A síntese de filmes inorgânicos mesoporosos por métodos eletroquímicos pode ser viabilizada com o uso de agregados de surfactantes, os quais atuam como moldes durante o processo de eletrodeposição. Neste contexto, são apresentados estudos sobre a obtenção de filmes de óxidos de molibdênio em superfícies de carbono vítreo por meio de deposição eletroquímica de Mo(VI) em meio ácido na presença de surfactantes apropriados. Desta maneira, estudos dos processos catalíticos referentes à redução de ânions oxigenados na superfície modificada na presença de surfactante são mostrados e comparados com os resultados oriundos de filmes depositados em solução sem o surfactante. Um breve estudo comparativo variando a concentração de Mo(VI) e o pH da solução geradora foi executado com a finalidade de verificar o efeito destes parâmetros sobre as características eletrocatalíticas do filme. Em duas condições experimentais especiais foram obtidos filmes de óxidos de molibdênio com cores distintas (azul escuro e amarelo). Experimentos espectroscópicos demonstram que a diferença na cor se deve à presença de espécies de Mo em diferentes estados de oxidação. Em virtude da existência de diferentes espécies de Mo(VI) em função da concentração do íon metálico e do pH e que, em conseqüência deste fato, filmes com características eletrocatalíticas distintas frente à redução catódica do iodato são produzidos, desenvolveu-se um método empregando microeletrodos para a quantificação de H+ em soluções concentradas de surfactante. A metodologia se baseia na prévia determinação do coeficiente de difusão do próton e medição da corrente limite em experimentos voltamétricos no meio contendo o surfactante. Neste trabalho também são mostrados estudos voltamétricos em soluções micelares de CTAB com o uso de sondas eletroativas com alta afinidade pelo interior micelar. Com a análise dos dados obtidos foi possível avaliar o coeficiente de difusão micelar (1.7 x 10-6 cm2/s) e o raio hidrodinâmico (13 Å) destes agregados em solução de KCI 0,05M. Estudos sobre a influência da concentração de surfactante e da natureza e concentração de eletrólito suporte no coeficiente de difusão dos agregados micelares foram realizados e constatou-se que existe mudança na estrutura das micelas em soluções contendo KCI em concentrações superiores a 0,20 M. / In this work some studies involving the electrodeposition of molybdenum oxide thin films from solutions containing Mo(VI) are reported . The influence of the concentration of Mo(VI) and the pH on the characteristics of the obtained film were evaluated by spectroscopic techniques and by analysing the electrocatalytic effect of the modified electrode on the response for the cathodic reduction of iodate ions. Similar experiments were carried out at solutions containing surfactants such as Triton X-100 and Brij 56 as an attempt to generate mesoporous structures. However, no experimental evidence on the formation of such structures were obtained and the good response of the modified electrode prepared in surfactant medium was attributed to the formation of thin films which posses better performance towards the electrocatalytic reduction of iodate. Results were compared with those obtained f rom working solutions in the absence of surfactants. A methodology for acidity determination in solutions containing high concentrations of Triton X-100 was also developed. The procedure was based on the previous determination of the H+ diffusion coefficient in mixtures containing surfactant + water by using voltammetry with a platinum microelectrode. The results showed the influence of solution viscosity in the value of the diffusion coefficient of H+. Some results on the use of microelectrodes to measure the diffusion coefficient of ferrocene supported CTAB micelles were also performed. By using a classical theory that predicts the interaction between micelles as a function of the surfactant concentration, the diffusion coefficient of CTAB micelles at conditions of non-interaction (Dº) and the hydrodynamic radius (Rº) of the CTAB micelle at this experimental condition were found to be 1.7 x 10-6 cm2/s and 13 Å, respectively, at 0.05 M KCI solutions. The effect of different anions (bromide, chloride and fluoride) on the micellar diffusion coefficient was investigated and changes in the structure of spherical CTAB micelles at higher ionic strength values were postulated based on analysis of micellar interaction coefficient vs. CTAB concentration plots.

Neste trabalho é apresentada a análise de técnicas para a integração de ISFETs (Ion Selective Field Effect Transitors), através do método de montagem por viragem (Flip-chip) usando pasta de solda livre de chumbo e epóxi condutivo de prata, com o objetivo de permitir sua aplicação em Microssistemas de Análise Total (µTAS). Para os testes de integração foram construídas estruturas em dois substratos, o FR-4, pelo método de ligação por fios (wire bonding), e o LTCC, que pode ser aplicado na construção de µTAS. Como os terminais de contato do ISFET tem seu acabamento superficial em alumínio não é possível realizar a montagem por viragem utilizando equipamentos SMT, sendo necessários processos intermediários. Dois processos que permitem o uso de equipamentos SMT foram aplicados: a remetalização, onde camadas de níquel e ouro são depositadas sobre o alumínio do terminal de contato, através do banho químico eletrolítico sem eletrodo (Electroless), e protuberâncias de solda (stud ou ball bumps), que são ligadas ao alumínio do terminal de contato pelo processo conhecido como Stud Ball Bumping (SBB). Na integração do ISFET foi feita a selagem dos terminais de contato e a abertura de uma janela que permite o contato da área ativa (região de porta) do ISFET com as soluções a serem analisadas. A selagem dos terminais de contato foi feita com o fotoresiste SU-8, e a abertura da área ativa foi feita diretamente sobre os substratos de FR-4 e LTCC. Ambos processos apresentaram soldabilidade com a pasta de solda apresentando ponto de refusão em torno de 250°C, indicando que equipamentos SMT podem ser aplicados na montagem por viragem. Verificou-se que o epóxi condutivo de prata foi curado a 100°C por uma hora e também pode ser aplicado na integração do ISFET. Por fim o SU-8 usado na selagem apresentou uma boa adesão aos substratos de FR-4 e LTCC, sendo curado na mesma etapa térmica da pasta de solda e/ou epóxi condutivo de prata ou após estes processos a 150°C por trinta minutos. / In this work is shown the analysis of integration techniques of ISFET (Ion Selective Field Effect Transitor) through the Flip-chip method using lead-free solder paste and silver conductive epoxy, in order to allow its application in Micro Total Analysis System (µTAS). For integration tests two substrates have been made, the FR-4, as already used in the integration of the ISFET, but assembled through wire bonding method, and the LTCC that can be applied in the construction of µTAS. As the ISFET bonding pads has its surface finish in aluminum is not possible assembly through flip-chip method using SMT equipments, requiring intermediate processes. Two process that allow the use of SMT equipment were applied: the remetallization, where nickel and gold layers are deposited on the aluminum bonding pads, through the Electroless chemical baths, and stud or ball bumps, which are connected to bonding pads of aluminum by the process known as Stud Ball Bumping (SBB). In the ISFET integration should be made a seal in the bonding pads and a window that allows the contact of the active area (gate region) of ISFET with the solutions to be analyzed. The sealing of the bonding pads has been made with the photoresist SU-8 and the window of active area were made directly on the FR-4 and LTCC substrates. Both processes presented the solderability with the solder paste reflowed at 250°C, indicating that SMT equipments may be applied to the assembly through flip-chip method, the silver conductive epoxy was cured at 100°C for one hour and can also be applied in ISFET integration. Finally the SU-8 used to sealing have showed a good adherence to the FR-4 and LTCC substrates, being cured in the same thermal step of solder paste and/or silver conductive epoxy or after these processes at 150°C for thirty minutes.

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. / Carbon-based electrodes as well the ion exchange electrodes among others have been applied mainly in the treatment of industrial effluents and radioactive wastes. Carbon is also used in fuel cells as substrate for the electrocatalysts, having high surface area which surpasses its geometric area. The knowledge of the total active area is important for the determination of operating conditions of an electrochemical cell with respect to the currents to be applied (current density). In this study it was used two techniques to determine the electrochemical active surface area of glassy carbon, electrodes and ion exchange electrodes: cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The experiments were carried out with KNO3 0.1 mol.L-1 solutions in a three-electrode electrochemical cell: carbon-based working electrode, platinum auxiliary electrode and Ag/AgCl reference electrode. The glassy carbon and porous carbon electrodes with geometric areas of 3.14 x 10-2 and 2.83 10-1 cm2, respectively, were used. The ion exchange electrode was prepared by mixing graphite, carbon, ion exchange resin and a binder, and this mixture was applied in three layers on carbon felt, using a geometric area of 1.0 cm2 during the experiments. The capacitance (Cd) of the materials was determined by EIS using Bode diagrams. The value of 172 μF.cm-2 found for the glassy carbon is consistent with the literature data (~200 μF.cm-2). By VC, varying the scan rate from 0.2 to 2.0 mV.s-1, the capacitance CdS (S = active surface area) in the region of the electric double layer (EDL) of each material was determined. By EIS, the values of Cd, 3.0 x 10-5 μF.cm-2 and 11 x 103 μF.cm-2, were found for the porous carbon and ion exchange electrodes, respectively, which allowed the determination of active surface areas as 3.73 x 106 cm2 and 4.72 cm2. To sum up, the combined use of EIS and CV techniques is a valuable tool for the calculation of active surface areas of carbon-based electrodes.

Neste trabalho foi estudada a oxidação eletroquímica da seguinte série de substratos: (Ver no arquivo PDF). Para tanto foram empregadas a voltametria cíclica e eletrólises preparativas (diretas e indiretas), a potencial ou corrente controlados, em celas de um ou dois compartimentos. Os estudos voltamétricos foram realizados em MeCN/0,1M NaClO4 ou MeOH/0,2M NaClO4/0,2M NaOMe com anodo de platina, utilizando Ag/AgI (0,04M TBAI) ou Ag/Ag+ (0,01M AgNO3) respectivamente como sistemas de referência. Os experimentos eletrolíticos foram conduzidos em MeCN/0,1M NaClO4 ou MeOH/0,2M NaClO4/0,2M NaOMe utilizando anodo de platina, catodo de platina ou tungstênio e os mesmos sistemas de referência citados acima. Nas eletrólises a potencial controlado, efetuadas em acetonitrila, foram obtidos os 4,4\' ,5,5\' -tetrametóxi-bifenilos-2,2\' -substituídos correspondentes dos substratos 3 e 5-12, na faixa de 50-74% de rendimento e do substrato (13) em 12%. Este processo é sensível à concentração de base, sendo dificultado à medida que a concentração de 2,6-lutidina aumenta. Na eletrólise indireta, realizada em MeCN contendo piridina, com o substrato 2, mediada por Fe(bpy)3(PF6)2 foi obtida acetona (1) em 70%; nas realizadas com o substrato 3, mediadas por Fe(bpy)3(PF6)2, [Fe(dafipy)2](PF6)2 ou (4-Br-C6H4)3N, foi obtido o dímero correspondente na faixa de 26-53%, em ausência de base. Na presença de base e do mediador Fe(bpy)3(PF6)2, a eletrólise de 3 em acetonitrila levou à mistura de cetona 1 - 6,6% e álcool 2 - 28,2%. Nas eletrólises a corrente controlada, em MeOH/NaOMe, realizadas com os substratos 1, 3, 4 e 14 foram obtidos produtos resultantes da metoxilação do anel aromático como por exemplo o 1 -acetil-4,5,5,6-tetrametóxi-cicloexa-1,3-dieno, isolado em 71 % na eletrólise do substrato 1. Com base nos tipos de produtos obtidos, em exemplos da literatura e em cálculos semi-empíricos, foram formuladas propostas mecanísticas para explicação dos resultados eletrolíticos. / In the present work the electrochemical oxidation of the following 4-substituted-1,2-dimethoxybenzenes was investigated: (See file PDF). The compounds listed above were studied using cyclic voltammetry and preparative electrolyses, carried out under potential or current control, in divided or undivided cells. The voltammetric experiments were performed in MeCN/0.1M NaClO4 or MeOH/0.2M NaClO4/0.2M NaOMe using platinum anode; as reference systems Ag/AgI (0,04M TBAI) or Ag/Ag+ (0,01M AgNO3) were employed. The electrolytic experiments were carried out in MeCN/0.1M NaClO4 or MeOH/0.2M NaClO4/0.2M NaOMe using platinum anode and platinum or tungsten cathodes and the same reference systems mentioned above. Current controlled electro1yses of substrates 3, 5-13 in MeCN afforded 2,2\' disubstituted-4,4\'-5,5\' - tetramethoxy-biphenyls in 50-74% yields except 13 (12%). This process showed to be base sensitive, and, increasing 2,6-lutidine concentration dimerization was progressively suppressed. Indirect electrolysis of substrate 2 in MeCN containing pyridine, mediated by Fe(bpy)3(PF6)2, afforded ketone (1) in 70% yield. Under similar conditions but absence of base, in the presence of Fe(bpy)3(PF6)2, [Fe(dafipy)2](PF6)2 or (4-Br-C6H4)3N the corresponding dimeric product was isolated in 26-53% yields. Using Fe(bpy)3(PF6)2 as mediator and 2,6-lutidine as base, the electrolysis of 3 in acetonitrile led to a ketone 1/ alcohol 2 mixture (6.6 and 28.2%). Current controlled electrolyses carried out in MeOH/NaOMe, with substrates 1, 3, 4 and 14 afforded only nuclear methoxylation products, e.g. l-acetyl-4,5,5,6-tetramethoxy-cyclohexa-1,3-diene, isolated in 71 % yield from the electrolysis of substrate 1. Mechanistic proposals for the electrochemical oxidation of the examined substrates were made based on electrochemical methods, product analysis and semi-empirical molecular orbital ca1culations.

Neste trabalho, foram desenvolvidos MicroLaboratórios Autônomos (MLA), baseados no conceito de MicrosSistemas de Análise Total (TAS), que permitem a integração das etapas associadas ao método analítico em único dispositivo. Os MLA foram fabricados utilizando a tecnologia LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics), que permitiu um alto grau de integração das plataformas químicas microfluídica e eletrônica, utilizando o mesmo substrato. O MLA amperométrico foi construído de forma a integrar canais, misturadores e eletrodos (auxiliar, de referência e de trabalho (sendo o último facilmente removível, tornando o dispositivo mais versátil)). Também, possui integrado em sua superfície um potenciostato, capaz de aplicar potenciais constantes e registrar com precisão correntes na faixa de nA a A. Com o equipamento, foram realizadas medições de cianeto de ferro e cloro livre confirmando a funcionalidade do MLA amperométrico. Para tal, foram testadas concentrações de K4Fe(CN)6 variando de 0,1 3 mM, apresentando faixa linear de 0,1 a 0,75 mM com coeficiente de correlação linear de 0,997 e RSD de 1,91 % (calculado para a amostra de 0,75 mM, n = 13). Cloro livre foi medido na faixa de 0,35 7,10 mM apresentando resposta linear com r2 = 0,998, o RSD obtido foi de 1,93 % (3,5 mM; n = 15). O cloro livre foi medido em amostra reais de piscinas na faixa 0,4 a 1,1 mg L-1 e os resultados foram comparados com o método DPD (Ndietil- p-fenilenodiamina) apresentando resultados similares com r2 = 0,91. O MLA fotométrico segue o mesmo princípio do amperométrico com canais, misturadores, célula de fluxo, detector, arranjo de LEDs (420, 480, 515, 565, 590, 630 e 700 nm) e eletrônica de controle integrados no mesmo substrato. O equipamento foi desenvolvido permitindo dois modos de operação: espectrofotômetro e fotômetro. No modo espectrofotométrico foi empregado na determinação qualitativa e quantitativa de diversos corantes (alaranjado de metila, azul de metileno, verde de bromocressol e vermelho de fenol). Já na opção fotométrico foi usado na determinação de fósforo reativo em águas, por meio de um sistema completamente automatizado. Neste caso, o controle de diversas válvulas e uma bomba peristáltica permitiu a implementação de procedimentos de automatização como: multicomutação, amostragem binária e parada de fluxo (stopped flow. A utilização deste sistema automatizado permitiu a comparação entre dois métodos de preparações de amostra: diluição on-line (utilizando as válvulas) e preparadas manualmente. Para ambos os casos foram analisadas duas faixas de concentrações (0,1 a 1 mg L-1 e 1,5 a 15 mg L-1). A primeira faixa apresentou-se linear para ambos os métodos de preparação de amostra, apresentando limites de detecção para fósforo reativo de 15,8 g L-1 e 14,9 g L-1. Por outro lado, foi observado que a segunda faixa de concentração não obedece à lei de Beer. Na segunda faixa, a curva analítica foi linear no intervalo de concentração de 1,5 a 7,5 mg L-1 de fósforo reativo com r2 = 0,965 e RSD de 0,43 % (7,5 mg L-1, n = 3). A frequência de medições analíticas foi de 30 determinações por hora, o que indica que a plataforma proposta pode ser utilizada em monitoramente contínuo e de tempo real. / Analysis System (uTAS) concept which allows the integration of all steps related to an analytical process in a single device. The developed MLAs were used to monitor water quality. The MLAs were fabricated using the LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics) technology which allows a high integration level between chemical, microfluidics and electronics platforms on the same substrate. The amperometric MLA was build in order to integrate channels, mixers and electrodes (reference, auxiliary and work) being the last one easily removable making the device even more versatile. It also has, integrated on its surface, a potentiostate capable of applying constant voltages and precisely recording currents in the range from nA to A. With this equipment, measurements were conducted for free chlorine and iron, confirming the functionality of the amperometric MLA. Concentrations from 0,1 to 3 mM of K4Fe(CN)6 were evaluated obtaining a linear range from 0,1 to 0,75 mM with a linear correlation coefficient of 0,997 and a RSD of 1,91 % (calculated for the 0,75 mM sample with n = 13). Free chlorine was evaluated in the range from 0,35 to 7,10 mM obtaining a linear response with a r2 = 0,998, the obtained RSD was 1,93 % (for 3,5 mM; n = 15). Free chlorine was also evaluated in real samples from swimming pools in the range from 0,4 to 1,1 mg·L-1, comparing the results with those obtained by the colorimetric DPD method, showing similar values with a r2 = 0,91. The photometric MLA follows the same principle of the amperometric one, with channels, mixers, flow cell, detector, LEDs array (420, 480, 515, 565, 590, 630 e 700 nm) and control electronics, integrated in the same substrate. This equipment was developed for two operation modes: spectrophotometric and photometric. The spectrophotometric mode was used for qualitative and quantitative determination of different dyes (methyl orange, methylene blue, bromocressol green and phenol red). The photometric option was used for the determination of phosphate concentration in water, by means of a fully automated system. In this case the control of several valves and a peristaltic pump allowed the implementation or automated procedures like multicommutation, binary sampling and stopped flow. The use of this automated system allowed the comparison between two methods for sample preparation: online dilution (with valves) and manual preparation. In both cases two concentration ranges were evaluated (0,1 a 1 mg L-1 and 1,5 a 15 mg L-1). The first range linear for both sample preparation methods, with detection limits of 15,8 g L-1 e 14,9 g L-1 for orthophosphate. On the other side it was observed that in the second range of concentrations it does not obey the Beers law. In the second range, the analytics curve was linear in the interval from 1,5 to 7,5 mg L-1 of orthophosphate with a r2 = 0,965 and a RSD of 0,43 % (7,5 mg L-1, n = 3). The analytical frequency was about 30 determinations per hour, which indicates a good performance of the proposed device for on-line and real time monitoring.

A reação de redução de oxigênio (RRO) foi estudada em eletrodos lisos de platina e prata recobertos com filmes de quitosana e em eletrodos porosos de Pt/C, Ag/C, MnyOx/C e TiO2/C na ausência e na presença de filmes à base de quitosana, em eletrólito alcalino. Nestes estudos foram empregadas curvas de polarização em estado estacionário, obtidas em eletrodos de disco rotatório (EDR) e em células a combustível alcalina (CCA) unitárias, através das quais foram construídos os correspondentes diagramas de curvas de Tafel e os gráficos de Levich. Os estudos realizados em EDRs permitiram estabelecer-se uma boa compreensão da atividade catalítica e dos mecanismos envolvidos na RRO. Foi observada uma diminuição da atividade eletrocatalítica dos eletrodos metálicos (Pt e Ag lisos e porosos) quando na presença dos filmes de quitosana, havendo também uma mudança no mecanismo da reação. Assim, nos experimentos de EDR verificou-se que em altas densidades de corrente a etapa determinante da velocidade é a adsorção do oxigênio, em contraste com os eletrodos sem o filme para os quais a etapa determinante é a difusão do oxigênio. Nestes casos não foi possível calcular o número de elétr. Já, nos casos dos eletrodos de MnyOx/C e TiO2/C não foi observada nenhuma diminuição significativa na atividade eletrocatalítica destes materiais na presença dos filmes de quitosana, assim como no mecanismo da reação na presença dos filmes (inclusive no número de elétrons envolvidos na reação), apesar de se notar um pequeno aumento nos valores dos coeficientes de Tafel. Foram também realizados testes de alguns dos materiais como cátodos em células a combustível alcalinas unitárias alimentadas com hidrogênio/oxigênio, tendo sido verificado que o desempenho é promissor, apesar de ser inferior ao de células com eletrólito de membrana ácidas. / The oxygen reduction reaction was studied on smooth platinum and silver electrodes recovered with chitosan films and on Pt/C, Ag/C, MnyOx/C e TiO2/C porous electrodes in the presence or absence of chitosan-based films in alkaline electrolyte. These studies were carried out using steady state polarization measurement, obtained in a rotating disc electrode (RDE) and in alkaline fuel cells (AFC) (single cell), from which the corresponding Tafel curves and Levich plots were built. The studies carried out using the RDE had allowed establishing a good understanding of the catalytic activity and of the involved RRO mechanisms. A reduction in the electrocatalytic activity of the metallic electrodes and a change in the reaction mechanism (Pt and Ag smooth and porous) were caused by the presence of the chitosan films Thus, the RDE experiments showed that at high current densities the rate determining step of the ORR is the oxygen adsorption, in contrast to the electrodes without the film for which the rate determining step is the oxygen diffusion. In these cases it was not possible to calculate the number of electrons involved in the reaction. In the cases of the MnyOx/C and TiO2/C electrodes no significant change in the electrocatalytic activity, as well as in the reaction mechanism were caused due to the presence of the films (also in the number of electrons involved in the reaction), although a small increase in the Tafel coefficient values was noted. Also, tests of some of the materials as cathodes in AFC single cells with hydrogen/oxygen were carried out. These results showed that the performance is promising, although inferior to those of acid membrane electrolyte fuel cells.

A presente tese fornece uma revisão bibliográfica dos trabalhos mais importantes sobre as reduções catódicas e anódicas do grupo carbonila em aldeídos, cetonas, dicetonas, cetonas α, β-insaturadas, cetoácidos, cetoésteres, e ésteres α, &#946 -insaturados. São descritas as sínteses por nós efetuadas de 13 hidroxi e cetoésteres metílicos, a saber: mandelato , 4-carbometoxi, 4-cloro, 4-nitro e 4-metoximandelatos, α-fenil-β-hidroxibutirato, fenilglioxilato, 4-carbometoxi, 4-cloro, 4-nitro e 4-metoxifenilglioxilatos,benzilpiruvato e piruvato. A pureza desses compostos foi testada por meio de espectroscopia no I.V .e R.M.N., cromatografia de gás ou em camada delgada e, em alguns casos, por análise elementar. 4-nitrofenilglioxilato, 4-carbometoxifenilglioxilato e 4-carbometoximandelato, compostos ainda não descritos na literatura, foram caracterizados e analisados. O trabalho fornece as eletrólises, com eletrodos de platina em metanol, de 10 cetoésteres que incluem, além dos acima enumerados, o α -cetobutirato de metila, 4-cetopimelato de etila e o cetomalonato de etila. Os produtos de reação obtidos foram identificados por métodos cromatográficos e espectroscópicos. São apresentadas dois tipos de experiências eletrolíticas: as simples e as que foram acompanhadas em tempos periódicos pela análise cromatográfica, sendo as primeiras, em alguns casos, repetidas, variando-se o tempo da eletrólise. Os resultados obtidos demonstram que são reduzidos aos hidroxiésteres correspondentes os seguintes cetoésteres contendo anel aromático: fenilglioxilato, 4-cloro e 4-carbometoxifenilglioxilatos e benzilpiruvato, como também, os 2 cetoésteres alifáticos -α -cetobutirato e piruvato. Entretanto, verifica-se que tanto 4-nitro e 4-metoxifenilglioxilatos como cetomalonato e 4-cetopimelato não sofrem redução. Estes resultados comparados com os anteriores do nosso laboratório, permitem sugerir a seguinte ordem de velocidade da redução: α -cetovalerato > α-cetobutirato > piruvato > fenilglioxilato) > 4-clorofenilglioxilato > 4-carbometoxifenilglioxilato. São fornecidas provas de que a falta de reatividade de 4-nitrofenilglioxilato e cetomalonato e a diminuição de reatividade de 4-cloro e 4-carbometoxifenilglioxilatos, como também, de piruvato são devidas à existência do equilíbrio cetoéster-semiacetaléster nestes compostos, em metanol. Finalmente, é apresenta.da uma discussão do mecanismo da redução de cetoésteres que justificaria a diminuição de reatividade de fenilglioxilato em relação aos α-cetoésteres alifáticos e a falta de reatividade. de 4-cetopimelato e 4-metoxifenilglioxilatonilglioxilato. / The present work describes the syntheses of some aliphatic and aromatic α-hydroxy - and α-keto-methyl esters and reports the electrolyses of the latter, in methanol, at a platinum cathode Some simple electrolytic experiments, varying the experimental conditions as well as those in which the transformations occurring during the electrolyses were followed by gas chromatography, are described. The reactivities towards cathodic reduction are reported and the following order of the relative rate for the reduction is suggested: α-oxovalerate > α-oxobutyrate > pyruvate> phenylglyoxylate > 4-chlorophenylglyoxylate > 4-methoxycarbonylphenylglyoxylate .No reduction is found to occur with 4-methoxyphenylglyoxylate 4-nitrophenylglyoxylate or 4-oxopymelate .An explanation for these differences in reactivities is suggested on the basis of electronic effects, steric inhibition of coplanarity, and hemiacetal formation

Resumo O presente trabalho teve como objetivo sintetizar e caracterizar um novo complexo trinuclear de rutênio, [Ru3O(CH3OO)6(3-pic)2(NO)]+, através de rotas sintéticas previamente descritas na literatura para complexos análogos. Para a obtenção deste complexo, foram necessárias cinco etapas de síntese, cada qual gerando o precursor da etapa seguinte. Os complexos precursores [Ru3O(CH3OO)6(3-pic)3]+, [Ru3O(CH3OO)6(3-pic)2(CO)] e [Ru3O(CH3OO)6(3-pic)2(H2O)]+, foram caracterizados por técnicas espectroscópicas e voltamétricas. Para o complexo de interesse, [Ru3O(CH3OO)6(3-pic)2(NO)]+, além da caracterização por técnicas espectroscópicas e voltamétricas, foram realizados estudos de fotólise e de interação com albumina de soro humano (HSA). Pelas técnicas espectroscópicas, pudemos ratificar as estruturas propostas tanto para o nitrosilo quanto para os precursores estudados. Para a caracterização do complexo [Ru3O(CH3OO)6(3-pic)2(NO)]+, utilizando a técnica de espectroscopia de infravermelho verificamos a coordenação do ligante NO ao centro metálico [Ru3O], devido ao estiramento característico deste ligante. Os espectros de absorção UV-vis e RMN mostraram que existe uma forte interação entre o elétron desemparelhado do centro metálico e o elétron do ligante NO. Pelos estudos de voltametria cíclica, observamos que os processos redox envolvendo o ligante NO, são compartilhados com o centro metálico. A fotólise do complexo [Ru3O(CH3OO)6(3-pic)2(NO)]+, mostrou-se eficiente, uma vez que a liberação fotoinduzida do NO ocorreu na região do visível e em pH fisiológico. Pelos estudos de supressão de fluorescência, observamos que o complexo realmente interage com a HSA na proporção de 1:1, na região em que se encontra o resíduo de triptofano. / The aim of the present study was synthesize and characterize a new trinuclear ruthenium complex, [Ru3O(CH3OO)6(3-pic)2(NO)]+, via synthetic routes previously described in the literature for analogous complexes. To obtain this complex, it took five synthetic steps, each one yielding a precursor for the next step. The precursor complexes [Ru3O(CH3OO)6(3-pic)3]+, [Ru3O(CH3OO)6(3-pic)2(CO)] and [Ru3O(CH3OO)6(3-pic)2(H2O)]+, were characterized by spectroscopic and voltammetric techniques. For the complex of interest, [Ru3O(CH3OO)6(3-pic)2(NO)]+, in addition to characterization by spectroscopic and voltammetric studies, it was carried out photolysis and interaction with human serum albumin. By spectroscopic techniques, we could confirm the proposed structures for both the nitrosyl and precursors. For characterization of the complex [Ru3O(CH3OO)6(3-pic)2(NO)]+, infrared spectroscopy allowed us to verify that the ligand coordination to the metal center [Ru3O], due to the characteristic stretching band of that ligand. The absorption spectra of UV-vis and NMR showed that there is a strong interaction between the unpaired electron of the metal center and the NO ligand. By cyclic voltammetry studies, we observed that the redox processes involving the NO ligand are shared with the metal center processes. The photolysis of the complex [Ru3O (CH3OO) 6 (3-pic) 2 (NO)] +, was efficient, since the photoinduced release of NO occurred in the visible region and at physiological pH. By fluorescence quenching studies, we observed that the complex actually interacts with the HSA in a 1:1 ratio, in the region which is the residue of tryptophan.

A presença de defensivos agrícolas no meio ambiente, mesmo que em baixas concentrações (ng L-1/ μg L-1), representa uma potencial fonte de perturbação endócrina para os seres vivos. Neste cenário, destacam-se os herbicidas alaclor e atrazina, que são amplamente utilizados no combate a ervas daninhas. Entretanto, a Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA) classifica como carcinogênicos, desreguladores endócrinos e seu limite, em água, não pode ultrapassar 2 e 3 μg L-1, respectivamente. O objetivo deste trabalho foi estudar a degradação eletroquímica do alaclor e atrazina, utilizando uma célula do tipo filtro-prensa, e um ânodo dimensionalmente estável (ADE) de composição nominal Ti/Ru0,3Ti0,7O2, pH inicial fixo em 3 e a temperatura em 25 ºC, uma vez que, os métodos convencionais de tratamento não são totalmente eficientes na remoção destes compostos orgânicos nos sistemas aquosos. Inicialmente realizou-se apenas a degradação eletroquímica do herbicida alaclor (100 mg L-1) via planejamento fatorial de ponto central do tipo 32, tendo como variáveis, a concentração do eletrólito suporte cloreto de sódio (0,05, 01 e 0,15 g L-1) e a densidade de corrente (10, 30 e 50 mA cm-2), obtendo como melhor resposta, 93,45 % de remoção e 71,6 % de mineralização, ao usar CNaCl de 0,15 g L-1 e 50 mA cm-2. Porém, a CNaCl de 0,15 g L-1 e densidade de 30 mA cm-2 foi escolhida como a melhor condição estudada, em virtude do seu menor valor de consumo energético e por apresentar a taxa de remoção (93,6%) e mineralização (71,24%) próximas ao uso da maior densidade de corrente. Só então, na melhor condição, obtida previamente a partir dos experimentos de degradação do alaclor, que realizou-se a oxidação de 100 mg L-1 de atrazina e da mistura dos herbicidas. Também foi observado uma cinética de pseudo primeira ordem na oxidação dos herbicidas, e, além disso, foi realizada a identificação dos intermediários e/ou produtos de degradação do alaclor e atrazina através da técnica de CLAE acoplada a um espectrômetro de massas. / The pesticides presence in environment represents a potential endocrine disturbance source for the living beings, even in low concentrations (ng L-1/ μg L-1). The herbicides alachlor and atrazine are important to highlight, these herbicides are widely used to combat weeds herbs. However, the Environmental Protection Agency (EPA) classifies alachlor and atrazine as carcinogens, endocrine disruptors and their water limit may not exceed 2 and 3 μg L-1, respectively. The aim of this work was to study the electrochemical degradation of alachlor and atrazine, using a filter-press cell, and a dimensionally stable anode (DSA) with a nominal composition Ti/Ru0.3Ti0.7O2, fixed initial pH of 3 and temperature of 25ºC. The conventional treatment methods are not completely effective to remove these organic compounds in aqueous systems. Initially, only an electrochemical degradation of alachlor (100 mg L-1) was made by factorial design center point type 32, considering as variables: the supporting electrolyte sodium chloride concentration (0.05, 0.1 and 0.15 g L-1) and current density (10, 30 and 50 mA cm-2). In this initial degradation was obtained as better result: 93.45% of removal and 71.6% of mineralization of alachlor, using CNaCl of 0.15 g L-1 and 50 mA cm-2. However, CNaCl of 0.15 g L-1 and a density of 30 mA cm-2 was chosen as the best condition studied, in the reason of its lower energy consumption value and presents a removal rate (93.6%) and the mineralization (71.24%) closer to the use of higher current density. The electrolyses of 100 mg L-1 of atrazine and the herbicides mixture were performed only in the best condition, previously obtained with alachlor degradation experiments. In addition, a kinetic of pseudo first order for both herbicides and their mixture oxidation was observed, and besides, the identification of intermediates and/or degradation products of alachlor and atrazine was performed by liquid chromatography coupled to mass spectrometry (LC-MS).

Dispositivos baseados em eletrônica orgânica já estão presentes há vários anos no mercado com displays de OLEDs com alta definição de cores e contraste. Atualmente, essas telas são fabricadas com o uso de pequenas moléculas orgânicas depositadas por técnicas de evaporação a vácuo. A possibilidade de deposição dos materiais poliméricos em solução traz vantagens de fabricação com relação a custos e a velocidade de processamento, além de maiores escalas dimensionais. No entanto, diversos entraves técnicos ainda precisam ser superados para garantir desempenho e estabilidade de dispositivos eletrônicos e optoeletrônicos orgânicos. Neste sentido, este trabalho apresenta um equipamento de deposição roll-to-roll de proporções laboratoriais, com o intuito de servir de ponte entre o desenvolvimento acadêmico e as técnicas de produção industriais. Uma primeira versão do equipamento, já apresentado no trabalho de mestrado, foi agora modificado e atualizado com novas funcionalidades. Ele tornou-se mais completo e de operacionalidade mais eficiente, e foi utilizado para a deposição de várias camadas de dispositivos, incluindo a fabricação de eletrodos semitransparentes e da camada ativa de dispositivos luminescentes. Para solucionar as limitações do óxido de estanho e índio (principal condutor semitransparente atualmente) sobre substratos flexíveis, foi validado um eletrodo alternativo, através da síntese e aplicação de nanofios de prata e do polímero condutor PEDOT:PSS por diferentes técnicas de deposição. Também foi investigada a camada ativa de células eletroquímicas emissoras de luz (LEC), depositadas pela técnica slot-die, variando-se o polímero luminescente, de emissão azul, e o solvente utilizado. Por fim, foram fabricados dispositivos luminescentes do tipo LEC com diferentes arquiteturas e sobre diferentes substratos. O dispositivo final apresentado foi fabricado com eletrodos otimizados, depositados por spray com nanofios de prata e PEDOT:PSS, sendo os dois eletrodos semitransparentes. Com isso, obteve emissão em ambas as polaridades e em ambas as direções. / Devices based on organic electronics have been present for some years on the market with OLED displays with high color definition and contrast. Currently, these screens are manufactured using organic small molecules deposited by vacuum evaporation techniques. The possibility of deposition of polymeric materials in solution brings manufacturing advantages in terms of costs and processing speed, as well as larger dimensional scales. However, several technical barriers still need to be overcome to ensure performance and stability of organic electronic and optoelectronics devices. In this sense, this work presents roll-to-roll deposition equipment of laboratory proportions, in order to serve as a bridge between academic development and industrial production techniques. A first version of the equipment, already presented in the master\'s work, has now been modified and updated with new functionalities. It has become more complete and more operationally efficient, and has been used for the deposition of several layers of devices, including the manufacture of semitransparent electrodes and the active layer of luminescent devices. To solve the limitations of indium tin oxide (the main semitransparent conductor today) on flexible substrates, an alternative electrode was validated through the synthesis and application of silver nanowires and the PEDOT:PSS conductive polymer by different deposition techniques. It was also investigated the active layer of light-emitting electrochemical cells (LEC), deposited by the slot-die technique, varying the blue-emitting luminescent polymer and the solvent used. Finally, luminescent LEC devices were manufactured with different architectures and on different substrates. The final device presented was manufactured with optimized electrodes, deposited by spray with silver nanowires and PEDOT:PSS, the two electrodes being semi-transparent. With this, it obtained emission in both polarities and in both directions.