Studies have been carried out on specific ion-exchange (Dowex 50W-X8 and Dowex 1-X8) and chelation (Chelex-100) resins, in order to determine their physical and chemical characteristics, to understand and explain their limits of function and to optimise their use as substrates in trace metal and speciation measurement by EDXRF. Structural information was obtained by scanning electron microscopy and x-ray microanalysis showing a homogeneous distribution of functional groups and retained ions on both sectioned and whole resins. Particle size experiments performed on Dowex 50W-X8 (38 - 840 µm) showed that this parameter has no effect on the relationship between intensity of fluorescence and concentration or mass of resin. Inter-element effects were not observed in the analysis of multielemental specimens prepared on ion-exchange / chelation media by EDXRF. This indicates that the proposed method has a significant advantage when compared with other methodologies. A theoretical ‘model’, based on the formation of thin films on the surface of the resin beads, has been proposed in order to link and explain the effects observed in these experiments. The use of a batch retention system has shown distinct advantages over using columns in terms of linearity, accuracy, precision, rapidity and simplicity. Parameters such as pH and ionic strength of the solution, concentration of competing ions and volume of the sample have been proven to be critical. The maximum retention capacity has been determined as 3.2, 1.1 and 0.67 mEq/g for Dowex 50W-X8, Dowex 1-X8 and Chelex-100 respectively. The optimum mass of resin for XRF analysis was found to be 0.5 g, for all resins tested. The linear range covered 4 to 5 orders of magnitude. These findings show the potential of the investigated media to overcome instrumental and sample limitations. Based on the physico-chemical information found, methodologies for three different applications of the resins to EDXRF determinations have been developed and their analytical possibilities explored. The multi-elemental determination of metals in sewage sludge digests was achieved by retaining the metals on Dowex 50W-X8 at pH 2 and Chelex-100 at pH 4. Chelex-100 allows quantitative recoveries for Cu and Zn. A wider range of elements was determined on Dowex 50W-X8, although with poorer recoveries (60 - 90%). The limits of detection were 10 - 21 µg when Dowex 50W-X8 was used and 8 - 49 µg for Chelex-100. The method was validated by the analysis of a certified material. The determination of Kβ/Kα intensity ratios for Cr and Mn species and its potential as a tool for direct elemental speciation has also been studied. A difference in Kβ/Kα between the oxidation states of the analytes was only observed during the analysis of solutions of the metal species by EDXRF at the 98% level of confidence. Finally, the speciation and preconcentration of Cr(III) and Cr(VI) in waters has been performed by retention on Dowex 50W-X8 and Dowex 1-X8 followed by EDXRF determination. Efficient recoveries and preconcentration factors of up to 500 were achieved, leading to limits of detection of 30 µg/L for Cr(VI) and 40 µg/L for Cr(III). This method is simple, fast and inexpensive, allowing quantitative recoveries in the speciation of chromium in waste waters.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:34:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:57:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:06:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 11260.pdf: 6178223 bytes, checksum: b81ce1592f127211fd426b186d3b8369 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:38Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:08:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 11345.PDF: 3947420 bytes, checksum: a67742a2939ab92c6ea3c83950452caf (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:08:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2016-04-08T12:18:22Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2016-04-08T12:18:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:34:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:57:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Diversos processos são considerados responsáveis pela manutenção de ecossistemas. Entre eles podemos destacar a ciclagem mineral que corresponde ao ciclo dos elementos químicos que fluem entre os compartimentos bióticos, folhas e serrapilheira, e abióticos, atmosfera e solo. Esses elementos químicos se acumulam de forma ativa via absorção nos tecidos desses organismos, possibilitando sua aplicação como biomonitor na avaliação da qualidade do ambiente. Partindo dessa premissa é possível, a partir do estudo de ciclagem bioquímica de serrapilheira, conhecer a proveniência dos elementos químicos observados nas folhas diagnose das árvores. Este trabalho teve como objetivo avaliar, em escala espacial e temporal, as características da produção e sazonalidade da deposição da serrapilheira bem como estudar a composição química das folhas originadas desta serrapilheira depositada no campus do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, IPEN, São Paulo, (RMSP) visando seu emprego como indicador do estagio de conservação ou degradação das áreas estudadas. Foram instalados 10 coletores de serrapilheira, com as dimensões de 1m x 1m, profundidade de 45 cm e 2 mm de malha, dispostos a 20 cm do solo sob a copa das árvores. Para determinação da produção de serrapilheira foram recolhidas deposições mensais nos coletores entre os meses: Fevereiro/2010 à Janeiro/2011. A determinação dos elementos químicos foi realizada utilizando as técnicas de fluorescência de raios-X por dispersão de comprimento de onda (WDXRF) e espectrometria de emissão ótica com fonte de plasma de argônio induzido (ICP-OES). Para a análise estatística dos dados foi aplicada a análise de componentes principais. A heterogeneidade temporal observada foi conseqüência da sazonalidade, interferindo na produção de serrapilheira em relação à quantidade e às porcentagens das frações. A produção de serrapilheira (base seca) durante o período de desenvolvimento da pesquisa foi de 5,86 Kg m-2 ano-1 sendo a espécie Psidiumguajara com maior índice de serrapilheira. Entre as frações, o compartimento folhas foi o mais representativo com 53,12% seguido do compartimento madeira com 26,84% e das partes reprodutivas que representou 20,04% de toda serrapilheira. Os elementos analisados foram Ca, Si, K, P, Fe Cl, Ni, Sr, Zn, Cu, Th, U, Mn, Al, Ti, Na, Mg, S e Br. Os elementos mais abundantes foram Ca, Si e K (1,8%, 0,5% e 0,6%, respectivamente) representando a composição foliar. Apesar de no passado ter havido unidades piloto de purificação de urânio e de tório, bem como considerando as atuais instalações do ciclo do combustível, foi observado que o material monitorado não se apresentou impactado quanto aos elementos químicos avaliados, e as instalações existentes não afetaram o ciclo biogeoquímico das plantas. O estudo trouxe resultados extremamente relevantes para se entender melhor em que estado se encontra o bosque em torno das instalações nucleares do IPEN/SP. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:06:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 11260.pdf: 6178223 bytes, checksum: b81ce1592f127211fd426b186d3b8369 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:38Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:08:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 11345.PDF: 3947420 bytes, checksum: a67742a2939ab92c6ea3c83950452caf (MD5) / Este estudo tem por objetivo formular um composto cerâmico para revestimento de paredes visando contribuir para a otimização da blindagem de salas de diagnóstico. O trabalho foi baseado em medidas experimentais de atenuação da radiação X (80 e 100 kV) empregando materiais cerâmicos de revestimento contendo diferentes suportes cerâmicos (vermelho, branco, grês, porcelanatos, etc). Dentre os suportes cerâmicos avaliados, o grês branco apresentou melhores propriedades atenuadoras, e foi considerado o mais adequado para a proposta deste trabalho. Diferentes formulações de grês branco foram estudadas e alteradas a fim de obter melhores propriedades atenuadoras. Foram efetuadas simulações de composições cerâmicas de revestimento grês dentro das porcentagens de matérias-primas necessárias na composição que são 12-20% argila; 6-18% caulim; 12-25% filito; 8-14% quartzo; 10-18% feldspato; 32- 40% pegmatito; 6-8% talco. As composições químicas quantitativas e qualitativas destes materiais foram também avaliadas, e os elementos constituintes mais comuns são SiO2, Fe2O3, Al2O3, CaO e Ti2O3. Considerando que o CaO pode ser substituído pelo PbO ou BaO, foram estudadas formulações com maiores teores de óxidos de Pb e Ba. O comportamento destes materiais como atenuadores para a radiação X foi investigado por meio de simulações computacionais que levaram em consideração os espectros de raios X incidentes e transmitidos através das diferentes composições estudadas e comparado com os materiais de referência Pb, Ba e BaSO4 (barita). Os resultados obtidos nas simulações indicaram as formulações do composto de suporte cerâmico grês que demonstram melhores propriedades de atenuação levando-se em conta as energias usadas em raios X diagnóstico (80, 100 e 150 kV). Placas cerâmicas baseadas na composição formulada que apresentou menor diferença percentual em relação ao Pb foram produzidas em laboratório e testadas fisicamente como revestimento de parede e barreira protetora. Propriedades como módulo de resistência à flexão, densidade, carga de ruptura, absorção de água e atenuação da radiação X foram avaliadas para todas as placas produzidas. / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:08:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A cinza da casca do arroz (CCA) é um resíduo rico em sílica amorfa. Um método simples e de baixo consumo energético para extração desta sílica foi pesquisado, obtendo-se um material com baixo teor de impurezas e alta reatividade, adequado para a síntese de zeólitas e wolastonita (CaSiO3). As zeólitas sintéticas, que não possuem estruturas similares na natureza, são cada vez mais valorizadas no mercado devido a pureza e eficiência em aplicações específicas nas áreas de troca iônica, peneira molecular e catálise. A wolastonita com elevado grau de pureza tem várias aplicações na indústria e agricultura. O mineral wolastonita pode ser formado de várias maneiras na natureza. Em geral é aceito que existem dois processos de formação; os quais envolvem o metamorfismo (calor e pressão) do calcário. Neste trabalho, foi desenvolvido um novo processo para a síntese das zeólitas e da wolastonita, ambas a partir da sílica coloidal da CCA; tendo como objetivo um processo de um menor custo energético, menor número de etapas e menor consumo de reagentes. Foram sintetizadas neste trabalho as zeólitas: A, usada em detergentes, e a ZSM-5, empregada na indústria petroquímica, devido a sua alta seletividade em reações catalíticas e grande estabilidade térmica e resistência aos ácidos. A primeira etapa na síntese da wolastonita foi estudada com o objetivo da formação do hidrossilicato de cálcio (CSH). Contudo, onze hidrossilicatos de cálcio diferentes ocorrem no sistema Ca(OH)2-SiO2-H2O que em uma segunda etapa passam por um tratamento térmico para dar formação a fase wolastonita. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP