sayao_fa_me_araiq_par.pdf: 1410678 bytes, checksum: 6a0560db18075545852053c0d04ec59a (MD5) Previous issue date: 2016-01-08 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O presente trabalho ilustra duas vertentes para modificação de eletrodo com complexo aspirinato de cobre (II), [(Cu)2(Asp)4]. A primeira baseou-se no desenvolvimento de um sensor eletroquímico para detecção de íons nitrito em soluções aquosas. Inicialmente foi estudado o comportamento eletroquímico por voltametria cíclica, sobre eletrodo de carbono vítreo em tampão B-R (0,1 mol L-1). Nesta condição do estudo, verificou-se que o complexo apresenta comportamento irreversível e controlado por difusão. Em seguida, imobilizou-se o [(Cu)2(Asp)4] por ciclagens sucessivas sobre a superfície do eletrodo de carbono vítreo, observandoa capacidade eletrodo modificado detectar os íons nitrito em solução aquosa cerca de 57% melhor que o eletrodo de carbono vítreo sem modificação. O eletrodo de carbono vítreo modificado aplicado para analisar uma amostra comercial de sal de cura (que contem 5 % (m/m) de NO2-), diluída em tampão B-R na concentração de 1,0 g L-1.O método utilizado foi o adição de padrão, resultando em uma concentração de 0,059 g L-1 de íons nitrito, obtendo erro de 18%. Indicando boa performance do ECV modificado com [(Cu)2(Asp)4] para sensor eletroquímico de NO2-. A segunda vertente fundamenta-se na modificação de eletrodos de nanotubos de Ti/TiO2com [(Cu)2(Asp)4] para aplicação de fotocátodo na redução de NO2-. A investigação da redução de íons nitrito por fotoeletrocatálise revelou a melhor condição em 15 mmol L-1 de NaCl, como eletrólito de suporte, sob potencial de -0,6 V em pH original da solução sobre o eletrodo modificado com[(Cu)2(Asp)4]. A redução de 5,0 mg L-1 de nitrito nestas condições resultou na redução total em apenas 6 minutos formando 47% de íons amônio e 53% de nitrogênio dissolvidos como outras espécies, sem a presença de íons nitrato.A modificação das nanoestruturas tubulares de Ti/TiO2com [(Cu)2(Asp)4] apresentaram melhor desempenho na redução dos íons nitrito em relação ao eletrodo sem modificação, comprovado com a cinética das reações de redução de nitrito. Por fim, a fotoeletrocatálise, para o eletrodo de nanotubo de Ti/TiO2modificadoscom [(Cu)2(Asp)4], resultou-se uma técnica alternativa excelente para remoção de nitrito em tratamento de água potável. / This paper illustrates two aspects to electrode modified with aspirinato complex of copper (II), [(Cu)2(Asp)4]. The first was based on the development of an electrochemical sensor for the detection of nitrite ions in aqueous solutions. Initially we studied the electrochemical behavior by cyclic voltammetry on glassy carbon electrode in B-R buffer (0,1mol L-1). In this condition the study, it was found that irreversible complex features and behavior controlled by diffusion. Then the [(Cu)2 (Asp)4] By cycling successive on the surface of the glassy carbon electrode was immobilized by observing the electrode capacity modified detecting the nitrite ions in aqueous solution about 57% better than the electrode glassy carbon without modification. The modified glassy carbon electrode applied to analyze a commercial sample of curing salt (containing 5% (m/m) of NO2-), diluted in BR buffer at a concentration of 1.0 g L-1. The method used was the added pattern, resulting in a concentration of 0.059 g L-1 of nitrite ions, obtaining 18% error. Indicating good performance of glassy carbon electrode modified [(Cu)2(Asp)4] for electrochemical sensor NO2-. The second part is based on the modification of nanotubes electrodes of Ti/TiO2 with [(Cu)2(Asp)4] for application of photocathode in reducing NO2-. The investigation of reducing nitrite ions per photoelectrocatalysis showed the best condition in 15 mmol L-1NaCl as supporting electrolyte under potential -0.6 V at the original pH of the solution on the electrode modified with [(Cu)2(Asp)4]. The reduction 5.0 mg L+ of nitrite under these conditions resulted in a complete reduction in only 6 minutes to form ammonium ions 47% and 53% of nitrogen and other dissolved species without the presence of nitrate ions. Modification of tubular nanostructures Ti/TiO2 with [(Cu)2(Asp)4] performed better in reducing nitrite ions relative to the electrode without modification, measured by the kinetics of nitrite reduction reactions. Finally, photoelectrocatalysis to the nanotube electrode Ti/TiO2 modified [(Cu)2(Asp)4], resulted to be an excellent alternative technique for the removal of nitrite in the treatment of drinking water.

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2016-05-06T13:47:29Z No. of bitstreams: 1 arquivo total.pdf: 3109388 bytes, checksum: 647810f9fb25d144a271d5f256240096 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-06T13:47:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivo total.pdf: 3109388 bytes, checksum: 647810f9fb25d144a271d5f256240096 (MD5) Previous issue date: 2015-08-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Heterogeneous photocatalysis is an important alternative for environmental remediation, with the possibility of its use for degradation of textile dyes effluents, as remazol golden yellow (RNL). Many semiconductors can be employed as photocatalysts, highlighting commercial TiO2 P25 Evonik, a mixture of anatase and rutile phases. Other materials have been studied for such application, including SrSnO3. In this work, strontium stannate was synthesized by the modified Pechini method and its photocatalytic activity on the degradation of the RNL textile was evaluated, as well as the activity for the commercial P25. The aim of this study was determining the role of each active specie on the photodegradation of the RNL system. In order to achieve such objective, some experiments were carried out in the presence of hydroxyl radical, hole and electron scavengers (isopropanol, formic acid and silver, respectively). The photocatalysts were characterized by X-ray diffraction (XDR), infrared spectroscopy (IV), Raman spectroscopy, UV-visible spectroscopy, surface area by BET method, and zero charge potential. SrSnO3 obtained showed strontium carbonate as secondary phase, and this may have caused a short-range disorder for the material. The photocatalytic performance was evaluated by UV-Vis spectroscopy analysis of the RNL solutions before and after UVC irradiation in the presence of catalysts. The use of scavengers showed that, for both catalysts, hydroxyl radical play a major role, holes have an important participation on the formation of these radicals while electrons have no considerable participation. The results confirm that recombination is a limiting factor for SrSnO3 and P25. / A fotocatálise heterogênea se destaca como uma forma eficiente de remediação ambiental, podendo ser utilizada para a degradação de efluentes contendo corantes têxteis, como o remazol amarelo ouro (RNL). Diversos semicondutores são empregados como fotocatalisadores, sendo o mais reportado o TiO2 comercial P25 Evonik, que consiste de uma mistura das fases anatase e rutilo. Outros materiais alternativos têm sido propostos, e o SrSnO3 também pode ser utilizado nesta aplicação. Neste trabalho, foi sintetizado o estanato de estrôncio, pelo método Pechini modificado, e sua atividade fotocatalítica na degradação do corante RNL foi comparada à do catalisador comercial P25. O principal objetivo do trabalho foi determinar a participação de cada espécie reativa da fotocatálise para o corante RNL. Para isto, foram realizadas reações de fotocatálise com os dois catalisadores em presença de marcadores para radicais hidroxila, buracos e elétrons (álcool isopropílico, ácido fórmico e nitrato de prata, respectivamente). Os fotocatalisadores foram caracterizados por difração de raios-X, espectroscopia vibracional na região do infravermelho (IV), espectroscopia Raman, espectroscopia eletrônica de absorção na região UV-Vis, análise de área superficial por adsorção de N2, e potencial de carga zero (PCZ). O SrSnO3 sintetizado apresentou carbonato de estrôncio como fase secundária, o que possivelmente provocou desordem a curto alcance no material. As reações de fotocatálise foram acompanhadas por análises de espectroscopia UV-Vis das soluções do corante antes e após a irradiação UVC em presença dos catalisadores. O uso dos marcadores indicou que, tanto para o SrSnO3 quanto para o TiO2, os radicais hidroxila têm papel majoritário na degradação do RNL, buracos têm importância considerável na formação desses radicais e que elétrons tem pouca participação. Por outro lado, os resultados confirmam que a recombinação é um fator limitante para a ação de ambos os catalisadores.

Submitted by Liliane Lelis de Oliveira null (lilianelelis@yahoo.com.br) on 2016-09-08T12:25:39Z No. of bitstreams: 1 Oliveira_LL_me_guara.pdf: 2977189 bytes, checksum: 77ba3eeb3ac9b790efdbf9473d1bf8c6 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-09-08T14:25:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 oliveira_ll_me_guara.pdf: 2977189 bytes, checksum: 77ba3eeb3ac9b790efdbf9473d1bf8c6 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-08T14:25:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 oliveira_ll_me_guara.pdf: 2977189 bytes, checksum: 77ba3eeb3ac9b790efdbf9473d1bf8c6 (MD5) Previous issue date: 2016-07-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O maior desafio no desenvolvimento de materiais para aplicações biomédicas é fazer com que estes tenham uma boa resposta e interação com o meio quando inseridos no corpo. Estudos sobre a topografia de superfície mostram que nanotubos de TiO2 podem contribuir para uma melhor adesão celular pois auxiliam a osseointegração e ancoragem óssea, entretanto essa mesma estrutura de superfície pode induzir o acúmulo e proliferação de bactérias na superfície do implante causando infecções e até mesmo a perda do implante. Nesse trabalho foi estudada a incorporação, ação antibactericida e fungicida da clorexidina na superfície da liga Ti-7,5Mo após o crescimento de nanotubos de TiO2 por oxidação anódica. As amostras foram divididas em dois grupos de acordo com o potencial de anodização de 10V e 20V com tempo de permanência de 24 horas, seguido de calcinação a 450ºC por 1 hora e resfriamento no forno. A partir destes procedimentos foram utilizadas técnicas de caracterização da superfície: Microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de energia dispersiva (EDS) para analisar a morfologia da superfície tal como a composição química do filme formado. O ângulo de contato foi medido para analisar a molhabilidade da superfície do material e o ensaio eletroquímico mostrou o comportamento do material em meio SBS. A clorexidina foi incorporada na superfície por imersão por 30 minutos e se mostrou um bom agente bactericida e antifúngico em ação contra S. Aureus e Candida em estudos in vitro. / The challenge when developing materials for biomedical applications is to ensure that they have a good response and interaction when in the body. Studies about the surface topography show that TiO2 nanotubes can bring a better cell adhesion because they help osseointegration and bone anchorage, however, this same surface structure can induce the accumulation and bacteria proliferation in the implant surface causing infections and even loss of the implant. This study brings the incorporation and bactericidal action of chlorhexidine on the surface of Ti-alloy 7,5Mo after growth of TiO2 nanotubes by anodic oxidation. The samples weregrouped according to the anodizing potential of 10V and 20V with time to 24 hours stay, followed by calcination at 450 ° C for 1 hour and cooling into the oven. From these procedures were used as surface characterization techniques: scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) to examine the surface morphology such as the chemical composition of the film. The contact angle was measured to analyze the surface wettability of the material and the electrochemical assay showed the behavior of the material in the middle of SBS. Chlorhexidine was incorporated into the surface by immersing for 30 minutes and showed a good bactericide and antifungal action against S. Aureus and Candida in vitro.

Nos últimos anos, a utilização de nanotubos (Nts) de dióxido de titânio (TiO2) têm atraído interesse tecnológico e científico de forma significativa devido às suas propriedades únicas, tais como grande área de superfície específica, alta capacidade de absorção e apresentam excelentes atividades fotoeletroquímicas e um meio para melhorar essas propriedades está relacionada ao controle da morfologia dos Nts durante a sua sintetização no processo de anodização. O objetivo desse estudo é avaliar a influência do potencial aplicado durante o processo de anodização para obtenção de Nts de TiO2, tendo em vista a utilização desses nanotubos como catalisador fotoeletroquímico. Para que houvesse a cristalização do óxido, realizou-se tratamento térmico a 400 °C ao ar, durante 3 h com taxa de aquecimento de 10 °C / min. Analisou-se a relação do potencial aplicado durante o processo de anodização com a morfologia dos nanotubos e a sua resposta fotoeletroquímica. As caracterizações foram realizadas através das técnicas de microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (MEV-FEG), difração de raios X (DRX), espectrofotometria no ultravioleta visível (UV-VÍS), voltametria linear e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE).Observou-se que o potencial de anodização exerce influência na geometria do nanotubo, isto é, no comprimento, na espessura da parede e no diâmetro, alterando a absorção de luz e, consequentemente, o desempenho fotoeletroquímico das amostras. Os resultados obtidos por espectroscopia de impedância eletroquímica mostraram pouca diferença na resistividade das amostras estudas. Contudo, as correntes desenvolvidas no ensaio de voltametria linear, indicaram que a amostra Nt30 é um fotoeletrodo promissor para formar heteroestruturas baseado em nanotubos de dióxido de titânio. / In recent years, the use of TiO2 nanotubes (Nts) has attracted technological and scientific interests in a significant way due to its unique properties, such as large specific surface area, high absorption capacity and excellent photoelectrochemical activities. One way to improve these properties is to control the nanotubular morphology during its synthesis through the anodizing process. The objective of this study is to evaluate the influence of the applied potential during the anodization process to obtain titanium dioxide (TiO2) nanotubes and applying these nanotubes as a photoelectrochemical catalyst. In order to crystallize the Nts, heat treatment was carried out at 400 ° C in air for 3 h at a heating rate of 10 ° C / min. The effect of the applied potential during the anodizing process on the morphology of the nanotubes and their photoelectrochemical response were analyzed. The characterization was carried out using scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), visible ultraviolet spectrophotometry (UV-VIS) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). It was observed that the anodization potential influences the geometry of the nanotubes, that is, their length, wall thickness and diameter, altering their light absorption properties; consequently, influencing the photoelectrochemical performance of the samples. The results obtained from the electrochemical impedance spectroscopy showed a slightly small difference in the charge transportation resistance of the studied samples. However, the currents developed in the linear voltammetry tests indicated that the Nt30 sample is a promising photoelectrode to apply for other applications such as heterostructures and cationic/anionic doped structures based on titanium dioxide nanotubes.

abstract: Hexavalant chromium (Cr(VI)) poses an emerging concern in drinking water treatment with stricter regulations on the horizon. Photocatalytic reduction of Cr(VI) was investigated as an engineering scale option to remove hexavalent chromium from drinking or industrial waters via a UV/titanium dioxide (TiO2) process. Using an integrated UV lamp/ceramic membrane system to recirculate TiO2, both hexavalent and total chromium levels were reduced through photocatalytic processes without additional chemicals. Cr(VI) removal increased as a function of higher energy input and TiO2 dosage, achieving above 90% removal for a 1g/L dose of TiO2. Surface analysis of effluent TiO2 confirmed the presence of chromium species. / Dissertation/Thesis / M.S. Engineering 2013