Neste trabalho foram empregados os métodos hidro e solvotérmico para sintetizar três diferentes catalisadores à base de bismuto (Bi2WO6, BiOI e BiVO4), visando aplicação em fotocatálise heterogênea sob radiação visível. Foram investigadas as influências do tempo de síntese, da calcinação, da adição de polivinilpirolidona (PVP) e do tipo de solvente usado durante a síntese sobre a morfologia, cristalinidade, área superficial específica e band gap das amostras. Os catalisadores foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de refletância difusa (ERD), difração de Raios-X (DRX) e adsorção de N2. Para avaliar a atividade fotocatalítica das amostras sintetizadas foram realizados experimentos em um reator batelada agitado, com o catalisador em suspensão e uma lâmpada de LED como fonte de radiação visível. As moléculas testes escolhidas foram o corante rodamina B, para determinação das amostras com maior atividade e, posteriormente, o fármaco prednisolona, sendo então estudados a influência da concentração de catalisador e do pH inicial do meio reacional. Foram realizados, também, ensaios de toxicidade com o organismo Lactuca sativa – sementes de alface, para avaliar a toxicidade da prednisolona pura, da mistura água e catalisador de BiOI e das alíquotas provenientes da reação de degradação da prednisolona após diferentes tempos. As amostras de Bi2WO6 apresentaram boa cristalinidade e semelhanças morfológicas apesar dos diferentes tratamentos. As amostras de BiOI, por sua vez, apresentaram diferenças significativas de morfologia, de microesferas para microplacas, quando foi feita a mudança de solvente e a amostra de BiVO4 apresentou um formato de paralelepípedo. Nos testes fotocatalíticos com a rodamina B, o catalisador que se mostrou mais ativo foi o BiOI cuja síntese continha PVP e etilenoglicol (kap = 0,0207 min-1) e o BiVO4 foi o que apresentou a menor atividade (kap = 0,0013 min-1). Na degradação da prednisolona, a maior taxa de degradação foi obtida com 1 g L-1 de catalisador e no pH natural do fármaco, 6,8. Os ensaios de toxicidade revelaram que nem a prednisolona nem a mistura água e catalisador são tóxicas para as sementes de alface, as alíquotas provenientes da reação, porém, tiveram um aumento de sua toxicidade com o aumento do tempo de reação. / In this work, solvo and hydrothermal methods were applied to synthesize three types of bismuth catalysts (Bi2WO6, BiOI and BiVO4) aiming to the apply it in heterogeneous photocatalysis under visible light. Were investigated the influences of reaction time, calcination, addition of poly (vinyl pyrrolidone) (PVP) and the solvent type during synthesis on their morphology, crystallinity, surface area and band gap. The catalysts were characterized by scanning electron microscopy (SEM), diffuse reflectance spectroscopy (DRS), X-ray powder diffraction (XRD) and nitrogen adsorption/desorption. To evaluate photocatalytic activity of the synthesized samples, experiments were carried out in a stirred batch reactor, with the catalyst in suspension and a LED lamp as a source of visible light. The test molecules chosen were the rhodamine B dye for determination of the samples with higher activity and subsequently the drug prednisolone, and then was studied the effect of catalyst concentration and initial pH of the reaction medium. Toxicity tests were also perfomed with organism Lactuca sativa – lettuce seeds, to the toxicity of pure prednisolone, water and BiOI catalyst mixture and aliquots from prednisolone degradation after different reaction times. As a result, the Bi2WO6 samples presented good crystallinity and morphological similarities despite having undergone different treatments. The BiOI catalysts presented a significant difference in morphology, microspheres to microplates, when changed the solvent, while the BiVO4 sample presented a parallelepiped shape. In the photocatalytic tests with rhodamine B, the catalyst with the highest activity was BiOI, containing PVP and ethylene glycol (kap = 0.0207 min-1) in its synthesis, and the BiVO4 was the catalyst with the lowest activity (kap = 0.0013 min-1). In the prednisolone degradation, the highest degradation rate was obtained with 1 g L-1 of catalyst and natural pH of the drug, 6.8. The toxicity tests showed that neither prednisolone nor water and catalyst mixture are toxic to lettuce seeds, aliquots from reaction, however, had an increase in their toxicity with increasing reaction time.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, 2015. / Made available in DSpace on 2016-03-01T04:02:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337296.pdf: 7789688 bytes, checksum: c2814d3bddc0b65e3b1da31c82a55fe4 (MD5) Previous issue date: 2015 / Este trabalho descreve o desenvolvimento de uma metodologia eletroanalítica para determinação da vitamina B2 (riboflavina) em fármacos usando o eletrodo do filme de bismuto (BiFE), tendo como substrato o eletrodo de cobre. O BiFE foi confeccionado no modo ex situ, em solução de HCl 1,0 mol L-1 e Bi(III) 20,0 mmol L-1, por cronoamperometria. Os parâmetros de deposição do BiFE foram otimizados em função da resposta eletroquímica da vitamina B2, sendo selecionados o potencial de deposição de -0,15 V por 210 s. A determinação da vitamina B2 sobre o BiFE forneceu a maior intensidade de corrente em solução tampão acetato 0,1 mol L-1 em pH 4,0, comoeletrólito de suporte, e com os parâmetros experimentais adotados para a voltametria de onda quadrada como: frequência de aplicação dos pulsos de 30 Hz, a amplitude de aplicação dos pulsos de potencial de 70 mV e o incremento de potencial de 5 mV. Foi utilizada uma etapa de préconcentração, aplicando um potencial de -1,0 V, com um tempo de 300 s para melhorar a sensibilidade e o perfil voltamétrico. O estudo por voltametria cíclica (CV) demonstrou que a vitamina B2 é submetida a uma transferência e elétrons quase-reversível controlada por adsorção. Os potenciais de pico observados são dependentes do pH. A reação envolve o mesmo número de prótons e elétrons. A curva de calibração fornecida pela voltametria de redissolução adsortiva no modo onda quadrada (SWAdSV) respondeu de forma linear em duas faixas: a primeira, em uma região linear entre as concentrações 0,3 a 0,8 µmol L-1 (20,70 µA L mol-1, r = 0,9925) e a segunda, entre as concentrações 1,0 a 9,0 µmol L-1 (3,57 µA L mol-1, r2 = 9928). Os valores encontrados para limite de detecção e quantificação para a primeira inclinação foram 0,1 µmol L-1 e 0,3 µmol L-1, respectivamente. O método foi aplicado com eficiência na determinação de vitamina B2 com recuperação de 97,0 a 107,0% para os medicamentos EMS do Complexo B® - solução oral, xarope e comprimidos. Em comparação ao método oficial baseado na Farmacopeia Brasileira, a fluorimetria, o método desenvolvido rendeu resultados de excelente precisão e exatidão. O método mostrou-se seletivo e eficiente na determinação da vitamina B2.<br> / Abstract : Riboflavin (or vitamin B2) was successfully studied by voltammetric techniques and determined in oral, syrup and tablet samples using an ex situ plated bismuth-film electrode (BiFE). Cyclic voltammetry demonstrated that in acetate buffer (pH 4.0) vitamin B2 undergoes an adsorption-controlled quasi-reversible electron transfer reaction. The peak potentials observed were pH-dependent, involving the same numbers of protons and electrons. The calibration curve provided by square-wave adsorptive stripping voltammetry (SWAdSV) exhibited two slopes: the first ranged from 0.3 to 0.8 µmol L-1 vitamin B2 and the second from 1.0 to 9.0 µmol L-1 . In the case of the first slope, the limit of detection was 0,1 µmol L-1 and the limit of quantification was 0,3 µmol L-1. Also, for the measurements, excellent selectivity, repeatability and stability were attained. Fluorescence was employed as the comparative technique and the outstanding performance of the BiFE-SWAdSV for riboflavin determination was verified.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química / Made available in DSpace on 2012-10-26T11:18:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 301739.pdf: 1986586 bytes, checksum: a5c130b8b2d1c9d1808066787b87bd68 (MD5) / Esse trabalho descreve o desenvolvimento de um método eletroanalítico para determinação do hormônio progesterona empregando o eletrodo de filme de bismuto (EFBi). Inicialmente, o EFBi foi preparado pelo método ex situ, com a aplicação de um potencial de -300 mV por 12 s em um substrato de carbono vítreo imerso em uma solução de HCl 1,0 mol L-1 contendo Bi(III) 2,0 x 10-2 mol L-1. Esses parâmetros foram ajustados de acordo com a resposta para a progesterona 40 µmol L-1 utilizando a técnica de voltametria cíclica. A característica adsortiva da progesterona na superfície do EFBi foi evidenciada, necessitando a aplicação de um potencial de pré-concentração (Epc = -1,0 V) e tempo de pré-concentração (tpc = 60 s) antes de cada experimento. A redução eletroquímica da progesterona 40 µmol L-1 em tampão B-R 0,1 mol L-1 (pH 12,0) foi investigada e constatou-se uma transferência eletrônica irreversível de 1 elétron com presença de reação química acoplada. O mecanismo eletroquímico desse hormônio provavelmente está associado à redução da carbonila no agrupamento ?, ?- insaturado, levando à formação de um dímero. Para o desenvolvimento da metodologia, a voltametria de onda quadrada foi a técnica escolhida. Os parâmetros otimizados foram: frequência 70 Hz, amplitude 50 mV e incremento de potencial 2 mV. Nessas condições, foi obtido um pico de densidade de corrente em -1,63 V referente à redução da progesterona, a qual respondeu de forma linear na faixa de 0,40 a 7,90 µmol L-1, apresentando um limite de detecção de 0,18 µmol L-1. O método foi aplicado na determinação de progesterona em quatro amostras de fármacos. Para a validação do método eletroanalítico desenvolvido, esse foi comparado com o método de quantificação do hormônio por espectrofotometria de absorção na região do ultravioleta. Os resultados obtidos por meio de cálculos estatísticos mostraram que o método proposto utilizando EFBi foi preciso e exato. / This manuscript describes an electroanalytical method for determination of progesterone using the bismuth film electrode (BiFE). The BiFE was initially prepared by the ex situ method, by applying a potential of -300 mV for 12 s in a glassy carbon substrate immersed in a solution of HCl 1.0 mol L-1 containing Bi (III) 2.0 x 10-2 mol L-1. These parameters were adjusted according to the progesterone 40 ìmol L-1 response using the technique of cyclic voltammetry. The adsorption characteristics of progesterone on the surface of BiFE were observed, necessitating the application of a pre-concentration potential of Epc = -1.0 V during a pre-concentration time of tpc = 60 s before each experiment. The electrochemical reduction of progesterone 40 ìmol L-1 in B-R buffer 0.1 mol L-1 (pH 12.0) was investigated. It was found an irreversible transfer of 1 electron with the presence of coupled chemical reaction. The electrochemical mechanism of this hormone is probably associated to a reduction of the carbonyl group in á, â-unsaturated, leading to the formation of a dimer. To develop the methodology, square wave voltammetry was the chosen technique. The optimized parameters were: frequency of 70 Hz, amplitude of 50 mV and potential increment of 2 mV. Under these conditions, a peak current density at -1.63 V relating to the reduction of progesterone was obtained, which responded linearly in the range 0.40 to 7.90 ìmol L-1, with a detection limit of 0.18 ìmol L-1. The method was applied to the determination of progesterone on four samples of pharmaceuticals. To validate the developed electroanalytical method, this method was compared to the quantification of the hormone by absorption spectrometry in the ultraviolet region. The results obtained by statistical calculations showed that the proposed method using BiFE was precise and accurate.

Neste trabalho foram empregados os métodos hidro e solvotérmico para sintetizar três diferentes catalisadores à base de bismuto (Bi2WO6, BiOI e BiVO4), visando aplicação em fotocatálise heterogênea sob radiação visível. Foram investigadas as influências do tempo de síntese, da calcinação, da adição de polivinilpirolidona (PVP) e do tipo de solvente usado durante a síntese sobre a morfologia, cristalinidade, área superficial específica e band gap das amostras. Os catalisadores foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de refletância difusa (ERD), difração de Raios-X (DRX) e adsorção de N2. Para avaliar a atividade fotocatalítica das amostras sintetizadas foram realizados experimentos em um reator batelada agitado, com o catalisador em suspensão e uma lâmpada de LED como fonte de radiação visível. As moléculas testes escolhidas foram o corante rodamina B, para determinação das amostras com maior atividade e, posteriormente, o fármaco prednisolona, sendo então estudados a influência da concentração de catalisador e do pH inicial do meio reacional. Foram realizados, também, ensaios de toxicidade com o organismo Lactuca sativa – sementes de alface, para avaliar a toxicidade da prednisolona pura, da mistura água e catalisador de BiOI e das alíquotas provenientes da reação de degradação da prednisolona após diferentes tempos. As amostras de Bi2WO6 apresentaram boa cristalinidade e semelhanças morfológicas apesar dos diferentes tratamentos. As amostras de BiOI, por sua vez, apresentaram diferenças significativas de morfologia, de microesferas para microplacas, quando foi feita a mudança de solvente e a amostra de BiVO4 apresentou um formato de paralelepípedo. Nos testes fotocatalíticos com a rodamina B, o catalisador que se mostrou mais ativo foi o BiOI cuja síntese continha PVP e etilenoglicol (kap = 0,0207 min-1) e o BiVO4 foi o que apresentou a menor atividade (kap = 0,0013 min-1). Na degradação da prednisolona, a maior taxa de degradação foi obtida com 1 g L-1 de catalisador e no pH natural do fármaco, 6,8. Os ensaios de toxicidade revelaram que nem a prednisolona nem a mistura água e catalisador são tóxicas para as sementes de alface, as alíquotas provenientes da reação, porém, tiveram um aumento de sua toxicidade com o aumento do tempo de reação. / In this work, solvo and hydrothermal methods were applied to synthesize three types of bismuth catalysts (Bi2WO6, BiOI and BiVO4) aiming to the apply it in heterogeneous photocatalysis under visible light. Were investigated the influences of reaction time, calcination, addition of poly (vinyl pyrrolidone) (PVP) and the solvent type during synthesis on their morphology, crystallinity, surface area and band gap. The catalysts were characterized by scanning electron microscopy (SEM), diffuse reflectance spectroscopy (DRS), X-ray powder diffraction (XRD) and nitrogen adsorption/desorption. To evaluate photocatalytic activity of the synthesized samples, experiments were carried out in a stirred batch reactor, with the catalyst in suspension and a LED lamp as a source of visible light. The test molecules chosen were the rhodamine B dye for determination of the samples with higher activity and subsequently the drug prednisolone, and then was studied the effect of catalyst concentration and initial pH of the reaction medium. Toxicity tests were also perfomed with organism Lactuca sativa – lettuce seeds, to the toxicity of pure prednisolone, water and BiOI catalyst mixture and aliquots from prednisolone degradation after different reaction times. As a result, the Bi2WO6 samples presented good crystallinity and morphological similarities despite having undergone different treatments. The BiOI catalysts presented a significant difference in morphology, microspheres to microplates, when changed the solvent, while the BiVO4 sample presented a parallelepiped shape. In the photocatalytic tests with rhodamine B, the catalyst with the highest activity was BiOI, containing PVP and ethylene glycol (kap = 0.0207 min-1) in its synthesis, and the BiVO4 was the catalyst with the lowest activity (kap = 0.0013 min-1). In the prednisolone degradation, the highest degradation rate was obtained with 1 g L-1 of catalyst and natural pH of the drug, 6.8. The toxicity tests showed that neither prednisolone nor water and catalyst mixture are toxic to lettuce seeds, aliquots from reaction, however, had an increase in their toxicity with increasing reaction time.

La tribología es la ciencia que se ocupa de la fricción, el desgaste, la lubricación y el diseño de las superficies que interactúan en un movimiento relativo. En las últimas décadas los materiales compuestos de matriz polimérica se han utilizado cada vez más para aplicaciones tribológicas de alta exigencia. Recientemente, se han desarrollado nuevos compuestos poliméricos con la incorporación de una gran variedad de reforzantes y lubricantes, tanto micro como nanométricos, a fin de garantizar el comportamiento tribológico adecuado para aplicaciones claves. La presente tesis doctoral aborda el estudio del comportamiento en fricción y desgaste de recubrimientos lubricantes compuestos de matriz epoxi con partículas de disulfuro de molibdeno (MoS2) y sulfuro de bismuto III (Bi2S3), en contacto deslizante, de baja velocidad y cargas variables, para aplicaciones de tiempos reducidos. El propósito es aportar información sobre la manera en que la acción de las partículas lubricantes afecta al desgaste y al coeficiente de fricción, de modo individual y/o en conjunto. Asimismo, también se evaluará la influencia de las características topográficas superficiales sobre la performance tribológica. Inicialmente, el presente estudio involucró la formulación de distintas composiciones con dos matrices epoxi diferentes. Asimismo, se evaluaron distintas formas de elaboración de los recubrimientos a fin de garantizar la manera más óptima de aplicación. La caracterización química y mecánica, tanto de los materiales utilizados como de los recubrimientos elaborados, se realizó por medio de diferentes técnicas de microscopía, espectroscopía y ensayos de dureza. Las propiedades tribológicas se evaluaron en ensayos de bloque sobre anillo, de cargas variables y baja velocidad, con el objetivo de determinar el desgaste y coeficiente de fricción. Los resultados de los ensayos tribológicos realizados sobre los recubrimientos muestran comportamientos diferentes para cada matriz de resina epoxi, pero la influencia principal sobre el comportamiento en desgaste y fricción está enfocada en el tipo y composición utilizada de partículas lubricantes. El desgaste para los recubrimientos con MoS2 se reduce un 40%, respecto de la resina epoxi sin lubricantes, mientras que cuando se encuentra combinado con Bi2S3 se registró una reducción de ~80%. El comportamiento en fricción de los recubrimientos con 10% de Bi2S3 mostraron coeficientes de fricción menores a 0,1 por períodos cortos de 3 segundos. La combinación de ambos lubricantes sólidos compite en fricción con aquellos que poseen únicamente MoS2 a igual composición en peso. Este comportamiento se repite en los recubrimientos indistintamente de la resina epoxi que se utilizó en la matriz con la que fueron elaborados. Por otra parte, se registró una reducción del desgaste de 60% en contacto deslizante sobre la adhesividad del recubrimiento con mayores rugosidades. Los mecanismos de desgaste se analizaron a partir de la evaluación de las superficies de desgaste, tanto en el recubrimiento del bloque como del anillo, por medio de técnicas de microscopia óptica convencional, confocal y electrónica. / Tribology is the science that studies friction, wear, lubrication and the design of surfaces that interact in relative motion. In recent decades, polymer matrix composite materials have been increasingly used for high-demand tribological applications. Recently, new composite polymers have been developed with the incorporation of a wide variety of filler reinforcers and lubricants, both micro and nanometric, to ensure proper tribological behavior for key applications. This doctoral thesis deals with the study of the frictional and wear behavior of composite epoxy matrix lubricant coatings, with particles of molybdenum disulfide (MoS2) and bismuth sulfide III (Bi2S3), in sliding contact, low speed and variable loads, for reduced time applications. The purpose is to provide information on the way in which the action of the lubricating particles affects the wear and the coefficient of friction, individually and together. Likewise, the study of the influence of surface topographic characteristics on tribological performance is also addressed. Initially, the present study involved the formulation of different compositions with two different epoxy matrices. Also, different forms of elaboration were evaluated in order to guarantee the most optimal application in the form of coatings. The chemical and mechanical characterization, both of the materials used and of the finished coatings, was carried out by means of different techniques of microscopy, spectroscopy and hardness tests. The tribological properties were evaluated in block-on-ring tests, of variable loads and low speed, in order to determine the wear and coefficient of friction. The results of the tribological tests carried out on the coatings show different behaviors for each epoxy matrix resin, but the main influence on wear and friction behavior is focused on the type and percentage of the lubricating particles fillers. The wear for the coatings with MoS2 is reduced by 40%, compared to the epoxy resin without lubricants, while when combined with Bi2S3 a reduction of 80% was registered. The friction behavior of the coatings with 10% Bi2S3 showed coefficients of friction less than 0.1 for short periods of 3 seconds. The combination of both solid lubricants competes in friction with those that only have MoS2 with equal weight composition. This behavior is repeated in coatings made with two different epoxy resins. On the other hand, regardless of the composition, a 60% increase in wear resistance in sliding contact was registered on the adhesiveness of the coating with higher roughness. The wear mechanisms were analyzed from the evaluation of the wear surfaces, both in the block and ring coating, by means of conventional, confocal and electronic optical microscopy techniques. / TEXTO PARCIAL en período de teletrabajo

Este trabalho descreve a síntese de semicondutores a base de bismuto [Bi2O3, BiOX (X= Cl, Br ou I)] e óxidos de ferro (FexOy), a modificação por tratamento hidrotérmico e a formação de compostos híbridos de BiOX e Bi2O2CO3 ou Fe3O4 e a aplicação destes na degradação fotocatalítica de soluções de rodamina B e de fenol. A formação de vacâncias de oxigênio (VO) em estruturas de BiOCl e Bi2O2CO3 foi promovida por processo de sonicação. Os diferentes oxihaletos de bismuto, polimorfos de óxidos de bismuto e de óxidos de ferro foram precipitados pela elevação de pH do meio precursor utilizando soluções aquosas de monoisopropanolamina (MIPA), diisopropanolamina (DIPA), triisopropanolamina (TIPA), hidróxidos de sódio, potássio ou de amônio. Por meio de caracterização das propriedades físico-químicas, estruturais e morfológicas foram propostos mecanismos atentando-se a participação da base utilizada para formação e atividade catalítica dos compostos. Foram obtidas as fases &#945;-Bi2O3 quando utilizado bases minerais e MIPA e &#947;-Bi2O3 utilizando-se TIPA, fases amorfas ou mistas foram obtidas com as demais bases. Os oxihaletos de bismuto se formaram independente da base utilizada na precipitação, apresentando diferenças estruturais. O processo de sonicação levou a formação de VO em estruturas de BiOCl e Bi2O2CO3 que foi verificado por Raman e espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X. Na precipitação de íons Fe2+ a utilização de MIPA levou à formação de magnetita, enquanto as demais bases levou a formação de misturas de óxidos de ferro. O tratamento hidrotérmico levou a híbridos de BiOX e magnetita, que apresentaram comportamento magnético, e de BiOCl e Bi2O2CO3, além de oxibrometos ricos em bismuto. Todos os materiais apresentaram atividade fotocatalítica na degradação de soluções de fenol e/ou rodamina B, as caracterizações de espectroscópicas, área superficial e potencial Zeta foram utilizadas para explicar as diferenças nestas atividades. / This study describes the synthesis of semiconductors based on bismuth [Bi2O3, BiOX (X = Cl, Br or I)] and iron oxides (FexOy), the modification by hydrothermal treatment and the formation of hybrids of BiOX and Bi2O2CO3 or Fe3O4, and the application of the materials to the photocatalytic degradation of rhodamine B and phenol solutions. The formation of oxygen vacancies (VO) in the structures of BiOCl and Bi2O2CO3 was promoted by a sonication process. The different bismuth oxyhalides, polymorphs of bismuth oxides and iron oxides were precipitated by raising the precursor pH level using aqueous solutions of monoisopropanolamine (MIPA), diisopropanolamine (DIPA), triisopropanolamine (TIPA), sodium, potassium or ammonium hydroxides. By performing the characterization of physico-chemical, structural and morphological properties, mechanisms were proposed considering the participation of the base on the formation of the compounds and their catalytic activity. The &#945;- Bi2O3 phase was obtained when mineral bases and MIPA were used; the &#947;- Bi2O3 was formed when using TIPA; amorphous or mixed phases were obtained when using the other bases. Bismuth oxyhalides were formed independently of the base used for precipitation, showing structural differences. The sonication process led to the formation of VO in structures of BiOCl and Bi2O2CO3which was verified by Raman and X-ray excited photoelectron spectroscopies. For Fe2+ ion precipitation, the use of MIPA led to the formation of magnetite, while the other bases led to the formation of mixtures of iron oxides. The hydrothermal treatment led to hybrids of BiOX and magnetite, which presented magnetic behavior, and BiOCl and Bi2O2CO3, in addition to bismuth-rich oxybromides. All the materials showed photocatalytic activity in the degradation of phenol and / or rhodamine B solutions. Characterization techniques such as spectroscopy, surface and Zeta potential were used to explain as the different photocatalytic activities.

Os eletrocatalisadores Pt/C, PtBi/C, PtRu/C e PtRuBi/C foram preparados a partir do método de redução via borohidreto de sódio e testados na oxidação eletroquímica de etanol. No método de redução via borohidreto, adiciona-se uma solução contendo hidróxido de sódio e borohidreto de sódio a uma mistura contendo água/2-propanol, precursores metálicos e o suporte de carbono Vulcan XC72. Neste trabalho também foi estudada a forma de adição da solução de borohidreto (adição gota a gota ou adição rápida). Os eletrocatalisadores obtidos foram caracterizados por espectroscopia de energia dispersiva de raios X (EDX), análise termogravimétrica (TGA), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e voltametria cíclica. A eletro-oxidação do etanol foi estudada por voltametria cíclica e cronoamperometria utilizando a técnica do eletrodo de camada fina porosa. Os eletrocatalisadores obtidos foram avaliados em condições reais de operação em célula por meio de testes em células unitárias alimentadas diretamente por etanol. A dissolução de bismuto no eletrocatalisador PtRuBi/C foi avaliada pelas técnicas de voltametria cíclica, cronoamperometria e do eletrodo disco-anel. O eletrocatalisador PtRuBi/C aparentemente mostrou um bom desempenho para a eletro-oxidação do etanol, porém as evidencias experimentais indicam a dissolução do bismuto em meio ácido. / Pt/C, PtBi/C, PtRu/C and PtRuBi/C electrocatalysts were prepared by a borohydride reduction methodology and tested for ethanol oxidation. This methodology consists in mix a solution with sodium hydroxide and sodium borohydride to a mixture containing water/isopropyl alcohol, metallic precursors and the Vulcan XC 72 carbon support. It was studied the addition method of borohydride (drop by drop addition or rapid addition). The obtained electrocatalysts were characterized by energy dispersive X ray spectroscopy (EDX), thermogravimetric analysis (TGA), X ray diffraction (XRD), transmission electron microscope (TEM) and cyclic voltammetry. The ethanol electro-oxidation was studied by cyclic voltammetry and chronoamperometry using the thin porous coating technique. The electrocatalysts were tested in real conditions of operation by unit cell tests. The stability of PtRuBi/C electrocatalysts was evaluated by cyclic voltammetry, chronoamperometry using the ultra-thin porous coating technique and ring-disk electrode. The PtRuBi/C electrocatalyst apparently presented a good performance for ethanol electro-oxidation but experimental evidences showed accentuated bismuth dissolution.

Há um crescente interesse científico e tecnológico voltado para compostos cristalinos de óxido de bismuto com óxidos de germânio, silício ou titânio, por exibirem propriedades eletro e magnetoópticas, fotocondutivas e piezoelétricas. Sistemas vítreos com propriedades similares a estes compostos são de alto interesse, devido ao baixo custo e facilidade no procedimento de preparação em relação aos monocristais. Este trabalho teve como finalidade analisar o efeito de adição de óxidos de boro e gálio, ao sistema binário composto por óxido de bismuto com óxidos de germânio. A amostra vítrea de composição 45BiO1.5:40BO1.5:15GeO2 (BBG-8), apresentou alta reprodutibilidade e estabilidade térmica (&#916;T=132, Hr=0.34 e S=26.74), sendo assim, selecionada para o estudo da cristalização. As fases cristalizadas nesta amostra, durante tratamento térmico, foram determinadas por análises de difração de raios-X e medidas composicionais. Foram cristalizadas as fases Bi6B10O24 e Bi4Ge3O12, sendo a última, a fase de interesse para nosso estudo. Métodos térmicos foram utilizados no estudo da cristalização da fase Bi4Ge3O12, possibilitando a verificação da energia de ativação (&#8776; 54Kcal/mol) pelos métodos de Ozawa e Chen, e a direcionalidade do crescimento dos cristais (nmédio=1.12). A fim de obtermos mais informações a respeito de cristalização utilizamos óptica eletrônica. / The sillenite crystals, Bi12MO20 (M = Ge, Si, Ti), are interesting for applications such as optical memories, holography or optical phase conjugating devices. The eulytite crystals, Bi4M3O12, have been studied for their electro-optical, electromechanical and luminescence properties. These crystals am used as scintillators or, when doped with rare-earth elements, as laser materials. The study of glass systems, having properties similar to those crystals, is of high interest because of the lower cost and easier preparation procedures with respect to single crystals. The purpose of this work is the study of interaction of B2O3 and Ga2O3 with binary system Bi2O3-GeO2. The glassy sample BBG-8 (45BiO1.5:40BO1.5:15GeO2), was chosen far crystallition study, due to its high reproducibility and thermal stability. The presence of crystalline phases (Bi6B10O24 and Bi4Ge3O12), obtained after heat treatment, was investigated by powder X-ray diffraction and compositional analysis. The crystalline eulytite phase (Bi4Ge3O12) is an interest of our study. Thermal methods were used on the study of Bi4Ge3O12crystallization process of the sample BBG-8, and the value obtained, by means of Ozawa and Chen methods, was approximately 54Kcal/mol, and the directionality of crystal growth (n average) was equal to 1.12. To obtain further information on the crystallization mechanism we also performed microphotographic analysis.

55 f. / Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2013-10-02T13:52:06Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Impressão FINAL.pdf: 23959288 bytes, checksum: 4ba5e564089149b8fafe9a4c74558367 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca(anahilda@ufba.br) on 2013-10-02T14:12:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_Impressão FINAL.pdf: 23959288 bytes, checksum: 4ba5e564089149b8fafe9a4c74558367 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-10-02T14:12:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_Impressão FINAL.pdf: 23959288 bytes, checksum: 4ba5e564089149b8fafe9a4c74558367 (MD5) Previous issue date: 2013 / O sulfeto de bismuto faz parte da família de compostos do tipo A2VB3VI formados por calcogênios e metais (sendo A= Sb, Bi. B= S, Se, Te) que se destacam por suas propriedades semicondutoras. O Bi2S3 forma um sólido de coloração preta de solubilidade muito baixa em água, possuindo energia de band gap na faixa de 1,3 a 1,7 eV, com potencial para aplicações nas áreas de optoeletrônica e fotocatálise, entre outras. As propriedades físicas e químicas de nanopartículas de Bi2S3, e outros nanomateriais, são fortemente dependentes de diferentes tamanhos e morfologias dos nancristais. Este trabalho teve como objetivo desenvolver um método sonoquímico para produção de nanopartículas de Bi2S3. Utilizou-se os reagentes Bi(NO3)3 e Na2S2O3 como precursores dissolvidos em solvente orgânico contendo o surfactante brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB), sendo o meio reacional exposto a irradiação de ultrassom de alta intensidade, através de um sistema com sonda de titânio e imersão direta. As nanopartículas de Bi2S3 obtidas foram caracterizadas por difração de raios X (XRD), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM). O método sonoquímico foi otimizado através do planejamento fatorial completo em dois níveis, onde se verificou que os parâmetros ciclo das ondas ultrassônicas e tempo influenciam significativamente no rendimento da reação. Fixando-se o ciclo em 80% e a amplitude em 20%, verificou-se que no tempo de reação de 15 min foram obtidas as nanopartículas com menor diâmetro médio (11,8 nm) e cristalinidade satisfatória. O método sonoquímico (15 min) foi comparado com o método de aquecimento convencional sob refluxo (90 min), mostrando-se mais rápido e eficiente na obtenção de nanopartículas com alta homogeneidade morfológica. O método sonoquímico produziu superestruturas tipo flor (3D) formadas pela agregação de nanobastões de Bi2S3 com diâmetro médio em torno de 11-15 nm. A morfologia e a qualidade dos nanocristais mostraram-se dependentes do tipo de solvente empregado na síntese. Superestruturas em 3D semelhantes a flores foram obtidas quando etilenoglicol puro foi usado como solvente, enquanto estruturas em 1D na forma de nanobastões foram obtidas quando se utilizou uma mistura de dimetilsulfóxido e etilenoglicol. Foi proposto um mecanismo para a síntese sonoquímica do Bi2S3 e os papéis do solvente e do surfactante nesta síntese foram discutido / Salvador

Dissertação (mesrtrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-17T09:33:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T23:36:19Z : No. of bitstreams: 1 149223.pdf: 14812273 bytes, checksum: 55011d69420c34a3d232c66be6f3a072 (MD5) / As pesquisas atuais sugerem a combinação de várias técnicas de modificação da microestrutura dos aços, dentre elas a adição de inclusões metálicas, visando a melhoria da usinabilidade sem entretanto comprometer as características de emprego final do material. São utilizados métodos baseados na análise comparativa dos resultados obtidos na usinagem dos aços, com estrutura modificada e não-modificada, através de ensaios de torneamento longitudinal externo, dentro dos principais critérios de avaliação da usinabilidade.