Orientador: Maria Valnice Boldrin Zanoni / Banca: Jeosadaque José de Sene / Banca: Manoel Lima de Menezes / Banca: Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza / Banca: Christiane de Arruda Rodrigues / Resumo: Na primeira etapa deste trabalho, o comportamento cromatográfico do corante Disperso Dispersol Black CVS, e seus componentes isolados, foi investigado através do uso da técnica de cromatografia líquida de alta eficiência com detector de arranjo de diodos. A análise do cromatograma evidenciou a presença de 3 corantes dispersos distintos presentes na amostra comercial de CVS e identificados como sendo Laranja CVS, Violeta CVS e Azul CVS. A separação das espécies foi otimizada através do estudo da composição e da proporção da fase-móvel, da temperatura da coluna e da vazão da fase móvel. As melhores condições foram estabelecidas como sendo a fase móvel acetonitrila/água na proporção de 85:15, a temperatura da coluna de 40 °C e vazão de 1,0 mL min1. Nestas condições, os corantes Laranja CVS, Violeta CVS e Azul CVS, presentes na formulação comercial do corante Disperso Dispersol Black CVS, foram identificados pelos tempos de retenção e pelas bandas de máxima absorção e são caracterizados em 5,7 minutos e 430 nm, 7,3 minutos e 562 nm e 9,3 minutos e 592 nm, respectivamente. Com intuito de desenvolver uma metodologia analítica para detecção destes corantes em amostras ambientais, curvas analíticas das espécies foram traçadas e o método caracterizou-se como adequado para a análise de traços dessas substâncias em amostras reais. O perfil eletroquímico das espécies foi também investigado e em meio de acetonitrila foi possível estabelecer possíveis rotas metabólicas de oxidação e redução para estes corantes. A degradação fotoeletrocatalítica do corante CVS em meio aquoso foi investigada em eletrodos de filmes finos de Ti/TiO2 e os parâmetros inerentes à técnica foram estudados. Os resultados apresentaram-se satisfatórios para a remoção de cor e degradação destas espécies. / Abstract: In the first step of this work the chromatographic behavior of the Dispersol Black CVS Disperse dye and their isolated species were investigated by High Performance Liquid Chromatography with diode array detection. The chromatogram showed 3 Disperse dyes that are unlike and are present in the CVS commercial sample. The dyes were identified as Laranja CVS, Violeta CVS and Azul CVS. The species were separated and the chromatographic conditions were optimized to the mobile-phase, column temperature and mobile phase flow rate. The best conditions were established as acetonitrile/water 85:15, the oven temperature was 40 °C and flow rate was 1.0 mL min-1. In these conditions the Laranja CVS, Violeta CVS and Azul CVS present in the commercial sample of Dispersol dye were identified by the retention time and wavelength and are characterized in 5.7 minutes and 430 nm to Laranja CVS, 7.3 minutes and 562 nm to Violeta CVS and finally 9.3 minutes and 592 nm to Azul CVS. The aim of this work was develop a sensible and selective method to identify and quantify these species in environmental samples by analytical curves and was possible to conclude that the chromatographic method was satisfactory for this purpose. The electrochemical behavior of these dyes was investigated in acetonitrile and water media and was possible to establish the oxidative and reductive metabolic routes as model for this kind of dye. The photoelectrocatalysis of CVS dye in aqueous media was studied by using Ti/TiO2 thin films photoanodes. The results showed total color removal and 61% of mineralization. In addition, The effluent treated by the photoelectrocatalytic method showed a much lower mutagenicity compared to the effluent treated by the conventional chemical chlorination method. / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-07-25Bitstream added on 2014-06-13T19:24:13Z : No. of bitstreams: 1 carneiro_pa_dr_araiq.pdf: 1581321 bytes, checksum: 21c18d92481063c9db81138e7e2ef14a (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Na primeira etapa deste trabalho, o comportamento cromatográfico do corante Disperso Dispersol Black CVS, e seus componentes isolados, foi investigado através do uso da técnica de cromatografia líquida de alta eficiência com detector de arranjo de diodos. A análise do cromatograma evidenciou a presença de 3 corantes dispersos distintos presentes na amostra comercial de CVS e identificados como sendo Laranja CVS, Violeta CVS e Azul CVS. A separação das espécies foi otimizada através do estudo da composição e da proporção da fase-móvel, da temperatura da coluna e da vazão da fase móvel. As melhores condições foram estabelecidas como sendo a fase móvel acetonitrila/água na proporção de 85:15, a temperatura da coluna de 40 °C e vazão de 1,0 mL min1. Nestas condições, os corantes Laranja CVS, Violeta CVS e Azul CVS, presentes na formulação comercial do corante Disperso Dispersol Black CVS, foram identificados pelos tempos de retenção e pelas bandas de máxima absorção e são caracterizados em 5,7 minutos e 430 nm, 7,3 minutos e 562 nm e 9,3 minutos e 592 nm, respectivamente. Com intuito de desenvolver uma metodologia analítica para detecção destes corantes em amostras ambientais, curvas analíticas das espécies foram traçadas e o método caracterizou-se como adequado para a análise de traços dessas substâncias em amostras reais. O perfil eletroquímico das espécies foi também investigado e em meio de acetonitrila foi possível estabelecer possíveis rotas metabólicas de oxidação e redução para estes corantes. A degradação fotoeletrocatalítica do corante CVS em meio aquoso foi investigada em eletrodos de filmes finos de Ti/TiO2 e os parâmetros inerentes à técnica foram estudados. Os resultados apresentaram-se satisfatórios para a remoção de cor e degradação destas espécies. / In the first step of this work the chromatographic behavior of the Dispersol Black CVS Disperse dye and their isolated species were investigated by High Performance Liquid Chromatography with diode array detection. The chromatogram showed 3 Disperse dyes that are unlike and are present in the CVS commercial sample. The dyes were identified as Laranja CVS, Violeta CVS and Azul CVS. The species were separated and the chromatographic conditions were optimized to the mobile-phase, column temperature and mobile phase flow rate. The best conditions were established as acetonitrile/water 85:15, the oven temperature was 40 °C and flow rate was 1.0 mL min-1. In these conditions the Laranja CVS, Violeta CVS and Azul CVS present in the commercial sample of Dispersol dye were identified by the retention time and wavelength and are characterized in 5.7 minutes and 430 nm to Laranja CVS, 7.3 minutes and 562 nm to Violeta CVS and finally 9.3 minutes and 592 nm to Azul CVS. The aim of this work was develop a sensible and selective method to identify and quantify these species in environmental samples by analytical curves and was possible to conclude that the chromatographic method was satisfactory for this purpose. The electrochemical behavior of these dyes was investigated in acetonitrile and water media and was possible to establish the oxidative and reductive metabolic routes as model for this kind of dye. The photoelectrocatalysis of CVS dye in aqueous media was studied by using Ti/TiO2 thin films photoanodes. The results showed total color removal and 61% of mineralization. In addition, The effluent treated by the photoelectrocatalytic method showed a much lower mutagenicity compared to the effluent treated by the conventional chemical chlorination method.

Orientador: José Humberto Dias Da Silva / Banca: Marcio Medeiros Soares / Banca: Antonio Ricardo Zanatta / Banca:José Roberto Ribeiro Bortoleto / Banca: Andre Luis de Jesus Pereira / Resumo: A motivação para este trabalho foi buscar uma melhor compreensão sobre o processo de crescimento dos filmes de óxido de cobalto pela técnica de DC magnetron sputtering reativo. Os filmes de interesse foram depositados sobre substratos de sílica amorfa (a -SiO2 ), aluminato de lantânio (LaAlO3 ) e safira - c (Al2O3- c) usando diferentes valores de potência de deposição e fluxo de oxigênio . As condições de crescimento dos filmes foram analisadas utilizando simulação computacional do processo de sputtering reativo baseada no modelo de Depla, medidas da emissão óptica das espécies presentes no plasma e monitor amento da taxa de crescimento através de uma microbalança de quartzo. Os resultados de difração de raios X mostraram que em baixa potência é obtida a fase Co3O4 espinélio, enquanto que em alta potência os filmes apresentaram a fase CoO cúbica . A s simulações computacionais do processo de sputtering reativo indicaram que, quando as potências de deposição são baixas, o processo de crescimento dos filmes ocorre com o alvo no regime "envenenado" . Em contraste, altas potencias favorece m o regime metálico do alvo. Medidas de emissão do plasma de deposição mostraram que em baixa potência de deposição a intensidade da linha de emissão do oxigênio é alta, porém com o aumento da potência sua intensidade diminui e a d a linha do cobalto aumenta. O s filmes de Co 3 O 4 depositados sobre substratos cristalinos apresentaram resultados promissores . Medidas de difração de raios X de... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The motivation for this work was to obtain a better understanding of the growth process of cobalt oxides by the DC magnetron reactive sputtering technique. The films were dep osited on amorphous silica (a-SiO2), lanthanum aluminate (LaAlO3) and sapphire-c (c-Al2O3) substrates using different values of deposition power and oxygen flow. The conditions of growth of the films were analyzed using the optical analysis of the species present in the plasma and the monitoring of the growth rate through a quartz microbalance. The X-ray diffraction results showed that at lower powers the Co3O4 phase was obtained, while at high er power s the films presented the CoO cubic phase. The computational simulations of the reactive sputtering process indicated that, at low deposition power, the gro wth process of the films occurs with the target in the "poisoned" regime, while in high powers it favors the metallic regime of the target. Plasma emission measurements showed that at low deposition power the oxygen intensity is high while at high power it s intensity decreases and that of cobalt increases. The Co 3 O 4 films deposited on crystalline substrates showed promising results. High - resolution X-ray diffraction measurements using synchrotron radiation indicated that the deposition of Co3O4 on c-Al2O3 resulted in epitaxial growth, in which the direction [111] is perpendicular to the surface of the c - sapphire (0001) substrates. However, the deposition on LaAlO 3 resulted in growth with str... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Fernando Rogério de Paula / Resumo: Questões ambientais vêm sendo destaque nos meios de comunicação, motivando a busca por técnicas e materiais que possam amenizar os efeitos nocivos ao meio ambiente causados pelo crescimento populacional. Dentre essas técnicas, os Processos Oxidativos Avançados vêm se desenvolvendo, pois possibilitam a degradação de poluentes por meio da atividade fotocatalítica de alguns materiais semicondutores. O dióxido de titânio é um dos materiais semicondutores que se destacam nessa aplicação devido a suas propriedades físicas e químicas. No presente trabalho, o dióxido de titânio foi sintetizado por uma nova rota sintética envolvendo oxisulfato de titânio, peróxido de hidrogênio e água deionizada. Inicialmente, as amostras foram sintetizadas com diferentes concentrações de peróxido de hidrogênio e tratadas termicamente a 600 °C. A morfologia, estrutura e atividade fotocatalítica dessas amostras foram analisadas. Os resultados mostraram que concentrações a partir de 0,392 mol/L de H2O2 proporcionaram a formação de microtubos e que esta morfologia favorece a atividade fotocatalítica do dióxido de titânio. A temperatura de tratamento térmico foi outro parâmetro estudado, amostras foram sintetizadas com uma concentração fixa de 0,392 mol/L de peróxido de hidrogênio e submetidas a diferentes temperaturas. Os resultados obtidos com difratometria de raios-X mostraram a existência de fases puras anatase e rutilo, assim como fases mistas com diferentes percentuais. Dentre elas, a amostra tratad... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T07:05:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 289236.pdf: 1058520 bytes, checksum: 495b13291ecda956ec028991ef27097f (MD5) / Materiais nanoestruturados representam um estado intermediário entre átomos, moléculas e matéria condensada, permitindo que suas propriedades sejam diferenciadas e/ou intensificadas em relação ao seu sólido estendido. Nanotubos, nanofios, nanobastões, nanofolhas e nanofitas, são exemplos de nanoestruturas que atraem considerável atenção, devido as suas propriedades físicas e químicas exclusivas, com aplicações potenciais em dispositivos eletrônicos e fotoelétricos. A síntese destas nanoestruturas, utilizando como matéria-prima o dióxido de titânio (TiO2) tem sido intensivamente investigada para aplicações em fotocatálise, a qual tem se mostrado promissora em aplicações ambientais. O objetivo principal deste trabalho foi encontrar os melhores parâmetros para a síntese hidrotérmica alcalina de nanoestruturas (em especial nanofitas), a partir de óxido de titânio, com potencial fotocatalítico, visando à inibição de crescimento da bactéria Escherichia coli, verificados após teste de difusão em ágar Muiller-Hilton. Foi inventigado também a influência de tratamentos pós-síntese na atividade fotocatalítica: dopagem com íons Ag+ e lavagem com água destilada. Conclui-se que as nanoestruturas, principalmente devido a presença de nanofitas, obtidas com os novos parâmetros propostos para a síntese hidrotérmica, com 2 M de TiO2 anatase em solução aquosa de NaOH 10 M autoclavados a 145 ± 1 ºC durante 24 horas, apresentaram alto potencial fotocatalítico na inibição do crescimento das bactérias E. coli, obtendo-se halo inibitório de 100%. Este resultado foi superior ao encontrado para o antibiótico comercial amoxicilina. A adição de íons Ag+ na região interparedes e a lavagem com água destilada alteraram a morfologia e a estrutura cristalina, diminuindo a fotoatividade. A prata mostrou-se suficiente para apresentar atividade bactericida, não necessitando de iluminação e/ou suporte catalítico. A caracterização das nanoestruturas revelou que absovem luz UV com ? < 372 nm; morfologia de nanofitas em novelos de nanoestruturas; superfíce formada pelos elementos Na, O e Ti; e com forma cristalina estrutural predominante de titanatos lamelares de sódio da família A2TinO2n+1 e A2TinO2n+1.nH2O, estes mantendo água entre as lamelas. Recomenda-se que novas pesquisas sobre as potencialidades de aplicações ambientais das nanoestruturas sintetizadas, com os parâmetros desta pesquisa, sejam realizadas. / Nanostructured materials represent an intermediate state between atoms, molecules and condensed matter, allowing their properties to be differentiated and/or strengthened in relation to its extended solid. Nanotubes, nanowires, nanorods, nanosheets and nanobelts, are examples of nanostructures that attract considerable attention due to their unique physical and chemical properties, with potential applications in electronic devices and photoelectric. The synthesis of these nanostructures, using as raw material titanium dioxide (TiO2) has been intensively investigated for applications in photocatalysis, which has shown promise in environmental applications. The main objective of this study was to find the best parameters for the alkaline hydrothermal synthesis of nanostructures (particularly nanoribbons), from titanium oxide, photocatalytic potential, aiming at inhibiting the growth of the bacterium Escherichia coli, verified after diffusion test Muille-Hilton agar. Inventigado was also the influence of post-synthesis treatments on the photocatalytic activity: doping with Ag+ and washing with distilled water. It is concluded that the nanostructures, mainly due to the presence of nanoribbons obtained with the new parameters proposed for the hydrothermal synthesis, using 2 M of TiO2 anatase in aqueous NaOH 10 M autoclaved at 145 ± 1 ° C for 24 hours exhibited a high photocatalytic potential in inhibiting the growth of the E. coli, obtaining 100% inhibition halo. This result was higher than that found for the commercial antibiotic amoxicillin. The addition of Ag+ ions in the region interparedes and washing with distilled water altered the morphology and crystal structure, decreasing the photoactivity. Silver proved to be sufficient to produce bactericidal activity and does not require lighting and / or catalytic support. The characterization of nanostructures revealed that soaked up the UV light with ? <372 nm; morphology of nanoribbons in skeins of nanostructures; surface formed by the elements Na, O and Ti, and crystalline structure with predominantly lamellar sodium titanate family and A2TinO2n+1 A2TinO2n +1.nH2O, maintaining these water between the lamellae. It is recommended that further research on the potential of environmental applications of nanostructures synthesized, with the parameters of this research has been done.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-09-29T04:08:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334679.pdf: 1632031 bytes, checksum: be8912e802b9511389c4343c93dd1804 (MD5) Previous issue date: 2015 / A fotocatálise heterogênea é um Processo Oxidativo Avançado (POA) que ocorre através da irradiação de luz com comprimentos de onda específicos na superfície de um semicondutor gerando radicais livres altamente reativos que são capazes de oxidar não seletivamente diversos compostos orgânicos. Os principais fotocatalisadores utilizados, como o TiO2, são ativados apenas em comprimentos de onda dentro da região do ultravioleta. Logo, torna-se inviável utilizar radiação solar como fonte de irradiação, pois apenas uma faixa de 3% a 5% desta radiação corresponde à região do ultravioleta. Além disso, os fotocatalisadores estão propensos a sofrer o efeito de recombinação eletrônica, o que reduz a geração de radicais livres e torna o processo menos efetivo. Na literatura, relata-se que o fotocatalisador compósito formado pelo TiO2 e o óxido de grafeno (GO) é capaz de ser ativado em comprimentos de onda mais próximos da região do espectro visível e que este é menos propenso ao efeito da recombinação eletrônica. No presente trabalho, foram produzidos diferentes compósitos fotocatalisadores, os quais foram avaliados por meio de cinéticas de degradação do azul de metileno e suas caracterizações foram feitas por meio das técnicas de Difração de Raio-X (DRX), Termogravimetria (TGA), Espectroscopia Raman, Espectroscopia de Refletância Difusa UV-Vis, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Área BET e Voltametria de Varredura Linear. Os compósitos apresentaram um tamanho de cristalito entre 218 Å e 424 Å e as suas energias de band-gap foram menores do que a do P25, podendo ser ativados em comprimentos de onda mais próximos da região do visível. As análises de voltametria de varredura linear mostraram que os compósitos são menos suscetíveis à recombinação eletrônica e, além disso, as cinéticas feitas na presença dos compósitos apresentou um aumento de pelo menos 20% em relação à cinética feita com o P25, produto comercial à base de TiO2.<br> / Abstract : The heterogeneous photocatalysis is an Advanced Oxidative Process (AOP) that happens through light irradiation with specific wavelengths onto the surface of a semiconductor generating highly reactive free radicals that are able to oxidize many organic compounds by a non selective way. The main photocatalysts used, such as TiO2, are activated only at wavelengths within the ultraviolet region. Therefore, it becomes impractical to use solar radiation as a source of irradiation, since only a range of 3% to 5% of this radiation corresponds to the ultraviolet region. In the literature, it is reported that the composite formed by the TiO2 photocatalyst and graphene oxide (GO) can be activated at closer wavelength region of the visible spectrum and that is less susceptible to the effect of the electronic recombination. In this study, different composite photocatalysts were produced, which were assessed by methylene blue degradation kinetics and their characterizations were made through diffraction techniques of X-ray (XRD), thermogravimetry (TGA), Raman Spectroscopy spectroscopy, diffuse reflectance UV-Vis, Scanning Electron Microscopy (SEM), BET area and Voltammetry Linear Sweep. The composites had a crystallite size of 218 Å and 424 Å and their band-gap energy were lower than that of P25, being activated at wavelengths closer to the visible region. The analysis of linear sweep voltammetry showed that the composites are less susceptible to the electronic recombination and besides the kinetics done in the presence of the composites showed an increasing of at least 20% in the rate in relation to the kinetic done with P25, trade product based on TiO2.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work was carried out the catalyst synthesis TiO2 doped with nitrogen by sol-gel method, followed by calcination step. Were used three different calcination temperatures, 400, 450 and 500 ° C, while the other synthesis parameters were kept. The compounds were characterized by X-ray diffraction spectroscopy, UV-visible region and the nitrogen adsorption BET method. The study results presented obtaining nanopowders of titanium dioxide doped with nitrogen in the anatase phase, without the presence of rutile phase with surface areas ranging between 12.94 to 151.33 m2.g-1 with crystallite sizes in the nanometer range. Adsorption studies were carried out in advance to the tests photocatalytic irradiation of visible light and sunlight. The dye used as a model for the tests was the azo dye Direct Black 38. Through the preparation of solutions with different initial concentrations of dye and using a fixed volume of solution and adsorbent concentration for the adsorption tests were determined certain parameters of the process and thermodynamic equilibrium. Thermodynamic parameters, it was observed that the adsorption process is endothermic, with characteristics of physics adsorption due to the low value of the ΔH° obtained (10.02 kJ.mol-1). Positive values of the ΔG° show that the enthalpic contribution is greater than the entropy. The parameters initial concentration of dye, catalyst concentration and pH were measured in the tests photocatalytic irradiation of visible light and sunlight. The results showed that the parameters studied, the initial concentration of dye have significant influence on the photocatalytic process, followed by pH, and finally, with less influence, the catalyst concentration. A study of the influence of annual climate stations in the photocatalytic degradation under solar irradiation is presented. The results of this study showed that the seasons have a strong influence on the results of photodegradation due to the large variation of intensity of UVB radiation between stations / Neste trabalho são apresentados resultados da síntese do catalisador TiO2 dopado com nitrogênio através do método sol-gel, seguido pela etapa de calcinação. Foram utilizadas três temperaturas diferentes de calcinação, 400, 450 e 500°C, sendo que os demais parâmetros de síntese foram mantidos. Os compostos obtidos foram caracterizados por difração de raios-X, espectroscopia na região do UV-visível e adsorção de nitrogênio pelo método BET. Os resultados do estudo comprovam a obtenção de nanopós de dióxido de titânio na fase anatase dopado com nitrogênio, sem a presença da fase rutilo, com áreas superficiais variando entre 12,94 a 151,33 m2/g e com tamanhos de cristalito em escala nanométrica. Foram realizados estudos de adsorção antes dos ensaios fotocatalíticos sob irradiação de luz visível e solar. O corante utilizado, como modelo, para os testes foi o corante azo Direct Black 38. Através do preparo de soluções com diferentes concentrações iniciais de corante e com o uso de um volume fixo de solução e concentração de adsorvente para os testes de adsorção, foram determinados alguns parâmetros de equilíbrio e termodinâmicos do processo. Observou-se que o processo de adsorção é endotérmico, com características de adsorção física devido ao baixo valor da ΔH° obtido (10,02 KJ.mol-1). Valores positivos da ΔG° mostram que a contribuição entálpica é maior do que a entrópica. Nos testes fotocatalíticos sob irradiação de luz visível e solar foram analisados os parâmetros de concentração inicial de corante, massa de catalisador e pH. Os resultados mostraram que dos parâmetros estudados, a concentração inicial de corante tem significativa influência no processo fotocatalítico, seguido pelo pH e, por fim, com menor influência, a massa de catalisador. Um estudo da influência das estações climáticas anuais na degradação fotocatalítica sob irradiação solar é apresentado. Os resultados deste estudo mostraram que as estações climáticas influenciam fortemente nos resultados de fotodegradação em função da grande variação de intensidade da radiação UVB entre as estações.

Orientador: Maria Valnice Boldrin / Banca: Mário César Guerreiro / Banca: Luiz Henrique Dall'antonia / Resumo: O presente trabalho reporta os principais resultados obtidos na construção e caracterização de eletrodos de titânio recobertos com nanotubos de óxido de titânio modificados com nanopartículas de platina (TiO2/Pt) e eletrodos de cobre recobertos com nanopartículas de óxido de cobre (Cu/Cu2O) com vistas a sua aplicação na redução fotoeletrocatalítica de CO2 em meio aquoso e semicondutores em pó de CuNbO3-CuO, Cu0,85Zn0,15Nb2O6 e ZnNb2O6-Nb2O5 construídos e testados na redução fotocatalítica de CO2, com vistas a geração de produtos com maior valor agregado, tal como metanol. Os eletrodos TiO2/Pt e Cu/Cu2O foram construídos por meio de técnicas de eletroquímicas, enquanto que os semicondutores em pó CuNbO3-CuO, Cu0,85Zn0,15Nb2O6 e ZnNb2O6-Nb2O5 foram preparados utilizando a técnica de síntese por combustão e calcinação posterior. A redução fotoeletrocatalítica e fotocatalítica de CO2 não foi satisfatória sobre eletrodos de TiO2/Pt e semicondutor ZnNb2O6-Nb2O5, respectivamente. No entanto, o eletrodo de Cu/Cu2O apresentou grande eficiência na redução de CO2, atingindo 80% de remoção em meio de Na2CO3 0,3 mol L-1 pH 9 a +0,2 V, em solução tampão de NaHCO3/Na2CO3 0,1 mol L-1 pH 8, utilizando luz UV 125 W e potencial de +0,2 V mostrou uma reação praticamente seletiva para metanol, gerando 5,63 mmol L-1, correspondendo a 20% de conversão. Os semicondutores em pó CuNbO3-CuO e Cu0,85Zn0,15Nb2O6 também se mostraram bastante eficientes para a geração de metanol por redução de CO2 dissolvido em Na2CO3 0,1 mol L-1 pH8 utilizando luz visível de 450 W, chegando a formar 7,0 mmol L-1 e 3,2 mmol L-1 de metanol respectivamente. Os resultados obtidos neste trabalho mostram que ambas as técnicas podem ser empregadas para a redução do CO2, usando para isto os semicondutores Cu/Cu2O, CuNbO3-CuO e Cu0,85Zn0,15Nb2O6 e, poderia ser uma potencial alternativa para os problemas ambientais além de contribuir como fonte... / Abstract: This present work reports the main results obtained with the construction and characterization of TiO2 nanotubes modified by platinum nanoparticle electrode (TiO2/Pt) and copper covered by copper oxide nanoparticles electrode (Cu/Cu2O) for application in the photoelectrocatalytic reduction of dissolved CO2 and CuNbO3-CuO, Cu0,85Zn0,15Nb2O6 and ZnNb2O6-Nb2O5 powders semiconductors constructed and applied in the photocatalytic reduction of dissolved CO2 for the generation of products with higher added value. The TiO2/Pt and Cu/Cu2O electrodes were prepared by electrochemical techniques, whereas the CuNbO3-CuO, Cu0,85Zn0,15Nb2O6 and ZnNb2O6-Nb2O5 powder semiconductors were prepared using the combustion synthesis technique and submitted to annealed. The CO2 reduction by photoelectrocatalysis and photocatalysis were not satisfactory when using the TiO2/Pt electrode and the ZnNb2O6-Nb2O5 semiconductor, respectively. However, the Cu/Cu2O electrode shows a high efficiency in the CO2 reduction obtaining 80% of removal in 0.3 mol L-1 Na2CO3 pH 9 and +0.2 V, and, it showed a practically selective reaction to methanol (producing 5.63 mmol L-1), corresponding to 20% of conversion at ambient of 0.1 mol L-1 NaHCO3/Na2CO3 butter solution pH 8, using UV light of 125 W and +0,2 V. The CuNbO3-CuO and Cu0,85Zn0,15Nb2O6 powder semiconductors also showed a good efficiency to the methanol formation throughout dissolved CO2 reduction in 0.1 mol L-1 Na2CO3 pH 8 using visible light of 450 W, and forming 7 mmol L-1 and 3.2 mmol L-1 of methanol, respectively. The results obtained in this work show that both techniques can be employed for the CO2 reduction, using for this the Cu/Cu2O, CuNbO3-CuO and Cu0,85Zn0,15Nb2O6 semiconductors, and it could be a potential alternative to the environmental problems and contribute as raw material source for the production of fuels, for instance. / Mestre

Orientador: Margarida Juri Saeki / Banca: Dayse Iara dos Santos / Banca: Gustavo Rocha de Castro / Banca: Eduardo Radovanovic / Banca: Diogo da Silva Pellosi / Resumo: Este trabalho teve por objetivo preparar o trióxido de tungstênio nano-estruturado com atividade catalítica para a reação de fotodegradação da Rodamina B e do Índigo Blue. Sua síntese foi a partir do ácido túngstico mediada por tetra-etilenoglicol (poliol), a 327 °C, variando-se o tempo de reação de 15 min a 24h. A formação de uma suspensão de cor azulada foi observada no decorrer da reação em poliol. Após separação e lavagem do material precipitado, as amostras foram tratadas termicamente (a 150 oC, 350 oC, 500 oC e 800 oC), para obtê-las sob diferentes fases e graus de cristalinidades. Os materiais tratados termicamente até 150 °C foram encontrados sob fases ortorrômbica, triclínica, tetragonal e cúbica, do trióxido. Entretanto, quando submetidos ao tratamento acima de 350 °C, os materiais se mostraram totalmente convertidos para a fase monoclínica. Para tratamentos abaixo de 500 °C as amostras eram constituídas de partículas porosas esferoidais ou em bastonetes, cujas dimensões dependeram do tempo de reação em poliol. A atividade catalítica do WO3 foi avaliada para reações de degradação da Rodamina B (RhB) e do Indigo Blue (IB) sob irradiação de luz UV-Vis e em diferentes pH da solução de corantes. A maior atividade foi observada para a amostra obtida por 15 min de reação em poliol e submetida a tratamento térmico de 500 °C. Para esta amostra, o grau de mineralização (degradação à CO2) da Rodamina B alcançado foi de 95% em 180 min enquanto que em ensaio com WO3 obtido apen... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work aimed to prepare the nanostructured tungsten trioxide with catalytic activity for the photodegradation reaction of Rhodamine B and Indigo Blue. Itwas synthetized from the tungstic acid mediated by polyol (tetra-ethylene glycol) at 327 °C, varying the reaction time from 15 min to 24h. The formation of a blue colored suspension was observed during the reaction in polyol. The suspension was separated, washed and heat treated (at 150 °C, 350 °C, 500 °C and 800 °C) to obtain it under different phases and crystallinities. The orthorhombic, triclinic, tetragonal e cubic phases were found for tungsten trioxides when treated up to 150 °C. When subjected to the heat treatment above 350 °C it showed the material was completely converted to the monoclinic phase. For treatments below 500 °C the samples consisted of porous spherical or rod shape particles, whose sizes depended on the polyol reaction time. The catalytic activity of prepared WO3 was evaluated for the degradation reaction of Rhodamine B (RhB) and Indigo Blue (IB) under irradiation of UV-Vis light and different pH conditions. The highest activity was observed for the sample obtained under reaction in polyol of 15 min and subjected to heat treatment at 500 °C. For this sample, the achieved degree of mineralization (degradation to CO2) of Rhodamine B was 95% in 180 min, while in the assay for WO3 obtained by calcining the precursor acid the mineralization was only 2%. The same catalyst material promoted the degradation... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Valdecir Faria Ximenes / Banca: Angelo Ricardo Fávaro Pipi / Banca: Paulo Noronha Lisboa Filho / Resumo: A contaminação ambiental por efluentes orgânicos é atualmente um dos problemas ambientais mais sérios e, por conta disso, a eliminação desses poluentes tem sido largamente estudada. A degradação fotocatalítica mediada por dióxido de titânio (TiO2) de poluentes orgânicos, corantes e medicamentos é um assunto atual e intensamente investigado em ciências materiais e ambientais. Este processo é baseado em espécies reativas de oxigênio (EROs) geradas pela transferência de elétrons fotoinduzidos, provocando a oxidação da água e a redução do oxigênio dissolvido, levando à formação de radical hidroxila (HO●) e ânion superóxido (O2●-). Este trabalho teve como objetivo estudar a importância da susceptibilidade à oxidabilidade e ao ataque eletrofílico de compostos orgânicos em fármacos submetidos à degradação por fotocatálise mediada por TiO2. Para esse trabalho, a rodamina B foi utilizada como composto modelo para avaliar o efeito das EROs e moléculas orgânicas como o ácido salicílico, ácido benzóico, ácido protocatecúico, anisol, acetofenona e nitrobenzeno foram utilizados para avaliar a importância da susceptibilidade ao ataque eletrofílico e à oxidação. O TiO2 foi utilizado como catalisador em um meio constituído pelo analito pré-determinado, sob irradiação por luz ultravioleta (UVC, 6W). A reação foi monitorizada por 2,5 horas e as amostras foram removidas a intervalos de 30 minutos. A importância de cada EROs foi avaliada por desaeração do meio, adição de catalase, dimetilsulfóxid... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Environmental contamination by organic effluents is currently one of the most serious environmental problems and, as a result, the elimination of these pollutants has been widely studied. Photocatalytic degradation mediated by titanium dioxide (TiO2) from organic pollutants, dyes and drugs is a current and intensely investigated subject in the environmental and material sciences. This process is based on reactive oxygen species (ROS) generated by photoinduced electron transfer, causing the oxidation of water and the reduction of dissolved oxygen, leading to the formation of hydroxyl radical (HO●) and superoxide anion (O2 ●- ). This work aimed to study the importance of the susceptibility to oxidation and electrophilic attack of organic compounds in drugs submitted to degradation by TiO2 mediated photocatalysis. For this work, rhodamine B was used as a model compound to evaluate the effect of EROs and organic molecules such as salicylic acid, benzoic acid, protocatechuic acid, anisole, acetophenone and nitrobenzene were used to evaluate the importance of susceptibility to electrophilic attack and oxidation. TiO2 was used as a catalyst in a medium consisting of the predetermined analyte, under ultraviolet light irradiation (UVC, 6W). The reaction was monitored for 2.5 hours and the samples were removed at 30 minute intervals. The importance of each ERO was evaluated by deaeration of the medium, addition of catalase, dimethylsulfoxide (DMSO), ethanol and potassium iodide (KI), w... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre