Syntheses, spectral, electrochemical and spectroelectrochemical studies of phenylthio and amino derivatised metallophthalocyanines complexes are reported. The complexes are immobilized onto a gold macro disk, gold ultramicroelectrode and gold coated fiber electrodes via self assembly with phenylthio MPc derivatives or onto a glassy carbon electrode via electropolymerisation with amino MPc derivatives. For the first time MPc SAMs were formed on gold coated fiber. The electrocatalytic behavior of the modified electrodes was studied for the detection of nitrite and L-cysteine, all modified electrodes showed improved electrocatalytic oxidation compared to the unmodified electrode. The MPc complexes catalyzed nitrite oxidation via a two-electron mechanism producing nitrate. Cobalt tetraaminophthalocyanine showed the best catalytic activity for nitrite oxidation in terms of overpotential lowering compared to other complexes and thus was used for nitrite detection in a food sample, the nitrite concentration was determined to be 59.13 ppm, well within the limit for cured meat products. Electrocatalytic oxidation of L-cysteine on SAM modified gold coated fiber was reported for the first time. The gold coated fiber and ultamicro cylinder electrode were less stable towards the electro-oxidation of cysteine compared to its oxidation on the gold disk. The gold disk electrode gave better catalytic performance in terms of stability and reduction of overpotential. The phenylthio cobalt phthalocyanine derivative gave the best catalytic activity for L-cysteine oxidation in terms of overpotential lowering compared to other phenylthio derivatized MPc complexes. The amount of L-cysteine in human urine was 2.4 mM, well within the urinary L-cysteine excretion range for a healthy human being.

Master of Science / Department of Anatomy and Physiology / A. Philine Wangemann / SLC26A4 and its murine ortholog Slc26a4 code for pendrin, an anion-exchanger that is expressed in the inner ear. Patients with mutations in SLC26A4 have syndromic or nonsyndromic hearing loss that is associated with a prenatal enlargement of the membranous labyrinth. The mouse model Slc26a4[superscript]Δ/Δ recapitulates the enlargement, develops an enlargement of the inner ear and fails to acquire hearing. The vestibular labyrinth secretes fluid, accounting for enlargement of the membranous labyrinth. The objective of the current study was to measure K⁺ concentrations in the utricular endolymph of Slc26a4[superscript]Δ/+ and Slc26a4[superscript]Δ/Δ mice as a first step toward a mechanistic understanding of fluid secretion during perinatal development. Doublebarreled K⁺-selective electrodes were used to measure K⁺ concentrations of the utricular endolymph in vitro. Potassium concentrations were ~10 mM in both genotypes at embryonic (E) day 16.5. The K⁺ concentrations started to rise at E17.5 in Slc26a4[superscript]Δ/+ mice. There was a 1-day delay in Slc26a4[superscript]Δ/Δ mice. This delay may be the consequence of a larger fluid volume. K⁺ concentrations rose to 150 mM and 132 mM in Slc26a4[superscript]Δ/+ and Slc26a4[superscript]Δ/Δ adult mice, respectively. Consistently, expression of KCNQ1 and the Na⁺/2Cl⁻/K⁺ cotransporter SLC12A2 was found in the utricle at E19.5 in Slc26a4[superscript]Δ/+ and Slc26a4[superscript]Δ/Δ mice. In conclusion, the data suggest that K⁺ secretion is not the major driving force of fluid secretion in the utricle of the developing mouse inner ear.

Eletrodos compósitos à base de grafite/poliuretana foram preparados contendo diferentes quantidades de hexacianoferratos de cobre(II), cobalto(II) e ferro(III). Os complexos foram preparados de acordo como procedimentos descritos na literatura e caracterizados por análise elementar, análise térmica e espectrometria na região do infra-vermelho. A análise térmica mostrou que há 10 moléculas de água de hidratação no hexacianoferrato de cobre(II), 11 no hexacianoferrato de cobalto(II) e 16 no hexacianoferrato de ferro(III). Após desidratação ocorre decomposição exotérmica violenta dos complexos. No caso do cobre a decomposição se dá com formação de CuO seguida da degradação do Fe(CN)3 com formação de Fe2O3. Para o hexacianoferrato de cobalto(II) e o hexacianoferrato de ferro(III) a mistura de Co3O4/Fe2O3 e o Fe2O3, respectivamente, se formaram após uma única etapa de decomposição. Apenas os eletrodos preparados com os complexos de cobalto e cobre apresentaram sinais voltamétricos, enquanto que o complexo de ferro não respondeu, provavelmente devido à sua baixa solubilidade em água. As condições de preparação dos eletrodos, tais como composição, ordem de adição de reagentes, pH, eletrólito suporte e intervalo de potenciais foram otimizadas. Um mecanismo para explicar a não estabilização do sinal voltamétrico, mesmo após ciclagem de potencial foi proposto com base na baixa solubilidade dos sais em água e a sua imobilização no eletrodo sólido a qual dificulta a formação do filme de hexacianoferrato na superfície. Finalmente um método analítico para a determinação de piridoxina, usando o eletrodo de grafite/poliuretana modificado com hexacianoferrato de cobre(II) foi proposto, com base na redução de sinal do complexo, na presença do analito. Neste caso foi observada uma resposta linear entre 1,08 x 10-6 a 1,07 x 10-5 mol L-1, com limite de detecção de 8,78 x 10-7 mol L-1 (3 x S/N) e o método foi aplicado na determinação de piridoxina em duas formulações comerciais. Coeficientes de recuperação entre 98-120% foram observados sem interferência dos componentes das formulações e sem necessidade de renovação da superfície do eletrodo. / Graphite-poliurethane solid composite electrodes were prepared containing different amounts of copper(II), cobalt(II) and iron(III) hexacianoferrates. The complexes were synthesized according to procedures previously described and characterized using elemental analysis, infrared spectrometry and the thermal analytical techniques: thermogravimetry/derivative thermogravimetry and differential thermal analysis. The thermal analysis revealed that there are 10 hydration water molecules in the copper(II) hexacianoferrate, 11 in the cobalt(II) and 16 in the iron(III) complexes. After dehydration, a strong exothermal degradation occurred in all cases. The copper complex decomposed in two steps with generation of CuO, followed by degradation of the Fe(CN)3 and formation of Fe2O3. The cobalt(II) and iron(III) hexacianoferrates decomposed in a single step with generation of Co3O4/Fe2O3 mixture and Fe2O3 as residues respectively. Only the electrodes prepared with copper and cobalt complexes presented voltammetric signals, while the iron complexes did not responded, probably due to its very low solubility in water. The conditions for the electrode preparation such as composition, order of addition of the components supporting electrolyte, pH and useful potential window were optimized. A mechanism to explain the non-stabilization of the voltammetric signal even after 200 cycles has been proposed on the basis of the complexes solubility in water as well as the immobilization of the complex in the solid electrode that turns difficult the formation of the hexacianoferrate film on the electrode surface. Finally, a graphite polyurethane electrode modified with the Cu(II) hexacianoferrate has been used in the voltammetric determination of pyridoxine, based on the diminution of the voltammetric signal of the modifier in the presence of the analyte. In this case a linear dynamic range of 1.08 x 10-6 to 1.07 x 10-5 mol L-1, with a detection limit of 8.78 x 10-7 mol L-1 (3 x S/N). The proposed electrode was used in the determination of pyridoxine in two solid pharmaceutical formulations with recoveries of 98 - 120% without interference of the other substances present in the formulation and no adsorption on the electrode surface.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:34:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:59:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

O mundo moderno é extremamente dependente de combustíveis fósseis como fonte de energia primária e essa forte dependência leva a problemas políticos, econômicos e ambientais. Como possível solução a esses problemas tem-se as células combustíveis, pois são dispositivos que geram energia elétrica limpa diretamente de reações eletroquímicas produzindo, além da energia elétrica, apenas calor e água. Logo, percebe-se que essas células são fontes de energia confiáveis, renováveis e não poluentes, que contribuem para o desenvolvimento sustentável. Devido a isso, este trabalho teve como objetivo principal a síntese (por um método inédito) e a caracterização de materiais porosos a base de cromita de lantânio, LaxSr1-xCryFe1-y(Mn1-y)O3-?, para possível implementação como material de anodo e catodo de célula a combustível de óxido sólido (SOFC). Particularmente, estudos com anodos nos quais o transporte eletrônico é feito por materiais cerâmicos ao invés de metais são a área mais promissora na pesquisa recente. Além disso, materiais a base de manganita de lantânio dopadas com estrôncio são na atualidade os materiais mais usados na construção do catodo da SOFC. Nesta tese os materiais foram sintetizados pelo método sol-gel com agentes direcionador e dilatador de estrutura, resultando em materiais porosos em forma de esponja e com a estrutura perovskita, porém com fases espúrias. Foi estudada a influência do processamento de calcinação e de dopagem sobre as estruturas cristalográficas e porosas dos materiais. A maior temperatura de calcinação favoreceu a formação da estrutura perovskita com a retenção da fase romboédrica e reduziu a presença das fases espúrias, porém reduziu a porosidade, principalmente dos menores mesoporos, e a área superficial dos materiais. Por outro lado, ao dopar o sítio B os materiais com 75 %mol de La e calcinação a 1000 °C, observou-se a formação de um maior volume de mesoporos, ao mesmo tempo, que produziu uma maior quantidade de mesoporos menores e favoreceu a retenção da fase romboédrica da estrutura perovskita. Quanto ao comportamento eletrocatalítico, as células com eletrodos confeccionados a partir de La0,33Sr0,66Cr0,33Mn0,33O3-? apresentaram os melhores resultados tanto para anodo como para catodo entre as amostras avaliadas na tese. Além do mais, foram obtidos dois materiais, um cerâmico (La0,33Sr0,66Cr0,33Mn0,33O3-?) e um compósito cerâmico (La0,33Sr0,66Cr0,33Mn0,33O3-? + ZrO2 8%mol Y2O3) bons candidatos a catodo da SOFC. Esses materiais possuem uma composição química não encontrada na literatura para tal finalidade, ou seja, são inéditos. / The modern world is extremely dependent on fossil combustibles as primary source of energy and, this dependence brings political, economic and ambient problems. As a possible solution to these problems are the fuel cells, because they are devices that generate clean electric energy directly from electrochemical reactions, producing besides electric energy, heat and water. Therefore, these cells are reliable, renewable and non-pollutant sources, that contribute to the sustainable development. Related to it, this work had the main goal the synthesis (by a new method) and characterization of porous materials based on lanthanum chromite, LaxSr1-xCryFe1-y(Mn1-y)O3-?, for possible use as anode and cathode material of Solid Oxide Fuel Cell (SOFC). In particular, studies of anodes in which the electronic transport is performed by ceramic materials instead of metals are the most promising recent research area. Moreover, materials based on lanthanum manganite doped with strontium are now a days the more used materials for SOFC cathodes. In this thesis, the materials were synthesized by the sol-gel method with directing and swelling structure agents, resulting in porous sponge materials with perovskite structure, but having spurious phases. The influence of the calcination and doping of the materials upon the crystallographic and porous structures were studied. Higher calcination temperature favored the formation of the perovskite structure and reduced the presence of spurious phases, but reduced the porosity, mainly of smaller mesopores and the surface area. On the other hand, doping the B site in materials with 75 %mol of La and the calcination at 1000 oC produced a higher mesopore volume, a higher amount of small mesopores and favored the retention of the rhombohedral perovskite structure. Regarding the catalytic behavior, the cells with electrodes of La0,33Sr0,66Cr0,33Mn0,33O3-? presented the best results as anode and cathode among the evaluate samples. Moreover, two materials were obtained, a ceramic one, (La0,33Sr0,66Cr0,33Mn0,33O3-?) and a ceramic composite, (La0,33Sr0,66Cr0,33Mn0,33O3-? + ZrO2 8%mol Y2O3), good candidates as SOFC cathodes. These materials have a chemical composition, which were not reported in the literature for this application, being unique.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:34:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:59:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Eletrodos à base de carbono, como os eletrodos de troca iônica, entre outros, têm aplicação principalmente no tratamento de efluentes industriais e rejeitos radioativos. Carbono é também amplamente utilizado em células a combustível como substrato para os eletrocatalisadores, por possuir elevada área superficial, que supera a sua área geométrica. O conhecimento desta superfície ativa total é importante na determinação das condições de operação de uma célula eletroquímica no que diz respeito às correntes a serem aplicadas (densidade de corrente). No presente estudo foram utilizadas duas técnicas eletroquímicas na determinação da área superficial ativa de eletrodos de carbono vítreo e poroso e eletrodos de troca iônica: espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e voltametria cíclica (VC). Os experimentos foram realizados com soluções de KNO3 0,1 mol.L-1 em célula eletroquímica de três eletrodos: eletrodo de trabalho à base de carbono, eletrodo auxiliar de platina e eletrodo de referência de Ag/AgCl. Os eletrodos de carbono vítreo e de carbono poroso utilizado possuíam uma área geométrica de 3,14 x 10-2 cm2 e 2,83 10-1 cm2, respectivamente. O eletrodo de troca iônica foi preparado misturando-se grafite, carbono, resina de troca iônica e um aglutinante, sendo esta mistura aplicada em três camadas sobre feltro de carbono, utilizando-se nos experimentos uma área geométrica de 1,0 cm2. Por EIE determinou-se diretamente a capacitância dos materiais dos eletrodos (Cd) utilizando-se os diagramas de Bode. O valor de 172 μF.cm-2 encontrado para o carbono vítreo está de acordo com a literatura (~200 μF.cm-2). Por VC, variando a velocidade de varredura de 0,2 a 2,0 mV.s-1, determinou-se a capacitância CdS (S=área superficial ativa) na região da dupla camada elétrica (DCE) para cada um dos materiais, Por EIE, foram determinados os valores de Cd de 3,0 x 10-5 μF.cm-2 e de 11,0 x 103 μF.cm-2 para os eletrodos de carbono poroso e de troca iônica, respectivamente, o que possibilitou a determinação das áreas superficiais ativas de 3,73 x 106 cm2 e 4,72 cm2. Portanto, o uso combinado das técnicas de EIE e VC mostra-se promissor para o cálculo das áreas superficiais ativas de eletrodos à base de carbono. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / As espÃcies 5-(4-piridil)-1,3,4-oxadiazol-2-tiol (Hpyt) e [Fe(CN)5Hpyt]3- (FeHpyt) adsorvem espontaneamente sobre ouro formando monocamadas automontadas (SAM - "Self-Assembled Monolayers") das quais, de acordo com os dados eletroquÃmicos, apresentam defeitos ou nanoporos por onde as molÃculas de prova [Fe(CN)6]4â e [Ru(NH3)6]3+ acessam a superfÃcie do eletrodo de ouro policristalino. A partir dessas molÃculas de prova e da dependÃncia entre a corrente faradÃica e o pH do eletrÃlito, o pKa da monocamada de Hpyt foi calculada como 4,2. A partir dos resultados de microscopia de tunelamento STM (Scanning Tunneling Microscopy) obtidos para a monocamada automontada de Hpyt sobre Au(111) foi possÃvel estimar que as molÃculas de Hpyt sÃo adsorvidas em um arranjo hexagonal com um espaÃamento mÃdio entre os Ãtomo de enxofre de 5,5 Ã. Essas imagens tambÃm mostraram a presenÃa de nanoporos, do qual indica que fortes interaÃÃes laterais nÃo ocorrem efetivamente. Os parÃmetros termodinÃmicos ΔHads, ΔGads e ΔSads para o processo de adsorÃÃo das molÃculas Hpyt e FeHpyt foram calculados a partir da correlaÃÃo entre a concentraÃÃo dos adsorbatos na superfÃcie (Γ) e em soluÃÃo (C) para diferentes temperaturas. A quantidade de molÃculas adsorvidas foi calculada a partir do processo de desorÃÃo redutiva, onde R = Hpyt ou FeHpyt, observados em -555 e -566 mV versus Ag|AgCl|Cl- para as monocamadas de Hpyt e FeHpyt, respectivamente, indicando um fortalecimento da ligaÃÃo AuâS como conseqÃÃncia do efeito π-backbonding do centro metÃlico ferro para o ligante Hpyt. A reaÃÃo heterogÃnea de transferÃncia de elÃtrons da metaloproteÃna citocromo c foi satisfatoriamente acessada pelas monocamadas de Hpyt e FeHpyt, apresentando um voltamograma quasi-reversÃvel com potenciais consistentes com a forma nativa desta proteÃna. / -(4-pyridinyl)-1,3,4-oxadiazole-2-thiol (Hpyt) and [Fe(CN)5Hpyt]3- (FeHpyt) species spontaneously adsorbed on gold forming SAM (Self-Assembled Monolayers) that, based on electrochemical data, contain pinholes through which [Fe(CN)6]4â and [Ru(NH3)6]3+ probe molecules access the underlying gold electrode. From the former molecule and the dependence of the faradaic current on the pH value of the electrolyte solution, the surface pKa of the Hpyt SAM was evaluated as 4.2. Taking into account the STM (Scanning tunneling Microscopy) results obtained for the Hpyt SAM on Au(111), it was possible to estimate that the Hpyt molecules are adsorbed in an hexagonal arrangement with an average distance between the sulfur atoms of 5.5 Ã. These images also showed the presence of pinholes, which indicate that a strong lateral interaction does not effectively happen. The thermodynamics parameters ΔHads, ΔGads and ΔSads of the Hpyt and FeHpyt adsorption process were calculated from the correlation between the concentration of the adsorbates on the surface (Γ) and in solution (C) at different temperatures. The surface coverage data were obtained from the reductive desorption process RS-Au + e- �� RS- + AuÂ, where R = Hpyt or FeHpyt, observed at -555 and -566 mV vs Ag|AgCl|Cl- for Hpyt and FeHpyt SAM, respectively, indicating an enhancement of the AuâS bond as consequence of the π-backbonding interaction from iron metal center toward the Hpyt moiety. The heterogeneous electron transfer reaction of cytochrome c metalloprotein was successfully assessed by Hpyt and FeHpyt and SAM, presenting a quasi-reversible voltammograms with potentials consistent with the native form of the protein.

Neste trabalho, avaliou-se as propriedades eletrocatalíticas de eletrodos de óxidos do tipo ânodos dimensionalmente estáveis, ADEs, em meio de NaCl e sua aplicação na oxidação do etanol. Para isso, vários fatores foram investigados, como a mudança de óxido modulador, a mudança do método de preparação dos eletrodos e a mudança do pH do meio reacional. Os eletrodos de composição Ti/MxS(1-x)O2 (onde M = Ru e Ir, S = Ti e Sn com x = 0,3; 0,5 e 0,7) foram preparados pelo método da decomposição térmica variando os precursores: (i) precursores poliméricos, DPP e (ii) precursores inorgânicos (cloretos) dissolvidos em isopropanol, DPI/ISO. Os eletrólitos de suporte foram NaCl 3,0 mol dm-3 e NaCl 3,0 mol dm-3 acidificado com HCl 0,01 mol dm-3. Existe um problema quando se trabalha com cloreto de estanho na confecção de eletrodos de óxidos. O cloreto de estanho, em meio ácido, oxida de cloreto de estanho(II) para cloreto de estanho(IV), que é volátil à temperatura utilizada no tratamento térmico (T = 450 ºC). Análises de MEV e EDX foram realizadas para avaliar se a mudança do método de preparação dos eletrodos contribuiu para inibir a volatilização do estanho. Os resultados mostraram que todos os eletrodos investigados apresentam boa concordância das porcentagens atômicas nominais e experimentais, provando que ambos os métodos de preparação dos eletrodos são eficientes para a fixação do estanho na matriz eletródica. Foram realizadas investigações eletroquímicas na ausência e presença do etanol, cujos resultados mostraram que os eletrodos preparados por DPP com SnO2 apresentam as melhores propriedades catalíticas para a produção de agentes oxidantes e para a oxidação do etanol em meio de NaCl. Eletrólises a corrente constante foram realizadas para 4 composições de eletrodos Ti/Ru0,5Ti0,5O2, Ti/Ru0,7Sn0,3O2, Ti/Ir0,5Ti0,5O2 e Ti/Ir0,3Sn0,7O2, todos preparados por DPP. Aplicou-se duas densidades de corrente diferentes: 25 mA cm-2 e 75 mA cm-2. Os resultados obtidos mostraram que a alteração da corrente aplicada nas eletrólises muda o mecanismo de oxidação do etanol, tornando-o diferente para baixas densidades de corrente (25 mA cm-2) e para altas densidades de corrente (75 mA cm-2). Em ambas densidades de corrente, tem-se o ácido acético como produto majoritário, e observa-se também a quebra da ligação C-C formando CO2, resultado que não havia sido observado por outros autores em eletrólises de etanol com ADEs. Porém, à 25 mA cm-2 observa-se a formação de acetaldeído, produto que não é observado a 75 mA cm-2. Neste caso, a densidade de corrente mais alta pode favorecer a oxidação dos produtos orgânicos formados durante o tempo de eletrólise. Testes realizados em ausência de cloreto mostraram que não ocorre a formação de CO2. Portanto, a presença de oxidantes (cloro/hipoclorito) favorece a quebra da ligação C-C com formação de CO2 como produto de oxidação do etanol. / In this work, it was investigated the electrocatalytic properties of oxides electrodes denominated dimensionally stable anodes, DSA®, in NaCl medium, applying them for ethanol oxidation. For this propose, many experimental parameters nave been investigated: the modulator oxide, changes in the preparation method of the electrode and pH changes of the solution. Electrodes with nominal composition Ti/MxS(1-x)02 (where M = Ru and Ir, S = Ti and Sn, x = 0.3; 0.5 and 0.7) were prepared by thermal decomposition changing the precursors solution; (i) polymeric precursors (DPP) and (ii) inorganic precursors (Chloride) dissolved in isopropanol (DPI/ISO). The support electrolytes were 3.0 mol dm-3 NaCl and 3.0 mol dm-3 NaCl acidified with 0.01 mol dm-3 HCl. There is a problem when one prepares oxides electrodes using tin chloride. The tin chloride, in acid medium, suffers oxidation from Sn (II) to Sn (IV), the latter one volatilize at the higher temperatures used to prepare the electrode (450° C). SEM and EDX analyses were used to evaluate if the changes introduced in the preparation method contributed to inhibit the tin volatilization. The results obtained for all electrodes showed a good agreement of nominal and experimental compositions, proving that both preparation methods are efficient to fix tin in the coating. It was performed electrochemical investigation in the presence and absence of ethanol, the experimental results for DPP electrodes containing Sn02 show better catalytic properties for oxidation species production and also for ethanol oxidation. Electrolyses at constant current were performed with four nominal electrode compositions: Ti/Ru0.5Ti0.5O2, Ti/Ru0.7Sn0.3O2, Ti/Ir0.5Ti0.5O2 e Ti/Ir0.3Sn0.7O2, all of them was prepared through DPP method. It has been applied two different current densities: 25 mA cm-2 and 75 mA cm-2. Both current densities showed acetic acid as main oxidation product, it was also observed the C-C bond break forming C02, this has not been reported before for ethanol oxidation using DSA®. However, at 25 mA cm-2 acetaldehyde is formed, whereas, it was not observed at 75 mA cm-2. In this case, the high current density might favor the oxidation of intermediate products formed during the electrolysis. Experiments performed in the absence of chloride did not show the formation of CO2, Therefore, the presence of oxidizing species (chlorine and hypochlorite) favors the cleavage of C-C and formation of C02 as oxidation product of ethanol.

Plasmas térmicos vêm sendo utilizados em um crescente número de aplicações industriais. Na maioria dessas aplicações, as tochas de plasmas (o equipamento utilizado para gerar o plasma) necessitam ser utilizadas por várias centenas de horas antes de qualquer manutenção, a fim de permitir um contínuo processo industrial. Os eletrodos da tocha de plasma, particularmente o catodo, eventualmente irão apresentar sinais de desgaste (erosão), forçando uma substituição dos mesmos e, conseqüentemente, obrigando a uma parada na operação da tocha. Desse modo, a erosão dos eletrodos de uma tocha de plasma (em particular, a erosão do catodo) deve ser minimizada sempre que possível. Este trabalho visa estudar materiais para eletrodos e condições de operação de tochas de plasma a fim de se diminuir a erosão dos eletrodos, particularmente do catodo. Nesse sentido, uma câmara de testes foi construída para simular eletrodos concêntricos de uma tocha de plasma. Um campo magnético externo foi utilizado para movimentar um arco elétrico que foi estabelecido entre os eletrodos concêntricos. Nessa câmara foram estudados diferentes tipos de gases e materiais para o catodo, para tentar aumentar o tempo de vida dos catodos de tocha de plasma. Os resultados obtidos mostraram que: a) A presença de contaminantes nos gases utilizados como gases de plasma alteram as condições da superfície do catodo, diminuindo as taxas de erosão; b) Misturas de gases inertes com gases poliatômicos, quando utilizadas como gases de plasma, contaminam a superfície do catodo, alterando as condições das mesmas, diminuindo as taxas de erosão; c) A presença de contaminantes no material utilizado no catodo, como também a utilização de ligas de cobre como material para os eletrodos, também alteram as características da superfície, aumentando o tempo de vida dos catodos. / Thermal plasmas have shown a growing number of industrial applications. In most of those applications, the plasma torch (the device used to generate the thermal plasma) would need several hundred hours of using before anykind of maintenance, in spite of permit a continuous industrial process. The electrodes of the plasma torch, particularly the cathode, eventually will present signs of erosion, forcing their replacement and, consequently, a stoppage of the torch operation. However, electrode erosion of a plasma torch (cathode erosion in particular) must be minimized as often as possible. The objective of this work is to study materials for plasma torch electrodes and the operation condition of the plasma torch, in order to diminish the erosion of the electrodes (cathode in particular). Therefore, an experimental chamber was built in order to simulate concentric electrodes of a plasma torch. An external magnetic field was used for moving the electric arc that was stablished between the concentric electrodes. Different types of gases and cathode materials have been studied using that chamber. The results obtained so far showed that: a) Contaminants present in the gases used as plasma gases, change the cathode surface conditions, decreasing the erosion rates; b) Mixtures of inert gases with potiatomic gases, when used as plasma gases, contaminate the cathode surface, changing their conditions, decreasing the erosion rates; c) Contaminants in the composition of the materials used in the cathode, and even the use of copper alloys as material for electrodes, changes the surface characteristics, increasing the cathode lifetime.

One form of surface modification was primarily investigated in this work on glassy carbon electrodes. The form of modification is comprised of a series of steps in which electrografting is first applied to the glassy carbon surface, which is then followed up with click chemistry to ultimately immobilise a phthalocyanine onto the surface. The modified glassy carbon electrodes and surfaces were characterised with a combination of scanning electrochemical microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy and various electrochemical methods. In this work, three alkyne substituted phthalocyanines were used. Two novel phthalocyanines, with nickel and cobalt metal centres, were studied alongside a manganese phthalocyanine reported in literature. Each of the three phthalocyanines was modified at the peripheral position with a 1-hexyne group, via a glycosidic bond, yielding the terminal alkyne groups that were used for subsequent click reactions. In situ diazotisation was used to graft 4-azidoaniline groups to the surface of the glassy carbon electrode. The azide bearing 4- azidoaniline groups were thus used to anchor the tetra substituted phthalocyanines to the surface of the electrodes. This method yielded successful modification of the electrodes and lead to their application in sensing studies. The modified electrodes were primarily used to catalyse the common agricultural oxidising agent hydrazine.