Thesis (M.Sc.)--University of Alberta, 2010. / A thesis submitted to the Faculty of Graduate Studies and Research in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Science in Medical Physics, Department of Physics. Title from pdf file main screen (viewed on July 17, 2010). Includes bibliographical references.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-01-23Bitstream added on 2014-06-13T19:29:35Z : No. of bitstreams: 1 limajr_lf_me_bauru.pdf: 7258197 bytes, checksum: 7ee09909389a4e99da47b8de66b8a905 (MD5) / Tungstatos em geral têm despertado um grande interesse tecnológico devido às suas propriedades eletro-ópticas, como material para as mais variadas aplicações dentro de faixa específica do espectro fotoluminescente. Neste trabalho, pós de tungstatos de bário (BaW 'O IND. 4') foram preparados pela síntese química de co-precipitação na presença de hidróxido de amônio e processados nos sistemas de hidrotermal convencional e em hidrotermal assistido por irradiação de microondas. Após síntese por co-precipitação, as amostras foram separadas em três grupos, onde no primeiro o material foi deixado em repouxo ao resguardo da luz na temperatura de 28ºC por 48 horas, para verificar se há formação da fase tetragonal. No segundo e terceiro grupo o material foi encaminhado para processamento em hidrotermal convencional e hidrotermal assistido por microondas na temperatura de 140°C em diferentes tempos. Cada material obtido nos três processos foi lavado com água destilada e seco com acetona. Posteriormente aos tratamentos técnicos os pós foram caracterizados utilizando as técnicas de difração de raios X (DRX), espectroscopia Raman com transformadas de Fourier, espectroscopia na região do ultravioleta visível (UV-Vis), Fotoluminescência (FL) e microscopia eletrônica de varredura por canhão de emissão de campo de alta resolução (MEV-FEG). / Tungstates, in a general way, have attracted a great technological interest due to their electro-optical properties, as materials for the most diversified applications within the especific range of the photoluminecent spectra. In this work, powders of barium tungstates were prepared by coprecipitation in the presence of ammonium hydroxide. The materials were processed by conventional hydrothermal and also by microwave-assisted hydrothermal technique. After the synthesis by coprecipitation, the samples were aged in a light sensitive storage device at 28°C and 48°C, in order to investigate the formation of a tetragonal phase. In the second and third groups, the samples were heat-treated in the conventional and the microwave-assisted hydrothermal systems at 140°C for different times. Each sample of the three processes was washed with distilled water and drid with acetone. Subsequently to the heat treatments, the powders were characterized by X-Ray Diffraction (XRD), Fourier-transform Raman Spectrocopy, UV-Visible spectrocopy (UV-Vis), Photoluminescence (PL) and Field Emission Gun Scanning Electronic Microscopy (FEG).

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6820.pdf: 31396624 bytes, checksum: baada275d7fcaaaca7447011730791b4 (MD5) Previous issue date: 2015-07-17 / Financiadora de Estudos e Projetos / The tungstates are important compounds and known for their optical properties. In this work, solid solutions with nickel silver tungstate, 𝐴𝑔2−2𝑥𝑁𝑖𝑥𝑊𝑂4, compositions (0, 01 ≤ 𝑥 ≤ 0, 08) were synthesized by the hydrothermal method of microwave to 140 ° C for 1 h, and to assess the influence of 𝑁𝑖2+ ions in the structural, morphological and photoluminescent of the silver tungstate (𝐴𝑔2𝑊𝑂4). Materials 𝐴𝑔2−2𝑥𝑁𝑖𝑥𝑊𝑂4 (0 ≤ 𝑥 ≤ 0.08) were characterized by X-ray diffraction (XRD), spectroscopy micro-Raman (MR) and absorption in the Infrared (IR) region. The scanning electron microscopy (SEM) was used for image recording surface of these ceramic oxides, while the energy dispersive X-ray technique (EDS) with mapping of chemical elements, was used to qualitatively determine the chemical composition of the samples. The optical properties were studied by electron spectroscopy in the region of ultraviolet-visible (UV-vis) in which the values of energy band gap (𝐸𝑔𝑎𝑝) were estimated, and by means of photoemission spectroscopy was studied effect of 𝑁𝑖2+ ions in photoluminescence (PL) of silver tungstate. The XRD patterns of the single-phase crystallization of all samples in the orthorhombic structure of the silver tungstate and they have indicated a long range structural order. Small changes in network parameters and atomic coordinates, indicate the existence of distortions on the cluster [𝐴𝑔𝑂𝑛] (𝑛 = 2, 4, 6 and 7) and [𝑊𝑂6] and inserting the 𝑁𝑖 atoms in the crystal lattice 𝛼-𝐴𝑔2𝑊𝑂4. Changes in MR spectra and peak detection regarding 𝑁𝑖 − 𝑂 bond in IR spectra of solid solutions suggest the introduction of 𝑁𝑖 atoms in the 𝐴𝑔2𝑊𝑂4 network.The SEM images showed that the ions 𝑁𝑖2+ were able to modify the morphology of silver tungstate microcrystals, in the studied conditions. The EDS spectra and map images indicated that all materials are composed of the elements 𝐴𝑔, 𝑊 and 𝑂, as expected. They also noted the presence of 𝑁𝑖 element in the composition of solid solutions. The values of 𝐸𝑔𝑎𝑝 estimated by means of UV-vis spectra suggest the existence of intermediate states in the forbidden area, from structural defects. The changes in spectra of PL samples indicated that the 𝑁𝑖 atoms alter the effect of the order-disorder, and the average distance favored over energy emissions associated with shallow defects. / Os tungstatos são compostos importantes e conhecidos por suas propriedades ópticas. Neste trabalho, soluções sólidas de tungstato de prata com níquel, 𝐴𝑔2−2𝑥𝑁𝑖𝑥𝑊𝑂4, nas composições de (0, 01 ≤ 𝑥 ≤ 0, 08) foram sintetizados pelo método hidrotérmico de microondas a 140 °C por 1h, visando investigar a influência dos íons 𝑁𝑖2+ nas propriedades estruturais, morfológicas e fotoluminescentes do tungstato de prata (𝐴𝑔2𝑊𝑂4). Os materiais (𝐴𝑔2−2𝑥𝑁𝑖𝑥𝑊𝑂4) (0 ≤ 𝑥 ≤ 0, 08) foram caracterizados estruturalmente por difração de raios X (DRX), espectroscopias micro-Raman (MR) e de absorção na região do Infravermelho (IV). A microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi empregada para registro de imagens de superfície desses óxidos cerâmicos, enquanto que a técnica de energia dispersiva de raios X (EDX), juntamente com o mapeamento dos elementos químicos, foi utilizada para determinar qualitativamente da composição química das amostras. As propriedades ópticas foram estudadas pela espectroscopia eletrônica na região do ultravioleta-visível (UV-vis), no qual os valores das energias de band gap (𝐸𝑔𝑎𝑝) foram estimados, e por meio de espectroscopia de fotoemissão estudou-se efeito dos íons 𝑁𝑖2+ na fotoluminescência (FL) do tungstato de prata. Os padrões de DRX revelaram a cristalização monofásica de todas as amostras na estrutura ortorrômbica do tungstato de prata e indicaram que estas apresentam ordem estrutural a longa distância. As pequenas variações nos parâmetros de rede e nas coordenadas atômicas, indicam a existência de distorções sobre os clusters de [𝐴𝑔𝑂𝑛] (𝑛 = 2, 4, 6 e 7) e [𝑊𝑂6] e a inserção dos átomos de 𝑁𝑖 na rede cristalina 𝛼 − 𝐴𝑔2𝑊𝑂4. Os dados dos refinamentos de Rietveld também mostraram que os sítios da 𝐴𝑔2 e 𝐴𝑔4 referentes aos clusters [𝐴𝑔𝑂7] e [𝐴𝑔𝑂4], respectivamente, são os mais prováveis para a ocupação dos átomos de 𝑁𝑖. Alterações nos espectros de MR e a detecção de picos referentes a ligação 𝑁𝑖 − 𝑂 nos espectros de IV das soluções sólidas, sugerem a introdução de átomos de 𝑁𝑖 na rede do 𝐴𝑔2𝑊𝑂4. As imagens de MEV revelaram que os íons 𝑁𝑖2+ foram capazes de modificar a morfologia dos microcristais de tungstato de prata, nas condições estudadas. Os espectros de EDX e imagens de mapeamento indicaram que todos os materiais são compostos pelos elementos 𝐴𝑔, 𝑊 e 𝑂, como esperado. Estes também apontaram a presença do elemento 𝑁𝑖 na composição das soluções sólidas. Os valores da 𝐸𝑔𝑎𝑝 estimados por meio dos espectros de UV-vis, sugerem a existência de estados intermediários na região proibida, provenientes de defeitos estruturais. As mudanças nos espectros de FL das amostras indicaram que os átomos de 𝑁𝑖 alteraram o efeito de ordem-desordem a média distância e favoreceram emissões mais energéticas associadas aos defeitos rasos.

O presente trabalho tem por objetivo principal explorar a produção, a dispersão e a consolidação de zircônia (óxido de zircônio – ZrO2), em sua forma hidratada, obtida a partir do tungstato de zircônio (ZrW2O8), em meio alcalino e em condições de temperatura de até 100°C. A produção dos materiais particulados foi realizada sob diferentes condições experimentais (concentração de NaOH, tempo e temperatura) de modo a investigar como as características cristalográficas, morfológicas, químicas e térmicas dos pós produzidos são afetadas e, com base nesses resultados, buscou-se inferir o mecanismo pelo qual o ZrW2O8, pó micrométrico e insolúvel em água, originou partículas nanométricas de zircônia em condições brandas de síntese. Neste trabalho também se explorou a dispersão das partículas de zircônia, no momento de sua síntese, com o uso de trietanolamina (TEOA) como surfactante, de modo a obter soluções coloidais estáveis que pudessem ser ultracentrifugadas visando à obtenção de corpos de zircônia transparentes de forma controlada. Verificou-se, de um modo geral, que os materiais particulados produzidos sem a adição de TEOA são compostos por aglomerados de nanopartículas constituídas majoritariamente por Zr e O, com partículas primárias de tamanho próximo a 5 nm e cristalitos inferiores a 3 nm. Os pós apresentaram uma estrutura cristalina semelhante à da ZrO2 cúbica (ou de uma mistura de fases tetragonal e cúbica dependendo da condição de síntese), que formam aglomerados de elevada área superficial, mesoporosidade e capacidade para adsorção de água e dióxido de carbono em diferentes sítios superficiais. O mecanismo da síntese parece ser constituído, primeiramente, por uma reação química de substituição entre os tetraedros de WO4 e íons hidroxila, com posterior solubilização de parte da estrutura, pelo excesso de hidroxilas no meio, formando íons zircônio coloidais que polimerizam/condensam para a formação de núcleos cristalinos para posterior crescimento, em um processo facilitado por nucleação heterogênea e supersaturação. Além disso, a presença de tungstênio remanescente em todas as amostras parece ser um fator importante para a estabilização do tamanho e da estrutura cristalina dos materiais produzidos. A utilização de TEOA no processo de síntese permitiu a obtenção de corpos amarelados e transparentes, por ultracentrifugação, semelhantes a géis, que podem ser entendidos como um híbrido contendo material orgânico e WOx/ZrO2. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2016-05-11T19:20:51Z No. of bitstreams: 1 Tese Marjore Antunes.pdf: 13646783 bytes, checksum: f9ad9dd04536ebae6f6140e93117a8d1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-11T19:20:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Marjore Antunes.pdf: 13646783 bytes, checksum: f9ad9dd04536ebae6f6140e93117a8d1 (MD5) Previous issue date: 2016-05-11 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul, FAPERGS / The aim of the present work is to explore the production, dispersion and consolidation of zirconia (zirconium oxide – ZrO2), in its hydrous form, obtained from zirconium tungstate (ZrW2O8) in alkaline medium using temperatures up to 100°C. The production of particulate materials was carried out under different experimental conditions (NaOH concentration, time and temperature) in order to investigate how the crystallographic, morphological, chemical and thermal characteristics of the powders are affected and, based on these results, it was possible to infer the mechanism by which micrometric ZrW2O8 powder, water insoluble, yielded nanosized zirconia particles under mild synthesis conditions. This work also explored the dispersion of zirconia particles using triethanolamine (TEOA) as a surfactant, to obtain stable colloidal solutions which could be ultracentrifuged in order to obtain transparent zirconia bodies. It was found, generally, that the particulate materials produced without the addition of TEOA are composed of agglomerated nanoparticles composed mainly of Zr and O, with primary particle sizes near 5 nm having crystallites of less than 3 nm. The powders had a similar crystalline structure to cubic ZrO2 (or a mixture of tetragonal and cubic phases depending on the synthesis conditions), which create high surface area agglomerates with mesoporosity and capacity for water and carbon dioxide adsorption onto different surface sites. The mechanism of synthesis seems to be related to a chemical reaction of substitution between WO4 tetrahedra and hydroxyl ions, with subsequent solubilization of some portions of the structure due to the hydroxyl groups excess in the medium, originating colloidal zirconium ions which polymerize/condense to form crystal nuclei for further growth, in a process facilitated by heterogeneous nucleation and supersaturation. Furthermore, the presence of the remaining tungsten in all samples seems to be an important factor for stabilizing the size and crystalline structure of the materials produced. The use of TEOA in the synthesis process was responsible for the production of yellowish and transparent bodies by ultracentrifugation, similar to gels, which can be understood as a hybrid containing organic material and WOx/ZrO2.

O presente trabalho tem por objetivo principal explorar a produção, a dispersão e a consolidação de zircônia (óxido de zircônio – ZrO2), em sua forma hidratada, obtida a partir do tungstato de zircônio (ZrW2O8), em meio alcalino e em condições de temperatura de até 100°C. A produção dos materiais particulados foi realizada sob diferentes condições experimentais (concentração de NaOH, tempo e temperatura) de modo a investigar como as características cristalográficas, morfológicas, químicas e térmicas dos pós produzidos são afetadas e, com base nesses resultados, buscou-se inferir o mecanismo pelo qual o ZrW2O8, pó micrométrico e insolúvel em água, originou partículas nanométricas de zircônia em condições brandas de síntese. Neste trabalho também se explorou a dispersão das partículas de zircônia, no momento de sua síntese, com o uso de trietanolamina (TEOA) como surfactante, de modo a obter soluções coloidais estáveis que pudessem ser ultracentrifugadas visando à obtenção de corpos de zircônia transparentes de forma controlada. Verificou-se, de um modo geral, que os materiais particulados produzidos sem a adição de TEOA são compostos por aglomerados de nanopartículas constituídas majoritariamente por Zr e O, com partículas primárias de tamanho próximo a 5 nm e cristalitos inferiores a 3 nm. Os pós apresentaram uma estrutura cristalina semelhante à da ZrO2 cúbica (ou de uma mistura de fases tetragonal e cúbica dependendo da condição de síntese), que formam aglomerados de elevada área superficial, mesoporosidade e capacidade para adsorção de água e dióxido de carbono em diferentes sítios superficiais. O mecanismo da síntese parece ser constituído, primeiramente, por uma reação química de substituição entre os tetraedros de WO4 e íons hidroxila, com posterior solubilização de parte da estrutura, pelo excesso de hidroxilas no meio, formando íons zircônio coloidais que polimerizam/condensam para a formação de núcleos cristalinos para posterior crescimento, em um processo facilitado por nucleação heterogênea e supersaturação. Além disso, a presença de tungstênio remanescente em todas as amostras parece ser um fator importante para a estabilização do tamanho e da estrutura cristalina dos materiais produzidos. A utilização de TEOA no processo de síntese permitiu a obtenção de corpos amarelados e transparentes, por ultracentrifugação, semelhantes a géis, que podem ser entendidos como um híbrido contendo material orgânico e WOx/ZrO2. / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul, FAPERGS / The aim of the present work is to explore the production, dispersion and consolidation of zirconia (zirconium oxide – ZrO2), in its hydrous form, obtained from zirconium tungstate (ZrW2O8) in alkaline medium using temperatures up to 100°C. The production of particulate materials was carried out under different experimental conditions (NaOH concentration, time and temperature) in order to investigate how the crystallographic, morphological, chemical and thermal characteristics of the powders are affected and, based on these results, it was possible to infer the mechanism by which micrometric ZrW2O8 powder, water insoluble, yielded nanosized zirconia particles under mild synthesis conditions. This work also explored the dispersion of zirconia particles using triethanolamine (TEOA) as a surfactant, to obtain stable colloidal solutions which could be ultracentrifuged in order to obtain transparent zirconia bodies. It was found, generally, that the particulate materials produced without the addition of TEOA are composed of agglomerated nanoparticles composed mainly of Zr and O, with primary particle sizes near 5 nm having crystallites of less than 3 nm. The powders had a similar crystalline structure to cubic ZrO2 (or a mixture of tetragonal and cubic phases depending on the synthesis conditions), which create high surface area agglomerates with mesoporosity and capacity for water and carbon dioxide adsorption onto different surface sites. The mechanism of synthesis seems to be related to a chemical reaction of substitution between WO4 tetrahedra and hydroxyl ions, with subsequent solubilization of some portions of the structure due to the hydroxyl groups excess in the medium, originating colloidal zirconium ions which polymerize/condense to form crystal nuclei for further growth, in a process facilitated by heterogeneous nucleation and supersaturation. Furthermore, the presence of the remaining tungsten in all samples seems to be an important factor for stabilizing the size and crystalline structure of the materials produced. The use of TEOA in the synthesis process was responsible for the production of yellowish and transparent bodies by ultracentrifugation, similar to gels, which can be understood as a hybrid containing organic material and WOx/ZrO2.

O presente estudo teve por objetivo avaliar a influência da administração do tungstato de sódio (2 mg/ml) num período de 6 semanas sobre alguns parâmetros de parótida, submandibular e saliva de ratas diabéticas induzidas por estreptozotocina. Os grupos estudados foram divididos em controle (C), controle tratado com tungstato de sódio (CT), diabético (D) e diabético tratado (DT). Os parâmetros estudados foram o metabolismo energético, a composição protéica das glândulas e de saliva total estimulada por pilocarpina e isoproterenol, bem como a via de secreção de proteínas. No metabolismo energético foi determinada a concentração de glicogênio e a atividade enzimática da hexoquinase, fosfofrutoquinase-1, piruvato quinase, glicose-6-fosfato desidrogenase, lactato desidrogenase. Foram determinadas a concentração de proteína total, a atividade enzimática da amilase e peroxidase e o teor de ácido siálico em glândulas salivares e saliva. A via de secreção de proteínas foi estudada pela avaliação da expressão de proteína quinase C por western blot. Os resultados obtidos confirmam o potencial hipoglicemiante do tungstato de sódio, bem como sua ação no controle da polifagia, da polidipsia e do peso corporal e glandular. A concentração de glicogênio sofreu um incremento nos grupos diabéticos e o tratamento com tungstato de sódio potencializou esse aumento nas glândulas salivares. A glândula parótida sofreu um aumento de alguns parâmetros da via glicolítica e de sua composição protéica nas semanas iniciais do estudo, com normalização nas semanas finais. O tungstato se mostrou efetivo no controle da atividade de peroxidase em glândulas salivares, com efeitos pouco significativos sobre os demais parâmetros estudados. Os animais diabéticos apresentaram um aumento da proteína total em saliva, porém nenhuma diferença foi observada na atividade da amilase e peroxidase. O tungstato de sódio potencializou o aumento da concentração de proteínas causado pelo diabete além de reduzir a atividade da amilase na saliva dos animais controle e diabético tratados. A glândula submandibular de ratos diabéticos sofreu uma estimulação na expressão de PKC ativa e inativa após uma semana experimental, além de uma alteração do perfil das isoformas da enzima, o tungstato de sódio potencializou esse aumento. Conclusão: O papel do tungstato de sódio no restabelecimento do metabolismo energético não foi observado em parótida e submandibular, mostrando que esse composto não modifica o metabolismo de tecidos periféricos como as glândulas salivares. A ação do tungstato de sódio sobre a atividade da peroxidase em glândulas salivares indica que esse composto pode atuar como auxiliar no sistema antioxidante no organismo. O tungstato de sódio potencializa uma das vias de secreção de saliva pelo estímulo da PKC. / The aim of study was evaluate the effect of sodium tungstate administration (2mg/ml) on some parameters of parotid, submandibular and pilocarpine/isoproterenol stimulated saliva of streptozotocin induced-diabetes, during six weeks. The groups were divided in untreated control (C), treated control (CT), untreated diabetic (D) and treated diabetic (DT). The parameters studied were energetic metabolism, proteic composition of glands and saliva, besides the protein secretion pathway. In the energetic metabolism were determinated hexokinase, phosphofructokinase-1, pyruvate kinase, glycose-6-phosphate dehydrogenase and lactate dehydrogenase activities. Were evaluated the total protein concentration, amylase and peroxidase activities and free and total sialic acid content on saliva and salivary glands. The protein secretion pathway was studied by evaluation of expression of protein kinase C by western blot. The results obtained confirm the tungstate potential as hypoglycemic, as well as its action in the polifagia, polidipsia and body and glandular weight control. The glycogen concentration suffered an increment in the diabetic group and the tungstate treatment potentialized the increase in the salivary glands. Parotid glands suffered an increased in some parameters of glycolitic pathway and its protein composition in the initial weeks of study, with normalization in the end of experiment. The tungstate was effective in the control of peroxidase activity in salivary glands, but few effects on the other parameters. Diabetic animals presented an increased of total protein concentration in saliva, but no difference was observed in the amylase and peroxidase activities. Sodium tungstate caused an increased in the total protein concentration and a reduction on amylase activity of saliva in the CT and DT groups. Submandibular gland of diabetic rats suffered stimulation in the active and inactive PKC expression after one week and alteration in the isoforms profile of enzyme. Sodium tungstate potencialized this increased. Conclusion: In this study, was not observed effect of sodium tungstate on energetic metabolism of parotid and submandibular, showing that this compound does not alter the metabolism in the peripheral tissue as salivary glands. The tungstate acts on peroxidase activity, this show the possible action of this compound in the antioxidant system. Sodium tungstate stimulates the protein secretion pathway in the salivary glands.

An Investigation into Red Emitting Phosphors for Display and Lightings Two very different classes of red phosphors were evaluated in this thesis; sulphide based phosphors (CaS:Eu2+) and phosphors based on the formulae:- LiEu1- xMx(MoO4)2-y(WO4)y, [M=Al3+, Y3+ and Gd3+]. CaS:Eu2+ was coated with Al2O3 using atomic layer deposition technique and placed into a humidity chamber at high temperature and high humidity for a period of time. The emission spectra were measured and evaluated against uncoated CaS:Eu2+. The results from the humidity tests revealed that Al2O3 coated CaS:Eu2+ increased the life span of the phosphor and therefore can be the potential use for the purpose of application at moderate humidity and temperature. For the phosphors based on LiEu1-xMx(MoO4)2-y(WO4), all the findings reported herein showed that, depending upon the types of cations introduced to the host lattices, incorporation of M at some point offered very much the same or better luminous efficacy when compared to the parent compound with 100 mol% of Eu3+. This work also attempted to examine the correlative relationship between the crystal structures and the luminous efficacies although some attempts were unsuccessful. The findings discovered within this research are beneficial for solid state lighting industries where the cost of using rare earth metals has become significant and recycling is difficult.

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