Implementaram-se no Laboratório de Implantação IOnica do IF-UFRGS técnicas de análise com feixes de ions paa a caracterização composiciond de sistemas cataliticos de grande interesse para a produção de polimeros sintéticos, do tipo metaloceno e organoalurninios ancorados à superficie de grãos porosos de óxido de silício (silica). Especificamente, aplicaram-se espectrometria de retroespalhamento Rutherford (RBS) e emissão gama induzida por partículas (PIGE), respectivamente, a determinação dos teores de zircônio (do metaloceno) e de alumínio imobilizados sobre a sílica. Paralelamente, utilizaram-se t4cnicas de análise multivariada (planos de Plackett-Burman e fatorial completo de dois níveis) para determinar os efeitos de pa.rimetro de preparação sobre as características composiçionais desses sistemas cataliticos. Conduziram-se os trabalhos em dois estágios: inicialmente, utilizando um plano de Plackett-Burman, estudaram-se os efeitos de (a) seqüência de imobilização (organoaiuminios seguidos de metaloceno I ou vice-versa); (b) concentração de metaloceno na etapa de ancoragem (1,5 ou 2,5% p/p Zr/Si02); (c) concentração de organoaluminios na correspondente etapa de ancoragem (2 ou 4% p/p A1/SiO2 em trimetilalumínio (TMA) mais 6 ou 12% p/p A1/Si02 em metilaluminoxana (MAO)); (dj temperatura (30 ou 80°C); e (e) tempos de tratamento da silica com rnetaloceno e com organoaluminios (1 ou 6 h). Verificou-se que a concentração de metaloceno na etapa de ancoragem e o tempo de tratamento do suporte têm efeito sobre o teor de zircônio irnobilizado, e que a concentração de MA0 e a seqiiência de imobilização têm efeito sobre o teor de alumínio imobilizado. Em uma segunda etapa, utilizando um plana fatorial completo, estudaram-se os efeitos de (a) temperatura (30 ou 80°C); (b) concentração de metaloceno (1,5 ou 2,5% pp/ Zr/SiOz); e (c) concentração de MA0 (6 ou 12% ppJ A1/SiO2). Nesse caso, verificou-se que as concentrações de rnetaloceno e de MA0 têm efeito sobre o teor de zircônio imobilizado, e que a concentração de MA0 e a interação entre as concentrações de rnetaloceno e de MA0 têm efeito sobre o teor de alumínio imobilizado. Comparam-se dados obtidos por REIS e PIGE a resultados da técnica analítica convencionalmente apIicada a catalisadores ancorados. No caso de PIGE, um estudo abrangente das condições de análise levou a considerável evolução a partir do mktodo inicialmente proposto. As técnicas de análise por feixes de ions RBS e PIGE como implementadas a partir deste trabalho vêm sendo satisfatoriamente aplicadas a caracterização dos sistemas cataliticos de interesse, com vantagens sobre os métodos convencionais. / Ion beam techniques were irnplemented at the Ion Implantation Laboratory, Physics Department , WFRGS for the çompositional characterization of catalyst systems formed by anchoring metalocene and organoalurninum compounds to the surface of silica grains. Such catalyst systerns are of great interest for the prs duction of synthetic polymers. Rutherford backsçat tering spectrometry (RBS) and particfe-Indueed gamma-ray ernission (PIGE) were applied, respeçtively, to tEie quantitation of Zirconiurn (from the metalocene) and Aluminum irnrnobilized o11 the support. IR parallel, multivariate analysis was used to determine the effects of preparation parameters on çompositional aspects of t be catalyst systems. Shis psoject was conducted in t-rvo stages: in the first, a Plaçkett-Burman design was used to estimate the effects of (a) immobilization sequence (organoalurninum coinpounds followed by a metalocene or vice-versa); (b) metalocene çoncentration in the arichoring step (1.5 os 2.5 wt.-% Zr/S102); (c) organoalurninum concentration in the anchoring step (2 or 4 wt.-% Al/Si02 as trirnethylalurninum (TMA) plus 6 or 12 wt.-% A1/Si02 as rnethylalurnoxane (M-40)); (d) temperature (30 or 80°C); and (e) period of support treatment ruith metalocene or organoalurninum çompounds (1 or 6 h). Metalocene concentration in the anchoring step and corresponding pesiod of support treatment showed signifiçant effect on Zirconiurn final loading, and MA0 concentration and imrnobilization sequence showed significant effect on Aluminum final loading. Also, a full two-leve1 factorial design was used to determine the effects of (a) ternperature (30 or 80°C); (b) metalocene concentration (1.5 os 2.5 wt.-% Zr/Si02); and (c) MA0 concentration (6 or 12 wt.-% A1/SiOzj. In this case, metalocene and MA0 concentrations sbowed effect on the final Zirconium loading, and MA0 concentration and interaction between metalocene and MA0 concentrations showed eRect on the final Alurninum loading. Data obtained by RBS and PIGE were compared to results provided by the analytiçal technique usualiy applied to ançhored catalysts. Concerning PIGE, a cornprehensive study of experimental variables led to significant improvement of the methodology initially proposed. The ion bearn techniques RBS and PIGE as implemented in the present work have been sucçesfully applied to the characterization of the catalyst systems of interest, with advantages over the conventional methods.

Implementaram-se no Laboratório de Implantação IOnica do IF-UFRGS técnicas de análise com feixes de ions paa a caracterização composiciond de sistemas cataliticos de grande interesse para a produção de polimeros sintéticos, do tipo metaloceno e organoalurninios ancorados à superficie de grãos porosos de óxido de silício (silica). Especificamente, aplicaram-se espectrometria de retroespalhamento Rutherford (RBS) e emissão gama induzida por partículas (PIGE), respectivamente, a determinação dos teores de zircônio (do metaloceno) e de alumínio imobilizados sobre a sílica. Paralelamente, utilizaram-se t4cnicas de análise multivariada (planos de Plackett-Burman e fatorial completo de dois níveis) para determinar os efeitos de pa.rimetro de preparação sobre as características composiçionais desses sistemas cataliticos. Conduziram-se os trabalhos em dois estágios: inicialmente, utilizando um plano de Plackett-Burman, estudaram-se os efeitos de (a) seqüência de imobilização (organoaiuminios seguidos de metaloceno I ou vice-versa); (b) concentração de metaloceno na etapa de ancoragem (1,5 ou 2,5% p/p Zr/Si02); (c) concentração de organoaluminios na correspondente etapa de ancoragem (2 ou 4% p/p A1/SiO2 em trimetilalumínio (TMA) mais 6 ou 12% p/p A1/Si02 em metilaluminoxana (MAO)); (dj temperatura (30 ou 80°C); e (e) tempos de tratamento da silica com rnetaloceno e com organoaluminios (1 ou 6 h). Verificou-se que a concentração de metaloceno na etapa de ancoragem e o tempo de tratamento do suporte têm efeito sobre o teor de zircônio irnobilizado, e que a concentração de MA0 e a seqiiência de imobilização têm efeito sobre o teor de alumínio imobilizado. Em uma segunda etapa, utilizando um plana fatorial completo, estudaram-se os efeitos de (a) temperatura (30 ou 80°C); (b) concentração de metaloceno (1,5 ou 2,5% pp/ Zr/SiOz); e (c) concentração de MA0 (6 ou 12% ppJ A1/SiO2). Nesse caso, verificou-se que as concentrações de rnetaloceno e de MA0 têm efeito sobre o teor de zircônio imobilizado, e que a concentração de MA0 e a interação entre as concentrações de rnetaloceno e de MA0 têm efeito sobre o teor de alumínio imobilizado. Comparam-se dados obtidos por REIS e PIGE a resultados da técnica analítica convencionalmente apIicada a catalisadores ancorados. No caso de PIGE, um estudo abrangente das condições de análise levou a considerável evolução a partir do mktodo inicialmente proposto. As técnicas de análise por feixes de ions RBS e PIGE como implementadas a partir deste trabalho vêm sendo satisfatoriamente aplicadas a caracterização dos sistemas cataliticos de interesse, com vantagens sobre os métodos convencionais. / Ion beam techniques were irnplemented at the Ion Implantation Laboratory, Physics Department , WFRGS for the çompositional characterization of catalyst systems formed by anchoring metalocene and organoalurninum compounds to the surface of silica grains. Such catalyst systerns are of great interest for the prs duction of synthetic polymers. Rutherford backsçat tering spectrometry (RBS) and particfe-Indueed gamma-ray ernission (PIGE) were applied, respeçtively, to tEie quantitation of Zirconiurn (from the metalocene) and Aluminum irnrnobilized o11 the support. IR parallel, multivariate analysis was used to determine the effects of preparation parameters on çompositional aspects of t be catalyst systems. Shis psoject was conducted in t-rvo stages: in the first, a Plaçkett-Burman design was used to estimate the effects of (a) immobilization sequence (organoalurninum coinpounds followed by a metalocene or vice-versa); (b) metalocene çoncentration in the arichoring step (1.5 os 2.5 wt.-% Zr/S102); (c) organoalurninum concentration in the anchoring step (2 or 4 wt.-% Al/Si02 as trirnethylalurninum (TMA) plus 6 or 12 wt.-% A1/Si02 as rnethylalurnoxane (M-40)); (d) temperature (30 or 80°C); and (e) period of support treatment ruith metalocene or organoalurninum çompounds (1 or 6 h). Metalocene concentration in the anchoring step and corresponding pesiod of support treatment showed signifiçant effect on Zirconiurn final loading, and MA0 concentration and imrnobilization sequence showed significant effect on Aluminum final loading. Also, a full two-leve1 factorial design was used to determine the effects of (a) ternperature (30 or 80°C); (b) metalocene concentration (1.5 os 2.5 wt.-% Zr/Si02); and (c) MA0 concentration (6 or 12 wt.-% A1/SiOzj. In this case, metalocene and MA0 concentrations sbowed effect on the final Zirconium loading, and MA0 concentration and interaction between metalocene and MA0 concentrations showed eRect on the final Alurninum loading. Data obtained by RBS and PIGE were compared to results provided by the analytiçal technique usualiy applied to ançhored catalysts. Concerning PIGE, a cornprehensive study of experimental variables led to significant improvement of the methodology initially proposed. The ion bearn techniques RBS and PIGE as implemented in the present work have been sucçesfully applied to the characterization of the catalyst systems of interest, with advantages over the conventional methods.

Implementaram-se no Laboratório de Implantação IOnica do IF-UFRGS técnicas de análise com feixes de ions paa a caracterização composiciond de sistemas cataliticos de grande interesse para a produção de polimeros sintéticos, do tipo metaloceno e organoalurninios ancorados à superficie de grãos porosos de óxido de silício (silica). Especificamente, aplicaram-se espectrometria de retroespalhamento Rutherford (RBS) e emissão gama induzida por partículas (PIGE), respectivamente, a determinação dos teores de zircônio (do metaloceno) e de alumínio imobilizados sobre a sílica. Paralelamente, utilizaram-se t4cnicas de análise multivariada (planos de Plackett-Burman e fatorial completo de dois níveis) para determinar os efeitos de pa.rimetro de preparação sobre as características composiçionais desses sistemas cataliticos. Conduziram-se os trabalhos em dois estágios: inicialmente, utilizando um plano de Plackett-Burman, estudaram-se os efeitos de (a) seqüência de imobilização (organoaiuminios seguidos de metaloceno I ou vice-versa); (b) concentração de metaloceno na etapa de ancoragem (1,5 ou 2,5% p/p Zr/Si02); (c) concentração de organoaluminios na correspondente etapa de ancoragem (2 ou 4% p/p A1/SiO2 em trimetilalumínio (TMA) mais 6 ou 12% p/p A1/Si02 em metilaluminoxana (MAO)); (dj temperatura (30 ou 80°C); e (e) tempos de tratamento da silica com rnetaloceno e com organoaluminios (1 ou 6 h). Verificou-se que a concentração de metaloceno na etapa de ancoragem e o tempo de tratamento do suporte têm efeito sobre o teor de zircônio irnobilizado, e que a concentração de MA0 e a seqiiência de imobilização têm efeito sobre o teor de alumínio imobilizado. Em uma segunda etapa, utilizando um plana fatorial completo, estudaram-se os efeitos de (a) temperatura (30 ou 80°C); (b) concentração de metaloceno (1,5 ou 2,5% pp/ Zr/SiOz); e (c) concentração de MA0 (6 ou 12% ppJ A1/SiO2). Nesse caso, verificou-se que as concentrações de rnetaloceno e de MA0 têm efeito sobre o teor de zircônio imobilizado, e que a concentração de MA0 e a interação entre as concentrações de rnetaloceno e de MA0 têm efeito sobre o teor de alumínio imobilizado. Comparam-se dados obtidos por REIS e PIGE a resultados da técnica analítica convencionalmente apIicada a catalisadores ancorados. No caso de PIGE, um estudo abrangente das condições de análise levou a considerável evolução a partir do mktodo inicialmente proposto. As técnicas de análise por feixes de ions RBS e PIGE como implementadas a partir deste trabalho vêm sendo satisfatoriamente aplicadas a caracterização dos sistemas cataliticos de interesse, com vantagens sobre os métodos convencionais. / Ion beam techniques were irnplemented at the Ion Implantation Laboratory, Physics Department , WFRGS for the çompositional characterization of catalyst systems formed by anchoring metalocene and organoalurninum compounds to the surface of silica grains. Such catalyst systerns are of great interest for the prs duction of synthetic polymers. Rutherford backsçat tering spectrometry (RBS) and particfe-Indueed gamma-ray ernission (PIGE) were applied, respeçtively, to tEie quantitation of Zirconiurn (from the metalocene) and Aluminum irnrnobilized o11 the support. IR parallel, multivariate analysis was used to determine the effects of preparation parameters on çompositional aspects of t be catalyst systems. Shis psoject was conducted in t-rvo stages: in the first, a Plaçkett-Burman design was used to estimate the effects of (a) immobilization sequence (organoalurninum coinpounds followed by a metalocene or vice-versa); (b) metalocene çoncentration in the arichoring step (1.5 os 2.5 wt.-% Zr/S102); (c) organoalurninum concentration in the anchoring step (2 or 4 wt.-% Al/Si02 as trirnethylalurninum (TMA) plus 6 or 12 wt.-% A1/Si02 as rnethylalurnoxane (M-40)); (d) temperature (30 or 80°C); and (e) period of support treatment ruith metalocene or organoalurninum çompounds (1 or 6 h). Metalocene concentration in the anchoring step and corresponding pesiod of support treatment showed signifiçant effect on Zirconiurn final loading, and MA0 concentration and imrnobilization sequence showed significant effect on Aluminum final loading. Also, a full two-leve1 factorial design was used to determine the effects of (a) ternperature (30 or 80°C); (b) metalocene concentration (1.5 os 2.5 wt.-% Zr/Si02); and (c) MA0 concentration (6 or 12 wt.-% A1/SiOzj. In this case, metalocene and MA0 concentrations sbowed effect on the final Zirconium loading, and MA0 concentration and interaction between metalocene and MA0 concentrations showed eRect on the final Alurninum loading. Data obtained by RBS and PIGE were compared to results provided by the analytiçal technique usualiy applied to ançhored catalysts. Concerning PIGE, a cornprehensive study of experimental variables led to significant improvement of the methodology initially proposed. The ion bearn techniques RBS and PIGE as implemented in the present work have been sucçesfully applied to the characterization of the catalyst systems of interest, with advantages over the conventional methods.

A presente dissertação apresenta uma investigação sobre a evolução tectono-metamórfica da Formação São Tomé, uma das unidades metassedimentares pertencente ao Grupo Rio Doce, no Orógeno Araçuaí. Essa unidade, de origem pelítica, ocorre em uma faixa com direção geral aproximadamente N-S, com vergência para NE, contrária ao cráton São Francisco neste setor do orógeno. Possui como litotipo principal quartzo-mica xisto, com proporções variadas de granada, estaurolita, sillimanita e plagioclásio. Duas fases deformacionais estão registradas através de uma foliação continua S1 do tipo clivagem de fratura e uma foliação S2 de clivagem de crenulação. As relações texturais indicam que parte das fases minerais se cristalizaram tanto durante o evento deformacional como em condições ausentes de tensão deviatórica, e registro de condições de pico metamórfico de 6 kbar e 650 °C. Os dados geocronológicos foram obtidos em monazita por meio de datações Th-UPb em microssonda eletrônica. Foram identificadas três populações distintas: (i) A população mais antiga de 641±32 Ma, 614±39 Ma e 607±47 Ma, a qual pode representar grãos detríticos de corpos ígneos, não mais aflorantes, relacionados a um possível estagio pré-colisional ou, tratar-se de monazitas metamórficas formadas em um primeiro evento térmico; (ii) População com idades intermediárias entre 560±32 Ma e 559±29 Ma, compatíveis com as idades do ápice metamórfico regional; (iii) População mais jovem de idades entre 501±28 Ma e 491±34 Ma, condizentes com a formação concomitante à geração dos corpos ígneos tardios. Ainda que não esteja esclarecido se essas idades estão relacionadas a eventos metamórficos distintos ou são reflexo da baixa taxa de resfriamento do orógeno, os três grupos de monazita com idades distintas estão bem estabelecidos. / The present dissertation presents an investigation on the tectono-metamorphic evolution of the São Tomé Formation, one of the metasedimentary units belonging to the Rio Doce Group, in the Araçuaí Orogen. This unit, of pelitic origin, occurs in a band with general direction approximately N-S, with vergence for NE, contrary to the São Francisco craton in this sector of the orogen. It has quartz-mica schist as main lithotype, with varying proportions of grarnet, staurolite, sillimanite and plagioclase. Two deformational phases are recorded through a continuous foliation S1 of the fracture cleavage type and a foliation S2 of crenulation cleavage. The textural relations indicate that part of the mineral phases crystallized both during the deformational event and in conditions absent of deviatore voltage, and record of metamorphic peak conditions of 6 kbar and 650 ° C. The geochronological data were obtained in monazite by means of Th-U-Pb dating in electron microprobe. Three distinct populations were identified: (i) The oldest population of 641 ± 32 Ma, 614 ± 39 Ma and 607 ± 47 Ma, which may represent detrital grains of igneous bodies, no longer outcrops, related to a possible pre- collisional or, being metamorphic monazites formed in a first thermal event; (ii) Populations with intermediate ages between 560 ± 32 Ma and 559 ± 29 Ma, compatible with regional metamorphic apex ages; (iii) Younger population between 501 ± 28 Ma and 491 ± 34 Ma, consistent with the formation concomitant with the generation of late igneous bodies. Although it is unclear whether these ages are related to distinct metamorphic events or are reflective of the low orogenic cooling rate, the three monazite groups of different ages are well established.

A presente dissertação apresenta uma investigação sobre a evolução tectono-metamórfica da Formação São Tomé, uma das unidades metassedimentares pertencente ao Grupo Rio Doce, no Orógeno Araçuaí. Essa unidade, de origem pelítica, ocorre em uma faixa com direção geral aproximadamente N-S, com vergência para NE, contrária ao cráton São Francisco neste setor do orógeno. Possui como litotipo principal quartzo-mica xisto, com proporções variadas de granada, estaurolita, sillimanita e plagioclásio. Duas fases deformacionais estão registradas através de uma foliação continua S1 do tipo clivagem de fratura e uma foliação S2 de clivagem de crenulação. As relações texturais indicam que parte das fases minerais se cristalizaram tanto durante o evento deformacional como em condições ausentes de tensão deviatórica, e registro de condições de pico metamórfico de 6 kbar e 650 °C. Os dados geocronológicos foram obtidos em monazita por meio de datações Th-UPb em microssonda eletrônica. Foram identificadas três populações distintas: (i) A população mais antiga de 641±32 Ma, 614±39 Ma e 607±47 Ma, a qual pode representar grãos detríticos de corpos ígneos, não mais aflorantes, relacionados a um possível estagio pré-colisional ou, tratar-se de monazitas metamórficas formadas em um primeiro evento térmico; (ii) População com idades intermediárias entre 560±32 Ma e 559±29 Ma, compatíveis com as idades do ápice metamórfico regional; (iii) População mais jovem de idades entre 501±28 Ma e 491±34 Ma, condizentes com a formação concomitante à geração dos corpos ígneos tardios. Ainda que não esteja esclarecido se essas idades estão relacionadas a eventos metamórficos distintos ou são reflexo da baixa taxa de resfriamento do orógeno, os três grupos de monazita com idades distintas estão bem estabelecidos. / The present dissertation presents an investigation on the tectono-metamorphic evolution of the São Tomé Formation, one of the metasedimentary units belonging to the Rio Doce Group, in the Araçuaí Orogen. This unit, of pelitic origin, occurs in a band with general direction approximately N-S, with vergence for NE, contrary to the São Francisco craton in this sector of the orogen. It has quartz-mica schist as main lithotype, with varying proportions of grarnet, staurolite, sillimanite and plagioclase. Two deformational phases are recorded through a continuous foliation S1 of the fracture cleavage type and a foliation S2 of crenulation cleavage. The textural relations indicate that part of the mineral phases crystallized both during the deformational event and in conditions absent of deviatore voltage, and record of metamorphic peak conditions of 6 kbar and 650 ° C. The geochronological data were obtained in monazite by means of Th-U-Pb dating in electron microprobe. Three distinct populations were identified: (i) The oldest population of 641 ± 32 Ma, 614 ± 39 Ma and 607 ± 47 Ma, which may represent detrital grains of igneous bodies, no longer outcrops, related to a possible pre- collisional or, being metamorphic monazites formed in a first thermal event; (ii) Populations with intermediate ages between 560 ± 32 Ma and 559 ± 29 Ma, compatible with regional metamorphic apex ages; (iii) Younger population between 501 ± 28 Ma and 491 ± 34 Ma, consistent with the formation concomitant with the generation of late igneous bodies. Although it is unclear whether these ages are related to distinct metamorphic events or are reflective of the low orogenic cooling rate, the three monazite groups of different ages are well established.