Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-10-17T20:04:39Z No. of bitstreams: 1 DIVANIRA FERREIRA MAIA - TESE PPGEP 2006..pdf: 9063307 bytes, checksum: 4a8a7f017dc5bdd4ff2e4624de86ba98 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-17T20:04:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIVANIRA FERREIRA MAIA - TESE PPGEP 2006..pdf: 9063307 bytes, checksum: 4a8a7f017dc5bdd4ff2e4624de86ba98 (MD5) Previous issue date: 2006-04-20 / A presença de óleo na água produzida durante a extração de petróleo, causa sérios problemas tanto ao ser descartada no meio ambiente como ao ser reinjetada nos poços produtores de petróleo. Os métodos convencionais utilizados na separação óleo/água não conseguem limpar toda a água com eficiência e baixo custo. Assim sendo, a busca por novas alternativas para solucionar este problema foi a motivação principal deste trabalho, sendo este parte integrante de uma série de pesquisas, financiadas pela Agência Nacional de Petróleo (ANP), que visa otimizar todas as etapas de produção de petróleo. Assim o objetivo deste trabalho foi produzir membranas cerâmicas visando a sua aplicação na separação óleo/água. Inicialmente foram obtidos dois tipos de membranas tubulares de alumina, denominadas tipo 1 e tipo 2, com diferentes tamanhos de poros de aproximadamente 0,9\im e 15,5nm e com eficiências mínimas de aproximadamente 97,5% e 93,8%, respectivamente. Porém a membrana tipo 2 apresentou um fluxo 40 vezes maior que a membrana tipo 1. Assim, visando melhorar mais ainda o desempenho da membrana tipo 2 depositou-se sobre a mesma uma camada fina de zircônia, de forma que pudesse melhorar sua eficiência sem alterar significativamente seu fluxo. O pó de zircônia foi obtido com sucesso pelo método Pechini. Com este método foi possível a obtenção da zircônia cristalina cujos tamanhos de aglomerados indicaram que este material pode ser usado na obtenção de membranas de ultrafiltração. Para obtenção da camada de zircônia foi preparada uma suspensão com a zircônia obtida e esta foi depositada na parte interna da membrana de alumina tipo 2 usando a técnica de deposição "dip coating". A camada de zircônia formada apresentou uma espessura de 23,9 ^im, um fluxo superior a membrana de alumina tipo 1 e uma eficiência mínima de 97,8%. Para todas as membranas obtidas, a concentração de óleo no permeado foi abaixo de 7 ppm, usando concentração máxima de 1000 ppm na alimentação. A água permeada através das membranas estudadas se enquadraram nas especificações para uso na reinjeção e no descarte. / The presence of oil in water produced during the petrol extraction can cause serious problems during the discharge in the environment as well as in the re-injection in the oil well. The conventional methods used to remove oil from water can not clean with efficiency and low cost. So, the search for new alternatives to solve this problem is the motivation of this work. This study is part of a series of researches supported by Agência Nacional de Petróleo (ANP), with the aim to optimize ali the steps in the oil production. The aim of this work is to make ceramic membrane to be applied in the oil/water separation. Firstly, it was prepared two types of tubular alumina membranes, called type I and type 2, with different pore size of approximately 0.9nm and 15, 48nm, respectively. The minimal efficiency of these membranes was approximately 97.5% and 93.8% for membrane type I and type 2, respectively. However, the membrane type 2 shown a flux 40 times greater than the membrane type 1. To improve the use of the membrane type 2 it was coating the internai surface with a thin layer of zircônia to get better efficiency without to decrease the flux. The zircônia powder was prepared with success by Pechini method and it was obtained a crystalline zircônia with agglomerates that indicate the use to make ultrafiltration membranes. To obtain the zircônia layer it was prepared dispersion and deposited in the internai surface of the membrane type 2 by dip coating technique. The zircônia layer presented a thickness of 23.88}im, a flux grater than the alumina type 1 and a minimal efficiency of 97.8%. Ali studied membrane presented oil content in permeate below 7ppm, using a maximum concentration of lOOOppm in the feed tank. The permeate water through the studied membranes is in agreement with the norms to be discharge in the environment or to be re-injected in the oil well. / PRH 25.

Submitted by ANA KARLA PEREIRA RODRIGUES (anakarla_@hotmail.com) on 2017-08-07T12:48:06Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 4672568 bytes, checksum: 30655ee26e612b43221335d08bddc500 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-07T12:48:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 4672568 bytes, checksum: 30655ee26e612b43221335d08bddc500 (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Magnesium stannate (Mg2SnO4) and titanate (Mg2TiO4) are inverse spinel-type oxides, applied as humidity sensors, hot resistor, dieletric, temperature compensation capacitor, electronic ceramic and refractory material. In the present work, these two materials were combined in order to obtain a solid solution, Mg2(Ti1-xSnx)O4, (x = 0; 0,25; 0,50; 0,75; 1,0) by the modified-Pechini method, in order to investigate the influence of Sn4+ substitution for Ti4+ in the spinel lattice for application as photocatalyst for discoloration of Gold yellow remazol and to avoid micro-organism adhesion into surfaces. The synthesis of the spinels was optimized. Catalysts were characterized by X-ray diffraction, UV-visibe spectroscopy, Raman spectroscopy, infrared spectroscopy, surface area measurement using BET method. Mg2TiO4 is a metastable compound, which decomposes into ilmenite (MgTiO3) above 800 °C. On the other hand, reaches long-range order at lower temperatures, while single phase Mg2SnO4 is only obtained from 900 °C. For these reasons, different temperatures are necessary to obtain the single phase materials. Infrared and Raman spectra confirmed the presence of [MgO6]-10, [TiO6]-8, [SnO6]-8 octahedra and (MgO4)-6 tetrahedra. The photocatalytic tests were carried out in a reactor comprising of UVC lamp (λ = 254 nm). Mg2SnO4 presented the best photocatalytic result, with 79% of discoloration at pH 6 and 87% at pH 3, while Mg2TiO4 showed 7% of conversion at pH 6, without increasing efficiency at pH 3. The obtained spinels were effective in inhibiting bacterial and fungal growth as indicated by fluorescence analysis for Gram positive bacteria (S. aureus and S. mutans), Gram negative bacteria (P. aeruginosa and E. coli) and fungus (Candida albicans) showing the potential for microbial anti-adhesion material. Tests with higher titanium content showed the best results except for E. coli. / O estanato (Mg2SnO4) e o titanato de magnésio (Mg2TiO4) são óxidos do tipo espinélio inverso, aplicados como sensores de umidade, resistor de calor, dielétrico, capacitor para compensação de temperatura, cerâmica eletrônica e material refratário. Nesse trabalho, os dois materiais foram combinados com a finalidade de obter uma solução sólida, Mg2(Ti1-xSnx)O4, (x = 0; 0,25; 0,50; 0,75; 1,0), utilizando o método Pechini modificado, de modo a investigar a influência da substituição dos íons Sn4+ por íons Ti4+ na rede do espinélio para aplicação como catalisadores na descoloração do corante remazol amarelo ouro e na antiadesão microbiana. A síntese dos espinélios foi otimizada. Os catalisadores foram caracterizados pelas técnicas de difração de raios-X, espectroscopia na região do ultravioleta e do visível, e espectroscopia Raman, espectroscopia na região do infravermelho e medida de área superficial por BET. O Mg2TiO4 é um composto metaestável, se decompondo em ilmenita (MgTiO3) acima de 800 °C. Por outro lado, o Mg2TiO4 se organiza a longo alcance em temperaturas mais baixas enquanto que o Mg2SnO4 monofásico é obtido apenas a partir de 900°C. Com isso, observa-se que diferentes temperaturas são necessárias para se obter os materiais monofásicos. Os espectros de IV e Raman confirmaram a presença dos octaedros [MgO6]-10, [TiO6]-8, [SnO6]-8 e tetraedro (MgO4)-6. Os testes fotocatalíticos foram realizados em um reator composto por lâmpadas UVC (λ = 254 nm). O Mg2SnO4 apresentou o melhor resultado, com descoloração de 79 % em pH 6 e 87 % em pH 3, enquanto o Mg2TiO4 apresentou conversão de 7 % em pH 6, sem aumento de eficiência em pH 3. Os espinélios obtidos mostraram-se eficazes na inibição do crescimento bacteriano e fúngico como indicado pela análise de fluorescência para bactérias Gram positivas (S. aureus e S. mutans), Gram negativas (P. aeruginosa e E. coli) e para o fungo (Candida albicans) mostrando o potencial de antiadesão microbiana dos materiais. Os testes com maior teor de titânio apresentaram os melhores resultados exceto para a E. coli.

Submitted by ANA KARLA PEREIRA RODRIGUES (anakarla_@hotmail.com) on 2017-08-08T14:07:47Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 6370854 bytes, checksum: f5b435dcd1e0ef486a5a777313a42f3e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-08T14:07:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 6370854 bytes, checksum: f5b435dcd1e0ef486a5a777313a42f3e (MD5) Previous issue date: 2016-08-09 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Perovskite stannates (ASnO3) are widely studied because they contain interesting features that provide its use as photocatalysts materials. In turn, oxides such as SnO2 and ZrO2 have used as catalysts or catalyst supports in the degradation of aqueous organic pollutants and photocatalytic processes. Generally, supported materials can be more efficient than bulk photocatalysts, due to better dispersion and generating new active sites. In this work, binary oxides (Sn1-xZrx)O2 and (Zr1-ySny)O2, where (0 ≤ x and y ≤ 10% mol) were prepared by solid state reaction. The perovskite SrSnO3:Cu2+ was prepared by modified Pechini method impregnated on supports synthesized in order to improve catalytic efficiency of the perovskite photodegradation of the Gold Yellow Remazol (RNL) dye. The photocatalysts were characterized by: X-ray Diffraction (XRD) at room temperature and hot-chamber, Infrared (IR), Raman and UV-visible (UV-VIS) spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM) and specific surface area (BET). The XRD results showed that supports were monophasic and that impregnation process does not modified the structure of the perovskite. The IR and Raman spectra corroborate the XRD results, indicative of impregnating the perovskite surface of the supports observed by the presence of bands related to the SrCO3 arising from the perovskite, but also by the presence of active modes at 148, 180, 223, 253 cm-1 related to perovskite. The system SSO/ZS95 showed better photocatalytic activity, with an efficiency of 81% discoloration on the time of 4 hours, increasing by about 10 (ten) times the photocatalytic efficiency of SrSnO3, indicating that use of the catalytic support was effective, providing the dispersion of stannate (active phase). / Estanatos do tipo perovskita (ASnO3) são amplamente estudados por conterem características interessantes que propiciam sua utilização como materiais fotocatalisadores. Por sua vez, óxidos como SnO2 e ZrO2 vem sendo utilizados como catalisadores ou suportes catalíticos na degradação de poluentes orgânicos aquosos e em processos fotocatalíticos. Geralmente, materiais suportados podem ser mais eficientes do que os fotocatalisadores mássico, devido à melhor dispersão e geração de novos sítios ativos. Neste trabalho, óxidos binários (Sn1-xZrx)O2 e (Zr1-ySny)O2, onde (0 ≤ x e y ≤ 10 % em mol) foram preparados pelo método de reação no estado sólido. As perovskitas SrSnO3:Cu2+ foram preparadas pelo método Pechini modificado e impregnadas sobre os suportes sintetizados com a finalidade de melhorar a eficiência catalítica das perovskitas na fotodegradação do corante Remazol Amarelo Ouro (RNL). Os fotocatalisadores foram caracterizados pelas técnicas: difração de raios-X (DRX) em temperatura ambiente e câmara quente, espectroscopia na região do infravermelho (IV), espectroscopia Raman, espectroscopia na região do UV-visível (UV-VIS), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e área superficial específica (BET). Os resultados de DRX mostraram que os suportes foram monofásicos, e que o processo de impregnação não modificou a estrutura da perovskita. Os Espectros IV e Raman corroboraram com os resultados de DRX, com indicativos da impregnação da perovskita na superfície dos suportes, observados pela presença de bandas referentes ao SrCO3 advindo da perovskita, como também pela presença dos modos ativos em 148, 180, 223, 253 cm-1 referentes a perovskita. O sistema SSO/ZS95 apresentou a melhor atividade fotocatalítica, com uma eficiência de 81% de descoloração no tempo de 4 horas, aumentando em cerca de 10 (dez) vezes a eficiência fotocatalítica do SrSnO3, indicando que o uso do suporte catalítico foi eficaz, propiciando a dispersão do estanato (fase ativa).

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2485638 bytes, checksum: 60d79f7bd25e1ad9c1ac5a5e78d9dc30 (MD5) Previous issue date: 2014-02-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The potassium niobate, KNbO3, of orthorhombic perovskite presenting ferroelectric, optical property, in addition to their use in heterogeneous photocatalysis. This work consists of two stages - the synthesis of potassium niobate and its evaluation in the photodegradation of the dye Remazol Yellow Gold (RNL). The synthesis of KNbO3 was performed by polymeric precursors and catalysts were characterized by X- ray diffraction ( XRD ), infrared spectroscopy (IR) spectroscopy, ultraviolet visible (UV-Vis) region and area analysis surface . XRD results showed that the perovskite had a far-reaching organization, and there was a decrease in the secondary phase (K4Nb6O17). IR spectra confirmed these data by presenting a reduction of the bands related to vibrations with short double bond character of the Nb = O. The surface area values were lower with increasing temperature. The photocatalyst was applied to the dye Remazol yellow discoloration of gold (RNL) and the parameters used were: radiation time (2 and 4 h), the amount of catalyst (5 or 20 mg) and the change in pH (3 and 6). It was observed that a higher radiation time, a smaller quantity of catalyst and lower pH favoring a better photocatalytic efficiency, obtaining a result of discoloration of 55 %. A comparative study was done with a temperature of 700 º C, as the best result obtained in the previous tests, and observed a photocatalytic efficiency of 67% discoloration. / O niobato de potássio, KNbO3, é uma perovskita ortorrômbica que apresenta propriedade ferroelétrica, óptica, além da sua utilização em fotocatálise heterogênea. O presente trabalho consiste em duas etapas a síntese de niobato de potássio e a sua avaliação na fotodegradação do corante Amarelo Remazol Ouro (RNL). A síntese do KNbO3 foi realizada pelo método dos precursores poliméricos e os catalisadores foram caracterizados por difratometria de raios-X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho (IV), espectroscopia na região do ultravioleta visível (UV-Vis) e análise de área superficial. Os resultados de DRX mostraram que as perovskitas apresentaram uma organização a longo alcance, e houve uma diminuição da fase secundária (K4Nb6O17). Os espectros de IV confirmaram esses dados ao apresentarem uma redução das bandas referentes às vibrações curtas com caráter de dupla ligação do Nb=O. Os valores de área superficial foram menores com o aumento da temperatura. O fotocatalisador foi aplicado na descoloração do corante remazol amarelo ouro (RNL) e os parâmetros utilizados foram: o tempo de radiação (2 e 4 h), a quantidade de catalisador (5 ou 20 mg) e a variação do pH (3 e 6). Observou que um maior tempo de radiação, uma quantidade menor de catalisador e menor pH favoreceram uma melhor eficiência fotocatalítica, obtendo um resultado de 55% de descoloração. Um estudo comparativo foi feito com a temperatura de 700 ºC, como o melhor resultado obtido nos testes anteriores, e observou uma eficiência fotocatalítica de 67 % de descoloração.

Neste trabalho investigou-se a influência da adição dos ânions cloreto, fluoreto e sulfato nas propriedades físico-químicas de nanopós de zircônia sintetizada pelo método Pechini. Análises de fluorescência de Raios-X, difração de Raios-X, espectroscopia no infravermelho, área de superfície específica, espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura, análise termogravimétrica, calorimetria diferencial por varredura, amplitude sônica eletrocinética e dilatometria foram realizadas para caracterizar os pós sintetizados. Os resultados obtidos mostraram que o tratamento térmico realizado para a obtenção dos pós retirou os ânions cloreto e fluoreto da composição química final da zircônia enquanto o ânion sulfato permaneceu. Mesmo sendo retirados os ânions cloreto e fluoreto influenciaram no processo de cristalização da zircônia modificando o tamanho de cristalito obtido. A permanência do ânion sulfato na composição química da zircônia se deve à maior energia de ligação com o cátion Zr 4+ assim, observou-se uma maior influência deste ânion no processo de cristalização. Isso permitiu a formação de cristalitos menores e a estabilização da fase tetragonal da zircônia. Em todos os casos, as análises mostraram que a influência dos ânions se deu por segregação dos mesmos na superfície da zircônia o que, principalmente no caso do ânion sulfato, tende a reduzir a energia da superfície da zircônia através do aumento da área de superfície específica. Verificou-se também que o ânion sulfato pode ser retirado da superfície da zircônia através da lavagem do pó em meio básico. Esse procedimento permitiu aumentar a área de superfície específica e tende a melhorar sua sinterabilidade. / In this study was investigated the influence of the addition of the chloride, fluoride and sulfate anions in the physico-chemical properties of zirconia nanopowders synthesized by the Pechini method. Analyses of X-ray fluorescence, X-ray diffraction, infrared spectroscopy, specific surface area, Raman spectroscopy, scanning electron microscopy, thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, electrokinetic sonic amplitude and dilatometry were performed to characterize the synthesized powders. The results showed that the heat treatment performed to obtain the powders removed the chloride and fluoride anions from the final chemical composition of the zirconium whereas the sulfate anion anion remained. Despite the chloride and fluoride anions removal, they influenced the crystallization process of the zirconium, modifying the size of the crystallite obtained. The permanence of the sulfate anion in the chemical composition of the zirconia is due to the higher binding energy with the Zr 4 + cation, thus it was observed a greater influence of that anion in the crystallization process. That allowed the formation of smaller crystallites and the stabilization of the tetragonal phase of the zirconia. In all of the cases, the analyses showed that the influence of the anions occurred by their segregation on the surface of the zirconia which, particularly in the case of the sulfate anion, tends to reduce the surface energy of the zirconium by increasing the specific surface area. It was also found that the sulfate anion can be removed from the surface of the zirconia by washing the powder in a basic medium. That procedure increased the specific surface area and it tends to improve its sinterability.

O desenvolvimento de materiais nanoestruturados tem se destacado devido a necessidade de miniaturização de dispositivos e a procura por novos efeitos físicos e químicos capazes de gerar novas tecnologias. Um importante composto com aplicações principalmente em óptica é o YAG (Y3Al5O12) presente no sistema cerâmico alumina-ítria (\'AL IND.2\'O IND.3\'-\'Y IND.2\'O IND.3\'). O YAG apresenta estrutura cristalina cúbica, expansão térmica isotrópica e não apresenta efeitos de birrefringência, o que possibilita a produção de cerâmica transparente para uso como material hospedeiro de íons terras-raras para o desenvolvimento de lasers de estado sólido. O ponto de partida em processamento cerâmico começa com o conhecimento das características físico-químicas do pó do composto. Em nosso trabalho, o objetivo foi o desenvolvimento de uma metodologia para a obtenção de nanopós de YAG de tamanhos médios diferenciados. Para isso foram realizados distintos processos químicos de síntese, e também, foram utilizados diferentes processos de separação, como a centrifugação e a sedimentação. Na produção das nanopartículas foram utilizados três métodos de síntese: Método de Pechini, Rota Glicerol e Método de Coprecipitação. No método de Pechini avaliou-se o efeito de diferentes valores de pH (1, 4, 7, 9 e 11) e procurou-se correlacionar com os tamanhos médios das nanopartículas. Após a obtenção do pó precursor foram realizadas medidas de decomposição térmica (DSC e TG), observando as principais transformações físico-químicas do material decorrentes dos diferentes métodos de síntese. A formação da fase cristalina do YAG foi determinada por difração de raios X e uma análise estrutural foi efetuada por espectroscopia de infravermelho. Medidas de área superficial específica (BET) foram usadas para avaliar o tamanho médio das partículas. Nanopós de YAG com diferentes intervalos de tamanhos foram produzidos, e o rendimento para cada intervalo de tamanho definido. / Nanostructured materials has emerged because the intense interest for miniaturization of devices and crescent demand for new physical and chemical effects that can generate new technologies. An important compound with applications mainly in optics is the YAG (Y3Al5O12). It\'s present in the alumina-yttria ceramic system (\'AL IND.2\'O IND.3\'-\'Y IND.2\'O IND.3\'). The YAG has a cubic crystaline structure, isotropic thermal expansion and it has no birefringence effects, which allows the production of transparent ceramics to use as host of solid-state lasers. The starting point in ceramic processing begins with the knowledge of the characteristics and physical and chemical properties of the powder. In our work, the goal was the development of a methodology for obtaining YAG nanopowders of different average sizes. To do this we performed distinct chemical synthesis, and we also used different separation processes such as centrifugation and sedimentation. For production of nanoparticles we used three synthesis methods: Pechini, glycerol route and coprecipitation. In the Pechini method we evaluated the effect of different pH values (1, 4, 7, 9 and 11) and tried to correlate with the average sizes of nanoparticles. After obtain the precursor powders we studied the decomposition thermal (DSC and TG) process, arising from the different synthesis methods. The crystalline phase of YAG was determined by x-ray diffraction and the structural analysis was carried out by infrared spectroscopy. Specific surface area measurements (BET) were used to evaluate the average particle size.YAG nanopowders with different average sizes were produced.

Os eletrodos de metais nobres, considerados os melhores, implicam em altos custos para qualquer tipo de aplicação em larga escala. Com intuito de minimizar os custos e manter a eficiência, muitos estudos buscam materiais alternativos. O óxido de estanho apresenta-se como uma boa alternativa para material de eletrodo, principalmente por poder ser utilizado na forma de filme condutor transparente. Atualmente, é aplicado em sensores eletroquímicos para detecção de gases, painéis de cristal líquido e em células fotovoltaicas. Como se trata de um semicondutor, é comum o uso de dopantes para melhorar a condutividade elétrica do composto. Entre os diversos dopantes já estudados, o flúor apresenta resultados muito bons, sendo um dos mais utilizados hoje em dia. Entretanto, pouco se sabe sobre como esse aditivo influi sobre as características físico-químicas do óxido de estanho. A proposta do presente trabalho é estudar a influência do uso de haletos (F e Cl) como aditivos para o óxido de estanho. Inicialmente, foram preparados pós de SnO2 com diferentes concentrações de flúor ou cloro, através do método de precursores poliméricos. Esses pós foram caracterizados por difração de raios X, reflectância difusa de infravermelho e medidas de área superficial através de isoterma BET. Os resultados obtidos mostram que os aditivos concentram-se no contorno de grão. As amostras dopadas sofreram aumento de área superficial e mudança no espectro IV da superfície. Os padrões de difração de raios-X permaneceram inalterados, indicando que não houve formação de solução sólida ou qualquer outro tipo de alteração no retículo cristalino do Sn O2. Os pós também foram submetidos à análise térmica e estudos de mobilidade dinâmica eletroforética. Desses estudos foi possível concluir que a presença dos aditivos modifica a interface do óxido, influindo sobre sua acidez e hidrofobicidade. Além do estudo dos pós, também foi explorada a resposta eletroquímica do óxido dopado, na forma de filmes e pastilhas. As pastilhas foram preparadas através da sinterização dos pós. Os filmes foram preparados por dip coating utilizando vidro ou ouro como substrato. Devido à alta resistência elétrica das pastilhas e dos filmes suportados sobre vidro, não foi possível obter resposta eletroquímica satisfatória. Já os filmes suportados sobre ouro foram caracterizados eletroquimicamente usando eletrólito inerte, sonda eletroquímica (par redox Fe(CN)6-4 / Fe(CN6-3) e eletrólito simulando ambiente corrosivo. Os resultados obtidos mostram que os filmes são pouco homogêneos e que parte do substrato metálico ficou exposto. Os filmes dopados com flúor também foram caracterizados por espectroscopia de impedância eletroquímica. Um circuito equivalente foi ajustado às respostas obtidas. Parâmetros como resistência da transferência de carga e capacitância da dupla camada elétrica puderam ser calculados. / Alternative materiaIs for electrochemical applications are studied and developed due to the high cost of noble metaIs electrodes, still the best materiaIs for electrodes today. Tin oxide presents good results as an alternative electrode material. The material is capable to show both transparency and electrical conductivy when applied as a film. It is currently used as electrochemical sensors for gases detection, liquid crystal display\'s and photovoltaic cells. Being tin oxide a semiconductor, dopants are usually added in order to improve the conductivity. Among several already known additives, fiuorine is one of the most applied, providing very good results. However, there are few information about the fiuorine action over the phisycal-chemistry properties ofthe oxide. The present work focus on the infiuence of halide (F or Cl) doping over some tin oxide characteristics. At first, Sn O2 powders with different additive contents were prepared via a Pechini\'s method derived route. These powders were characterized by X-ray diffraction, diffuse refiectance infrared spectroscopy and BET isoterm suface area measurement. From the obtained results, it can be infered that the additives are mainly in the grain surface. The doped samples showed higher surface areas and differences in the IR spectra. The XRD pattern showed neither shifts nor new phases. Therefore, there were neither solid solution formation nor any kind of crystaline lattice changing. Moreover, thermal analysis and electrophoretic dynamic mobility measurements were performed and showed that the additive presence modifies the tin oxide acidity and hydrofobicity. Besides, the electrochemical behavior of films and syntered tin oxide were explored. Films were prepared through dip coating and supported on glass or gold substrates. Syntered tin oxide was prepared in pellet shape. Pellets and glass supported films showed high resistivity, which leads to poor electrochemical response. Only the gold supported fiims showed good response. These films were electrochemicaly characterized with an inert electrolyte, an electrochemical probe (Fe(CN6-4 / Fe(CN6-3 redox pair) and an corrosive electrolyte. Scaning electronic microscopy was performed too. According to the results, the films are not homogeneous and the metallic substrate was exposed. Electrochemical impedance spectroscopy studies were either performed with fiuorine-doped films. A proposed equivalent circuit was capable to fit the results. Charge transfer resistance and double layer capacity ofthe films could be calculated.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:43:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ana K.pdf: 5354849 bytes, checksum: 5d4ba75f894ea071a739c12aebbddbe2 (MD5) Previous issue date: 2016-08-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Solid oxide fuel cells (SOFC) are devices that convert chemical energy directly into electricity and have shown a good alternative due to its high efficiency (more than 70%) have only components solid and clean energy. Among the biggest advantages are high reliability and low emission reducing the impact on the greenhouse effect. A SOFC comprises an electrolyte and two electrodes, the cathode and the anode, and must provide substantial conductivity, above 0.1 S.cm-1. The ceramics which have excellent electrical properties are compounds based on the structure of the perovskite (ABO3), and some of these have proton and ion conduction. The objective of this study was the synthesis of a perovskite with BaCe0,2Zr0,7Y0,1O3-δcomposition and obtain a dense compound for use as an electrolyte in SOFC. The ceramic compound this composition has enhanced electrical properties, as it has proton conduction. The powders were synthesized by the modified Pechini method, and various processing routes were tested until they found the ideal containing two calcinations, a 350°C for 4 hours and another 900°C for 12 hours. After obtaining the powder were tested two types of grinds, one in vibratory mill for 6 hours and another at high energy mill for 1 hour in order to refine the particle BCZY27 and improve densification of the sample after sintering. It also used the zinc oxide, 2% and 4 mol%, as a dopant assist densification. The characterization of the post was made by X and scanning electron microscopy with EDS rays. The results showed that, as the temperature was 900C possible to obtain the desired phase containing second phases. The sintering was done at 1300°C, 1400°C and 1600°C together with milling in a vibration mill and Spex mill, with the aim of testing the best composition in each. The characterization of the sintered samples was made by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, EDS, dilatometry, porosity and density. Impedance spectroscopy were also made to the atmospheric air and humid air at temperatures from 200 to 600°C with intervals of approximately 25°C the samples possessed apparent porosity of less than 5%. The samples sintered at 1400°C with the addition of 4 mol% of ZnO, proved to be good for the application as an electrolyte because reached full enough electrical conductivity to be used. / As células a combustível de óxido sólido (CaCOS) são dispositivos que convertem energia química diretamente em elétrica e têm se mostrado uma boa alternativa devido a sua alta eficiência (acima de 70%), ter apenas componentes no estado sólido e produzir energia limpa. Entre as maiores vantagens estão a alta confiabilidade e a baixa emissão de gases diminuindo o impacto sobre o efeito estufa. Uma CaCOS é constituída por um eletrólito e dois eletrodos, o catodo e o anodo, e deve apresentar condutividade elétrica considerável, acima de 0,1 S.cm-1. As cerâmicas que apresentam propriedades elétricas são compostos baseados na estrutura da perovskita (ABO3), sendo que algumas dessas apresentam condução protônica e iônica. Assim, o objetivo deste trabalho foi estudar a síntese de uma perovskita com composição BaCe0,2Zr0,7Y0,1O3-δe obter um composto denso para utilização como eletrólito em CaCOS. O composto cerâmico com esta composição possui propriedades elétricas otimizadas, pois apresenta condução protônica. Os pós foram sintetizados pelo método Pechini modificado e foram testadas diversas rotas de processamento até que se considerou a ideal contendo duas calcinações, uma de 350°C por 4 horas e a outra de 900°C por 12 horas. Após a obtenção do pó, foram testados dois tipos de moagens, uma em moinho vibratório por 6 horas e outra em moinho de alta energia por 1 hora, com a finalidade de refinar as partículas de BCZY27 e melhorar a densificação da amostra após a sinterização. Foi utilizado também o óxido de zinco, a 2% e 4% em mol, como dopante auxiliar de densificação. A caracterização dos pós foi feita por difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura com EDS. Os resultados mostraram que, a partir da temperatura de 900ºC foi possível obter a fase desejada contendo segundas fases. As sinterizações foram feitas em 1300°C, 1400°C e 1600°C em conjunto com as moagens em moinho vibratório e moinho Spex, com o objetivo de testar a melhor composição em cada uma delas. A caracterização das amostras sinterizadas foi feita por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, EDS, dilatometria, porosidade e densidade aparente. Foram feitas também medidas de espectroscopia de impedância ao ar atmosférico e ao ar úmido em temperaturas de 200 até 600°C com intervalos aproximados de 25°C das amostras que possuíram porosidade aparente inferior a 5%. As amostras sinterizadas a 1400°C, com a adição de 4% mol de ZnO, se mostraram boas para a aplicação como eletrólito, pois atingiram a condutividade elétrica total suficiente para sua utilização.

Submitted by Eunice Novais (enovais@uepg.br) on 2017-09-01T17:51:26Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Luiz Fernando K Unti.pdf: 6181881 bytes, checksum: b0280e86919fc3c265d97d1ffba8200e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-01T17:51:26Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Luiz Fernando K Unti.pdf: 6181881 bytes, checksum: b0280e86919fc3c265d97d1ffba8200e (MD5) Previous issue date: 2017-01-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Dentre os materiais mais comuns utilizados para a construção de eletrólitos e eletrodos das células a combustível de óxido sólido (CaCOS) estão os óxidos com estrutura semelhante à perovisquita; estes apresentam características desejáveis para esta aplicação, como boa condutividade elétrica. Diversos são os estudos nesta área atualmente, onde um dos enfoques é o desenvolvimento de materiais com condutividade protônica para melhorar a performance destes condutores. O presente trabalho avaliou a viabilidade do composto Ba5Nb4O15 (BNO) como possível candidato na produção de elementos de CaCOS. Este composto possui uma estrutura de perovisquita hexagonal, e estudos recentes apontam que é largamente utilizado em ressoadores dielétricos e há indícios que este tipo de estrutura pode apresentar condutividade protônica. Nesse trabalho foi avaliada a síntese da fase BNO através de um método alternativo à reação no estado sólido, baseada no método Pechini modificado, usando para isto precursores no formato de óxido. Como há diversas rotas diferentes de processamento para esta fase, comparou-se a sinterabilidade dos pós obtidos nas sínteses através da densificação, após serem conformados e sinterizados em duas temperaturas: 1400 e 1450ºC. Também se estudou a influência da adição de dopantes de menor valência (titânio e zircônio) na estrutura e nas propriedades elétricas da fase pura. Foi possível obter a fase BNO em todas as sínteses, embora após a primeira calcinação houvesse diferentes fases na amostra obtida pelo método Pechini; estas fases secundárias desapareceram após a sinterização. Atingiu-se maior densificação ao submeter os pós sintetizados à moagem, previamente à conformação, onde se atingiu porosidades aparentes menores que 5%. As dopagens promoveram o refino do grão, mas não foram eficientes no aumento da condutividade do composto. Contudo, as amostras sinterizadas em 1450ºC apresentaram maior condutividade em atmosfera úmida (H2O) do que em água pesada (D2O), o que pode ser um indício da existência de condutividade protônica nesta estrutura. / Among the common materials used to produce solid oxide fuel cell’s (SOFC’s) electrolytes and electrodes areoxides with perovskite structures; they show desirable characteristics for this application, like good levels of ionic conduction. Nowadays, there are many different studies on this field, where developing new proton conduction materials to improve SOFC’s performance is one of them. Present work evaluated the viability of compound Ba5Nb4O15 (BNO) as a candidate to produce SOFC’s elements. This compound show a hexagonal perovskite structure and recent papers point this kind of structure is currently used can show some indications of proton conduction. At present study, it was evaluated BNO synthesis through an alternate method to solid-state reaction, based on Pechini method and using different oxides as precursors. Since there are many different processing routes to obtain this phase, it was compared sinterability of synthesized powders after pressing and sintering at two temperatures: 1400 and 1450ºC. The poisoning effect of titanium and zirconium on structure and electric properties was also studied. BNO phase was successful obtained in all synthesis, although non-stoichiometry phases were present on Pechini sample after first calcination; after sintering, these phases were no longer present though. A higher densification was obtained after milling synthesized powder previously to pressing: a bulk porosity smaller than 5% was achieved. Doping produce grain refinement, but it was not efficient improving electrical conductivity. However, sintered samples at 1450ºC had shown higher conductivity on humid atmosphere (H2O) than presented on heavy water atmosphere (D2O). This could be an indication of proton conductionin this structure. Keywords: proton conduction, hexagonal perovskites, Pechini method, solid oxide fuel cells.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2019-03-07T18:48:58Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Melina Favaro.pdf: 3032267 bytes, checksum: 0e68f7c9b37bc1a5e64dea76fe33552c (MD5) / Made available in DSpace on 2019-03-07T18:48:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Melina Favaro.pdf: 3032267 bytes, checksum: 0e68f7c9b37bc1a5e64dea76fe33552c (MD5) Previous issue date: 2018-08-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Diante de toda a problemática ambiental que vem sendo levantada e discutida há algumas décadas, têm-se desenvolvido diversas alternativas para uma geração de energia que substitua parcial ou totalmente as fontes fósseis, tanto em questão de finitude quanto ambientais. Dentre essas alternativas, as células a combustível de óxido sólido estão ganhando destaque por seu alto rendimento e baixa geração de resíduos. Como qualquer inovação tecnológica, muitos desafios ainda estão sendo superados e há muita demanda de pesquisa para melhorar diversos parâmetros dessas células, tais como: materiais de composição da célula, temperatura de utilização e rendimento energético. O presente trabalho estudou a obtenção e caracterização de um cermeto formado por um condutor protônico com composição BaCe0,2Zr0,7Y0,1O3-δ (BCZY271) com uma segunda fase metálica de níquel pela adição de óxido de níquel, para testar a viabilidade da utilização deste compósito em célula a combustível de óxido sólido. Três proporções da mistura BCZY271-NiO (30/70, 50/50 e 70/30, respectivamente) preparadas e caracterizadas quanto a microestrutura formada e as suas propriedades elétricas. O método utilizado para a síntese do pó da fase BCZY271 foi o Pechini modificado, seu sucesso na formação da composição foi comprovado por meio de Difratometria de Raio X e Microscopia Eletrônica de Varredura com EDS. As diferentes proporções da mistura de BCZY271-NiO sinterizadas a 1400ºC por 4h apresentaram porosidade adequada para utilização como eletrodo de célula a combustível de óxido sólido. O tratamento térmico a 900°C por 6h em atmosfera de H2 (4%) e Ar (96%) mostrou ser eficiente para a redução do óxido de níquel a níquel metálico. A condutividade elétrica total das amostras se mostraram suficientes para utilização como eletrodo de célula a combustível de óxido sólido. / In view of all the environmental problems that have been raised and discussed for some decades, various alternatives have been developed for a generation that partially or totally replaces fossil sources, both in terms of finitude and environmental. Among these alternatives, solid oxide fuel cells are gaining prominence due to their high yield and low waste generation. Like any technological innovation, many challenges are still being overcome and there is a great deal of research demand to improve several parameters of these cells, such as: cell composition materials, temperature of use and energy yield. The present work studied the obtaining and characterization of a cermet formed by a protonic conductor with composition BaCe0,2Zr0,7Y0,1O3-δ (BCZY271) with a second nickel metal phase by the addition of nickel oxide, to test the feasibility of using this composite in solid oxide fuel cell. Three proportions of the blend BCZY271/NiO (30/70, 50/50, 70/30, respectively) were prepared and characterized as to microstructure formed and its electrical properties. The method used for the synthesis of the powder on the phase BCZY271 has modified Pechini, its success in the formation of the composition was confirmed by means of x-Ray Diffraction and Scanning Electron Microscopy with EDS. The different proportions of the blend BCZY271-NiO sintered on 1400ºC for 4 hours showed proper porosity for using as solid oxide fuel cell electrode. The heat treatment on 900°C for 6 hours in atmosphere of H2 (4%) and Ar (96%) was enough to reduce the oxide nickel to nickel metal. The total electrical conductivity of the samples were suitable for using as a solid oxide fuel cell electrode.