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This paper presents a dataset construction and data science analysis from the literature results of physicochemical characterization of ordinary Portland cement (OPC). The physicochemical variables included the percentage by mass of calcium oxide (CaO), silicon dioxide (SiO2), aluminum oxide (Al2O3), iron oxide (Fe2O3), magnesium oxide (MgO), sulfuric oxide (SO3), sodium oxide (Na2O), potassium oxide (K2O), titanium oxide (TiO2), free lime (CaOfree), equivalent alkaline (Na2Oeq), loss on ignition, specific surface, density, water-cement ratio, and compressive strength of cement at 28 days. The searching, collection, and assembly of the dataset aimed to evaluate the information related to those variables through exploratory data analysis, enabling a basic understanding of characterization results of OPCs obtained in publications from different types, sources, years, and countries. The dataset provides a useful source of physicochemical characterization of ordinary cement, and the exploratory data analysis provided an understanding of central, dispersion, and data distribution with statistical metrics of each variable and their pair-wise correlations in the assembled dataset. The constructed dataset and its analysis are a starting point to further data, studies, and artificial intelligence models to provide a broader global view of the production and properties of ordinary Portland cement. Resumo Este artigo apresenta a construção de um conjunto de dados e a análise exploratória de dados a partir dos resultados da literatura de caracterização físico-química do cimento Portland comum (CPC). As variáveis físico-químicas incluíram a porcentagem em massa de óxido de cálcio (CaO), dióxido de silício (SiO2), óxido de alumínio (Al2O3), óxido de ferro (Fe2O3), óxido de magnésio (MgO), óxido sulfúrico (SO3), óxido de sódio (Na2O), óxido de potássio (K2O), óxido de titânio (TiO2), cal livre (CaOfree), equivalente alcalino (Na2Oeq), perda ao fogo, superfície específica, densidade, relação água-cimento e resistência à compressão do cimento aos 28 dias. A busca, coleta e montagem do conjunto de dados teve como objetivo avaliar as informações relacionadas a essas variáveis por meio de análise exploratória de dados, permitindo uma compreensão básica dos resultados de caracterização de CPCs obtidos em publicações de diferentes tipos, fontes, anos e países. O conjunto de dados fornece uma fonte útil de caracterização físico-química de cimento comum, e a análise exploratória de dados forneceu uma compreensão da distribuição central, de dispersão e de dados com métricas estatísticas de cada variável e suas correlações de pares no conjunto de dados montado. O conjunto de dados construído e sua análise são um ponto de partida para novos dados, estudos e modelos de inteligência artificial para fornecer uma visão global mais ampla da produção e propriedades do cimento Portland comum.

ilustraciones, fotografías Este trabajo presenta el estudio del efecto de 𝑀𝑛 sobre las propiedades estructurales, morfológicas, eléctricas y magnéticas de películas delgadas de 𝑍𝑛𝑂 depositadas por el método “DC magnetron co-sputtering”, variando algunos parámetros de síntesis como la concentración de Mn, la temperatura del sustrato, así como la utilización de sustratos de diferente naturaleza (Vidrio borosilicato, ITO, Titanio y Silicio orientado). A partir de la caracterización por difracción de rayos X (XRD, por sus siglas en inglés) y espectroscopía RAMAN se identificó la formación de una estructura cristalina hexagonal en fase wurtzita cuyo plano preferencial de crecimiento fue [002] a lo largo del eje c, la temperatura de depósito y el sustrato orientado favorece la cristalización, mientras que el incremento en la cantidad de Mn afecto la cristalización, fenómeno asociado con estrés de la matriz semiconductora. La caracterización a través de microscopía SEM, FESEM y AFM mostraron la formación granular en la superficie de la película, la inclusión de Mn (potencia del “target” = 25 W) mostró un incremento en el tamaño del grano, a altas concentraciones se evidenció la formación de “clusters”. La caracterización eléctrica se realizó a partir de curvas I-V, donde se observó conmutación resistiva (RS, “resistive switching”) unipolar y bipolar interfacial, explicado a partir del modelo de barrera Schottky; este comportamiento está determinado por los parámetros de síntesis como la temperatura y la concentración de Mn. La magnetometría de muestra vibrante (VSM, por sus siglas en inglés) mostró histéresis asociada con ferromagnetismo para muestras depositadas con temperatura de sustrato 𝑇𝑠 = 150 °𝐶, potencia de 𝑀𝑛 = 25 𝑊; la magnetización fue medida a 150 K, cuando se incrementa la temperatura de magnetización se observa una histéresis similar a la cintura de avispa, este resultado se asoció a la combinación de dos fases magnéticas (paramagnética y ferromagnética) presentes en la muestra. La información obtenida confirma la posibilidad fabricar semiconductores magnéticos diluidos (DMS, por sus siglas en inglés) a partir del 𝑍𝑛𝑂: 𝑀𝑛 con potencial para aplicaciones en dispositivos espintrónicos. (Texto tomado de la fuente) This work presents the study of the effect of Mn on the structural, morphological, electrical and magnetic properties of ZnO thin films deposited by the DC magnetron co-sputtering method, with variations in some synthesis parameters such as Mn concentration, substrate temperature, as well as the use of substrates of different nature (borosilicate glass, ITO, titanium and oriented silicon). From the characterization by X-ray diffraction (XRD) and RAMAN spectroscopy it was identified the formation of a hexagonal crystalline structure in wurtzite phase whose preferential growth plane was [002] along the c axis, the deposition temperature and the oriented substrate favored crystallization, while the increase in the amount of Mn affected the crystallization, a phenomenon associated with stress of the semiconductor matrix. Characterization through SEM, FESEM and AFM microscopy showed granular formation on the surface of the film thin, the addition of Mn (power target = 25 W) showed an increase in grain size, at high Mn concentrations the formation of "clusters" was evidenced. The electrical characterization was performed from I-V curves, where unipolar and bipolar interfacial resistive switching (RS) was observed, explained from the Schottky barrier model; this behavior is determined by the synthesis parameters such as temperature and Mn concentration. Vibrating sample magnetometry (VSM) showed hysteresis associated with ferromagnetism for samples deposited with substrate temperature Ts=150 C, Mn power 25 W; the magnetization was measured at 150 K, when the magnetization temperature is increased a hysteresis similar to wasp waist was observed; this result was associated to the combination of two magnetic phases (paramagnetic and ferromagnetic) present in the sample. The information obtained confirms the possibility of fabricating dilute magnetic semiconductors (DMS) from ZnO:Mn with potential for applications in spintronic devices. Maestría Magíster en Ciencias - Física

En el presente trabajo de titulación se realizó un análisis técnico de las pilas alcalinas recolectadas en el cantón Cuenca - Ecuador. Se conoció de sus usos a través de encuestas a la comunidad y se caracterizaron in situ, para luego ser llevadas a los laboratorios de la universidad donde se extrajeron de ellas los compuestos de óxido de cinc, dióxido de manganeso y sus partes metálicas. In the present titling work, a technical analysis of the alkaline batteries collected in the Cuenca canton - Ecuador was carried out. Their uses were known through community surveys and they were characterized in situ, to then be taken to the university laboratories where zinc oxide compounds, manganese dioxide and their metallic parts were extracted from them.

In Press., [EN]: Ca3Co4O9 + xwt.% TiC (x = 0, 0.25, 0.5, 0.75, and 1.0) polycrystalline thermoelectric ceramics have been prepared through the classical ceramic route. XRD characterization has demonstrated that all samples are mainly composed by the Ca3Co4O9 phase, while microstructural observation has shown that no reaction between both components has been produced. Moreover, TiC particles are well distributed for small additions, and start to agglomerate from 0.75 wt.% content. Density measurements showed that nearly no changes have been produced by TiC addition and nearly the whole porosity appears as open one. Furthermore, electrical resistivity decreases up to 0.75 wt.% addition, increasing for higher content. On the other hand, Seebeck coefficient has been maintained unchanged in all samples. In spite of an irregular behaviour of thermal conductivity with temperature, it tends to decrease when the temperature is raised, displaying the lowest values for the 0.25 wt.% samples. These data led to an increase of about 40% in ZT values at 800 °C for samples with 0.25 wt.% addition, when compared with the pure ones. Finally, linear thermal expansion coefficient is decreased when TiC content is increased, which can be exploited to fit the thermal expansion coefficients of all the components used to build a power generation thermoelectric module., [ES]: Se han preparado cerámicas de composición Ca3Co4O9 + x% en peso de TiC (x = 0, 0,25; 0,5; 0,75, y 1,0) utilizando el método clásico de estado sólido. La caracterización por XRD mostró que la fase termoeléctrica Ca3Co4O9 aparecía como mayoritaria. Las observaciones microestructurales determinaron que no se produce reacción entre esta fase y las partículas de TiC. Estas partículas aparecen bien distribuidas cuando hay pequeñas adiciones y comienzan a aglomerarse a partir del 0,75% en peso. Las medidas de densidad indicaron que este parámetro no se modifica con la adición de TiC y, además, que se produce una porosidad de tipo abierto. La presencia de TiC modifica la resistividad eléctrica de forma que disminuye hasta el 0,75% en peso de TiC, aumentando para contenidos mayores, sin afectar el coeficiente de Seebeck. La conductividad térmica muestra un comportamiento irregular, pero tiende a disminuir al aumentar la temperatura, alcanzando los menores valores en muestras con 0,25% en peso de TiC. Estos resultados llevaron a un aumento del 40% en los valores de ZT a 800 °C en muestras con 0,25% TiC en peso, comparados con los medidos en muestras sin TiC. Finalmente, el coeficiente de dilatación lineal disminuye al aumentar el contenido de TiC, lo que puede utilizarse para ajustar los coeficientes de dilatación de todos los componentes al construir un módulo termoeléctrico de generación de potencia., The authors wish to thank the Gobierno de Aragón-FEDER (Research Group T 54-17R), and the Spanish MINECO (Ministerio de Economía y Competitividad)-FEDER (Project MAT2017-82183-C3-1-R) for financial support. Authors would like to acknowledge the use of Servicio General de Apoyo a la Investigación-SAI, Universidad de Zaragoza.

Submitted by KELY REGINA MAXIMO VIEIRA (kely.maximo@unesp.br) on 2022-07-12T16:38:22Z No. of bitstreams: 1 Vieira, Kely R.M._Tese_UNESP_2022.docx: 11558545 bytes, checksum: 775aad86fe2834edf2d98e5a41f2343d (MD5) Approved for entry into archive by Luciana Máximo (luciana.maximo@unesp.br) on 2022-07-14T18:04:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 vieira_krmv_dr_guara.docx: 11558545 bytes, checksum: 775aad86fe2834edf2d98e5a41f2343d (MD5) Made available in DSpace on 2022-07-14T18:04:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 vieira_krmv_dr_guara.docx: 11558545 bytes, checksum: 775aad86fe2834edf2d98e5a41f2343d (MD5) Previous issue date: 2022-03-21 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) Reducing anthropogenic emissions of greenhouse gases in the atmosphere, mainly carbon dioxide (CO2), from the burning of fuels for energy generation is an urgent challenge to reverse the negative consequences of climate change. Carbon capture and storage (CCS) technologies are essential for mitigating the effects of climate change caused by CO2 emissions into the atmosphere. The application based on the reversible calcination/carbonation reactions of calcium-based materials, called Calcium Looping (CaL), is currently a promising technology. In the present study, thermogravimetric analyses (TGA) are applied to study the calcination/carbonation process. Two Brazilian limestones (calcitic and dolomitic) as CO2 sorbents were used. The experimental design was applied, and the variables that affect the conversion in the reactions were assessed. Sorbent treatments by hydration and acidification methods were assessed to minimize the deactivation of the sorbent material. The results obtained demonstrate variations between the two sorbents studied and different results after the treatments used. Hydrated limestones present better CO2 conversion than untreated limestones, driving the study and investigation to improve Brazilian natural limestones in CaL cycles for CO2 capture. A diminuição das emissões antrópicas de gases do efeito estufa na atmosfera, principalmente do dióxido de carbono (CO2) a partir da queima de combustíveis para a geração de energia, é um desafio urgente para reverter as consequências negativas provenientes das mudanças climáticas. As tecnologias de captura e sequestro de carbono (CCS - Carbon capture and storage) são essenciais para a mitigação dos efeitos das alterações climáticas causadas pelas emissões de CO2 na atmosfera. A aplicação baseada nas reações reversíveis de calcinação/carbonatação de materiais a base de cálcio, denominado por Calcium Looping (CaL), é atualmente uma promissora tecnologia. No presente estudo realiza-se a aplicação da termogravimetria (TGA) no estudo do processo de calcinação/carbonatação utilizando dois calcários brasileiros (calcítico e dolomítico) como sorventes de CO2. Utiliza-se o planejamento experimental, considerando-se as variáveis que afetam a conversão nas reações, bem como a inserção de tratamentos por métodos de hidratação e acidificação, para minimizar a desativação do material sorvente. Os resultados obtidos demonstram variações entre os dois sorventes estudados, bem como resultados distintos após os tratamentos empregados. Os calcários hidratados apresentam melhores conversão de CO2, que os calcários sem tratamento, impulsionando o estudo e investigação para melhoramento de calcários naturais brasileiros em ciclos de CaL para captura de CO2. CAPES - 001 FAPESP: 19/16966-8

CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Uma das preocupações globais mais prementes é a disponibilidade de água potável. As atividades humanas, industriais e agrícolas em grande escala, bem como desastres como a ruptura das barragens em Brumadinho e Mariana têm contaminado a água com metais. Uma das alternativas para o processo de adsorção de metais são os nanomateriais carbonosos. Neste trabalho, foi proposto o uso de nanotubos de carbono e óxido de grafeno para remover os metais da fonte hídrica e dar uma proposta alternativa ao estudo de uma solução para população focando nos íons metálicos Pb2+, Fe3+, Al3+ e Mn2+. A prospecção tecnológica permitiu identificar o impacto e a relevância científica e tecnológica do uso e desenvolvimento de nanomateriais carbonáceos na área de remediação ambiental, além de identificar o nível de maturidade TRL 3 de acordo com a escala proposta pela Technische Universitat Berlin para a indústria química. No presente estudo foram utilizados 6 nanomateriais de carbono, destacando-se os nanotubos de carbono e o óxido de grafeno com alto grau de funcionalização. Os materiais foram caracterizados físico-químicamente por medições de tamanho da partícula e potencial Zeta, área superficial, termogravimetria, espectroscopia de absorção no infravermelho – FTIR, espectroscopia Raman, microscopias de transmissão e varredura TEM e MEV e fluorescência de raios X por reflexão total – TXRF. Análises preliminares de adsorção de metais em batch permitiram selecionar os nanotubos de carbono de camada múltipla com tratamento de oxidação durante 50 minutos (MWCNT-O50), devido a ter apresentado o melhor desempenho entre todos os nanomateriais carbonosos estudados, sendo do 56% de adsorção de Fe3+ e o 65% de adsorção de Pb2+ conforme as leituras feitas por absorção atômica. A prova de conceito dos MWCNT-O50 foi realizada usando a água do rio Doce enriquecida com os metais de interesse e encontrou-se uma adsorção de 89% de íons Pb2+, 66% de íons Fe3+, 36% de íons Mn2+ da matriz aquosa. A análise dos íons metálicos misturados na matriz proposta mostrou diminuição na adsorção dos metais sendo 72% no caso do íon Pb2+, 53% do íon Fe3+ e 12% do íon Mn2+. Os resultados anteriores indicam o potencial uso de MWCNT-O50 para a remoção de íons Pb2+ e íons Fe3+ das matrizes, se apresentando como alternativas de materiais versáteis e com futuro promissor na área do tratamento de água. One of the most pressing global concerns is the availability of clean water. Large-scale human, industrial and agricultural activities, as well as disasters such as the rupture of dams in Brumadinho and Mariana, have contaminated water with metals. One of the alternatives for the process of adsorption of metals is the use of carbonaceous nanomaterials. In this work, it was proposed the use of carbon nanotubes and graphene oxide to remove metals from the water source and give an alternative proposal to the study of a population solution focusing on the metallic ions Pb2+, Fe3+, Al3+ and Mn2+. Technological prospecting made it possible to identify the impact and scientific and technological relevance of the use and development of carbonaceous nanomaterials in the area of environmental remediation, in addition to identifying the TRL 3 maturity level according to the scale proposed by the Technische Universitat Berlin for the chemical industry. In the present study, 6 carbon nanomaterials were used, highlighting carbon nanotubes and graphene oxide with a high degree of functionalization. The materials were physicochemically characterized by measurements of particle size and Zeta potential, surface area, thermogravimetry, infrared absorption spectroscopy - FTIR, Raman spectroscopy, transmission and scanning microscopy TEM and SEM and X-ray fluorescence by total reflection - TXRF. Preliminary analysis of adsorption of metals in batch allowed the selection of multi-layer carbon nanotubes with oxidation treatment for 50 minutes (MWCNT-O50), due to having presented the best performance among all carbon nanomaterials studied, with 56% of adsorption of Fe3+ and the 65% of adsorption of Pb2+ according to the readings made by atomic absorption. During the proof of concept of MWCNT-O50 was performed using Rio Doce water enriched with the metals of interest and found adsorption of 89% of Pb2+ ions, 66% of Fe3+ ions, 36% of Mn2+ ions from the aqueous matrix The analysis of the metallic ions mixed in the proposed matrix showed a decrease in the adsorption of metals, being 72% in the case of the Pb2+ ion, 53% of the Fe3+ ion and 12% of the Mn2+ ion. The previous results indicate the potential use of MWCNT-O50 for the removal of Pb2+ ions and Fe3+ ions from the matrices, presenting themselves as versatile materials alternatives with a promising future in the area of water treatment.

Tesis-CEINDO, Universidad San Pablo CEU, Facultad de Farmacia, Departamento de Química y Bioquímica, Programa en Ciencia y Tecnología de la Salud, leida el 25 de febrero de 2022 Las baterías de ion sodio se presentan como una alternativa a las baterías de ion litio económicamente más asequible, así como más respetuosa con el medio ambiente. La mayoría del conocimiento adquirido en cuanto al papel del litio en baterías de ion litio puede ser aplicado a las baterías de ion sodio, permitiendo en algunos casos el uso de materiales similares. En cuanto al carácter de estos materiales, destacan los óxidos de metales de transición respecto a su aplicación como electrodos positivos. Concretamente, los óxidos basados en vanadio presentan altos valores de voltaje de trabajo y capacidad específica haciendo de este tipo de compuestos un candidato de interés para su aplicación como electrodos positivos de baterías de ion sodio. Este tipo de compuestos conforman el objeto de estudio de la presente Tesis Doctoral. Concretamente, los materiales estudiados han sido el polimorfo de alta presión HP-β-V2O5 y los bronces β-Na0.33V2O5 y β-Na0.33V2O4.67F0.33. De forma general, el trabajo de investigación presentado en esta Tesis Doctoral consiste en la evaluación del comportamiento electroquímico de los materiales estudiados, así como en una caracterización estructural de los compuestos de intercalación que forman, estableciendo una relación entre composición, estructura, propiedades y prestaciones electroquímicas. Sodium ion batteries are a cheaper, more environmentally friendly alternative to lithium ion batteries. Most of the acquired knowledge regarding the role of lithium within lithium ion batteries can be applied to sodium ion batteries, allowing the use of similar materials in some cases. Regarding the nature of these materials, transition metal oxides stand out as positive electrodes. In particular, vanadium oxides exhibit high values of operating voltage and specific capacity, serving as an interesting candidate concerning their application as positive electrodes for sodium ion batteries. This kind of compounds are the subject of study of this Doctoral Thesis. In particular, the studied materials are the high-pressure polymorph HP-β-V2O5 and the bronzes β-Na0.33V2O5 and β-Na0.33V2O4.67F0.33. The research work reported in this Doctoral Thesis consists in the evaluation of the electrochemical behavior of the studied materials, as well as the structural characterization of the compounds formed upon intercalation. Thus, a relationship between composition, structure, electrochemical behavior and electrochemical performance is established.

Neste trabalho foi processado por reação de estado sólido a manganite de cálcio, com o cálcio a ser parcialmente substituído por neodímio: Ca1-xNdxMnO3 (x=0,05; 0,1), um sistema promissor na área dos semicondutores de tipo-n com possíveis aplicações termoelétricas a altas temperaturas, utilizando ciclos térmicos diferentes, com o estudo dos efeitos das condições dos tratamentos térmicos na estrutura, microestrutura, propriedades termoelétricas e magnéticas. Os estudos estruturais revelaram a formação de amostras porosas, porém com uma boa homogeneidade química. Para a mesma composição da amostra, um maior tempo de sinterização provoca amostras mais densas, com grãos maiores e menor presença de fases secundárias. A amostra com um maior fator de potência foi a mais densa - Ca0.95Nd0.05MnO3 (~145 μW m-1 K -2 ), com este valor a ser inferior aos já observados para materiais a base de CaMnO3. Quando sujeitas a campos magnéticos externos, a amostra com maior concentração de neodímio dopado Ca0.9Nd0.1MnO3 obteve magnetizações mais elevadas (~40emu/g a 5K) que as reportadas na literatura (~4emu/g a 2K). In this work, calcium manganite was processed by solid-state reaction, with the calcium being partially replaced by neodymium: Ca1-xNdxMnO3 (x=0.05; 0.1), a promising system in the area of ntype semiconductors with possible thermoelectric applications at high temperatures, using different thermal cycles, being made the study of the effects of the conditions of the thermal treatments on the structure, microstructure, thermoelectric and magnetic properties. The structural studies revealed the formation of porous samples, but with good chemical homogeneity. For the same sample composition, a longer sintering time causes denser samples, with larger grains and lower presence of secondary phases. The sample with a higher power factor was the densest - Ca0.95Nd0.05MnO3 (~145 μW m-1 K -2 ), with this value being lower than those already observed for CaMnO3-based materials. When subjected to external magnetic fields, the sample with the highest concentration of neodymium doped - Ca0.9Nd0.1MnO3 obtained higher magnetizations (~40emu/g at 5K) than those reported in the literature (~4emu/g at 2K). Not Published

La baixa eficiència de conversió d'energia és un factor limitant important per a algunes aplicacions fotovoltaiques. En aquest context, la conversió fotovoltaica emprant materials ferroelèctrics, està rebent un nou interès. De fet, algunes de les seves propietats son úniques i poden contribuir a resoldre alguns colls d'ampolla actuals en aplicacions relacionades amb la fotoconversió. Per exemple: la possible presència d'un camp elèctric intern (depolaritzant) que s'estén per tot el material i la presència l'anomenat bulk photovoltaic effect (BPE) directament associat al seu caràcter no centrosimètric inherent. Si bé el primer pot conduir a una extracció de càrrega més eficient d'un material fotoresponsiu, el segon pot donar lloc a noves oportunitats, com ara l'assoliment d'una tensió de circuit obert (Voc) més gran que la banda prohibida (gap) dels semiconductors implicats. En els darrers anys, la investigació de BPE en ferroelèctrics s'ha centrat principalment en BiFeO3 amb un amplada de band prohibida de 2,7 eV, la qual cosa implica una capacitat de resposta limitada en el rang visible. Òbviament, els ferroelèctrics amb una banda prohibida més estreta podrien conduir a una millor fotoconversió i el BPE podria introduir beneficis addicionals. Entre aquests materials, una família molt senzilla són les manganites hexagonals h-ReMnO3 (Re = Lu, Y, etc.), que amb un interval de banda més estret (≈ 1,5 eV), podrien ser candidats prometedors. En h-ReMnO3, la BPE encara no s'ha documentat, i aquest és el primer objectiu d'aquesta tesi. La no-centrosimetria pot ser intrínseca en l'absorbent de fotons, com en els fotoferroelèctrics, però també es pot dissenyar mitjançant l'enginyeria de la cèl·lula fotovoltaica. Tot i així, es requereix un material de banda intercalada estreta. El LaFeO3 no polar (banda prohibida ≈ 2,4 eV) és un bon candidat per explorar la seva fotoresponsivitat, per analitzar acuradament el paper de l'alineació de la banda electrònica amb els elèctrodes en la densitat de corrent de curtcircuit (Jsc) i la tensió de circuit obert i, finalment, comparar la seva fotoresponsivitat amb la de materials polars. Tenint en compte aquests objectius, hem estudiat sistemàticament la resposta fotovoltaica de cristalls i pel·lícules primes de h-LuMnO3 amb l'objectiu d'identificar la presència de BPE i avaluar la seva contribució a la fotoresposta global. A continuació, la mesura de les propietats de transport en foscor i sota il·luminació de les heteroestructures que contenen pel·lícules primes de LaFeO3 (centrosimètriques) intercalades entre elèctrodes asimètrics, han proporcionat l'oportunitat d'identificar la connexió entre els perfils de potencial a les interfícies LaFeO3 i les seves propietats fotovoltaiques. La baja eficiencia es un factor limitante en algunas aplicaciones fotovoltaicas. En este contexto, los materiales ferroeléctricos están recibiendo un nuevo interés. El motivo es que algunas propiedades únicas que muestran pueden contribuir a resolver algunos de los cuellos de botella actuales en las aplicaciones relacionadas con la fotovoltaica. Por ejemplo, la presencia de un campo eléctrico interno (despolarización) que se extiende por todo el material y la presencia de efecto fotovoltaico másico (BPE, por sus siglas en inglés) asociado a su carácter no centrosimétrico inherente pueden ayudar a aumentar la eficiencia en la conversión fotovoltaica. Mientras que el primero puede conducir a una extracción de carga más eficiente, el segundo pueda ayudar a aumentar el voltaje en circuito abierto (Voc) consiguiendo valores mayores que la banda prohibida de los materiales semiconductores involucrados. En los últimos años, la investigación de BPE en ferroeléctricos se ha centrado principalmente en el estudio de BiFeO3 con una banda prohibida de 2.7 eV, lo que implica una capacidad de respuesta limitada en el rango visible. Obviamente, los ferroeléctricos con un ancho de banda más estrecho podrían mostrar mayor eficiencia y BPE puede presentar un beneficio adicional. Entre esos materiales, una familia de materiales potencialmente interesantes son las manganitas hexagonales h-ReMnO3 (Re = Lu, Y, etc.), que al tener una banda prohibida más estrecha (≈ 1.5 eV) absorben una mayor parte del espectro visible. En h-ReMnO3, el BPE aún no había sido estudiado en detalle, y este es el primer objetivo de esta tesis. La no centrosimetría que da lugar al BPE puede ser inherente del material pero también puede generarse mediante la ingeniería de dispositivos adecuados. En este caso el LaFeO3 no polar de banda prohibida ≈ 2,4 eV es un buen candidato y también a centrado parte de las investigaciones de la presente tesis. Con estos objetivos en mente, hemos estudiado sistemáticamente la respuesta fotovoltaica de monocristales y películas delgadas de LuMnO3 en su fase hexagonal con el objetivo de identificar indicios de BPE y evaluar su contribución a su respuesta fotovoltaica. En la presente tesis, las propiedades de transporte bajo iluminación y sin ella de heteroestructuras que contienen películas delgadas de LaFeO3 intercaladas entre electrodos asimétricos han brindado la oportunidad de identificar el papel de las intercaras de LaFeO3 en sus propiedades fotovoltaicas. The low power conversion efficiency is an important limiting factor for extensive photovoltaic applications. Within this context, ferroelectric photovoltaics using ferroelectric materials, are receiving a new interest. Indeed, some unique properties that they display may contribute solving some current bottlenecks in photoconversion-related applications. For instance, the possible presence of an internal electric field (depoling) extending all over the material and the presence of bulk photovoltaic effect (BPE) associated to their inherent non-centrosymmetric character. While the first may lead to more efficient charge extraction from a photoresponsive material, the second can lead to new opportunities such as the achievement of open circuit voltage (Voc) larger than the bandgap of the involved semiconductors. In recent years, the BPE research in ferroelectrics has been mainly focused on BiFeO3 with a bandgap of 2.7 eV, which implies limited responsivity at the visible range. Obviously, ferroelectrics with narrower gap could lead to improved photoconversion and BPE can introduce additional benefit. Among those materials, a remarkably simple family are the hexagonal manganites h-ReMnO3 (Re = Lu, Y, etc.), that having a narrower bandgap (≈ 1.5 eV), could be promising candidates. In h-ReMnO3, BPE had not been yet documented, and this is the first objective of this thesis. Non-centrosymmetry can be intrinsic to the photo absorber, as in photoferroelectrics, but it can also be engineered by the design of the photovoltaic cell. Still a narrow bandgap material is required. The nonpolar LaFeO3 (bandgap ≈ 2.4 eV) is a good candidate to explore its photoresponsivity, to carefully analyze the role of electronic band alignment with electrodes on the short circuit current density (Jsc) and open circuit voltage and ultimately compare its photoresponsivity to that of polar materials. With these goals in mind, we have systematically studied the photovoltaic response of hexagonal LuMnO3 single crystals and thin films aiming at identifying fingerprints of BPE and evaluate their contribution to the overall photoresponse. Next, the transport properties in dark and under illumination of heterostructures containing LaFeO3 thin films sandwiched between asymmetric electrodes, have provided the opportunity to identify the connection between the built-in potential at interfaces LaFeO3 and their photovoltaic properties.

Orientador: Milton Abramovich Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Determinamos o desempenho de ânodos semicondutores de TiO2 (natural e sintético), SrTiO3 e BaTiO3 em células fotoeleItroquímicas. Verificamos que o rutilo (TiO2) natural com baixo teor de impurezas de Fe, pode fotoeletrolisar a água com uma eficiência próxima a do TiO2 sintético. Sugerimos que a fotocorrente anódica observada para eletrodos de TiO2 e SrTiO3 sob iluminação visível (hn < EG), provem de excitações eletrônicas através da camada de deplexão, e não de excitações na superfície Abstract: The performance of semiconducting anodes of TiO2 (natural and synthetic) , SrTiO3 and BaTiO3 in a photoelectrochemical cell was studied. We verified that the natural rutile (TiO2) with small quantity of Fe impurities, might perform the electrolysis of water with an efficiency close to that of synthetic TiO2. The anodic sub-bandgap photocurrent at the TiO2 and SrTiO3 electrodes was examined and we show that it must come from excitation throughout the depletion layer and not just excitation at the surface Doutorado Física Doutor em Ciências

Orientadores: Roberto T. Assumpção, Annette Gorenstein Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica Resumo: Filmes de Óxido de indio dopado com estanho (ITO) foram preparados pela técnica de sputtering RF reativo. Os fi lmes, foram caracterizados no que concerne: propriedades elétricas (resistência de folha, resistividade-dc, concentração de portadores e mobilidade de Hall) , propriedades ópticas (transmitância e refletância em função do comprimento de onda) , difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura. Sob ótimas condições de deposição foram obtidos filmes com uma resistência de folha de 4,20/0, resistividade elétrica de 1.23x10-40-cm com uma transmitância visivel melhor que 87% (O, 55um) e refletividade infravermelha ao redor de 80% (2,5um) Abstract: Tin-doped Indium Oxide (ITO) films were prepared by the, reactive RF sputtering technique. The films were characterized concerning: electrical properties (sheet resistance, dc-resistivity, carrier concentration and Hall mobility), optical properties (transmittance and reflectance as a function of wavelength), X-ray diffraction and scanning electron microscopy. Under optimum deposition conditions, films with sheet resistance of 4,20/0, electrical resistivity of 1.23x10-40-cm with a visual transmittance better than 87% (0,55um) and infrared reflectivity above 80% (2,5um) were obtained. Mestrado Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador : Oswaldo Luiz Alves Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica Doutorado

Orientadora : Alaide P. Mammana Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas Resumo: Construiram-se heterojunções de. óxido de índio por evaporação térmica e por canhão de elétrons sobre silício monocristalino, tipos p e n e de resistividades escolhidos entre 0,015 a 15 ?cm. Os filmes de In2O3 submetidos ao tratamento térmico, alcançaram transparência acima de 85% na faixa do visível (300 a 2500 nm), e baixas resistividades, da ordem de l0-2 a 10-3 ?cm. As análises por microscopia eletrônica e por difração de raios-x revelaram filmes policristalinos de forma cúbica de corpo concentrado cujos grãos tem aproximadamente 100nm a 200 nm. Por sua vez microanálise por espectroscopia de elétrons não revelou desvios estequiométricos nem tampouco a presença de outras fases químicas foram identificadas. Já a análise por microsonda eletrônica revelou traços de Mo e W utilizados nos cadinhos de evaporação térmica. Para conveniência das medidas elétricas os dispositivos foram montados com áreas de aproximadamente de 10mm2. Heterojunções de In2O3/Si-n, sob iluminação de AM1, apresentaram tensão de circuito aberto da ordem de 0,25V e correntes de curto circuito da ordem de 20mA/cm2. Também as amostras obtidas com Si-n de baixas resistividades (0,015?cm) apresentaram o comportamento de fotoiodos. A grande limitação destas células está no alto valor de resistência série apresentado (>50?) fazendo com que a eficiência caia para 1 a 2%. Os dispositivos de In2O3/Si-p de resistividades entre 1 a 10 ?cm apresentaram pobre retificação com baixos valores de Voc e Isc , quando sob iluminação, em contradições às expectativas baseadas em resultados publicados por outros grupos de pesquisas. Já substrato de Si-p de baixa resistividades (0,015 ?cm) levaram a dispositivos com características ôhmicas, de acordo com os modelos anteriormente propostos Abstract: Not informed Mestrado Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Antonio Jose Gomez Cobo Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica Resumo: O presente trabalho tem como principal objetivo estudar a influência das condições de ativação (calcinação e redução) sobre o desempenho de catalisadores Ru/Ce02, destinados à reação de hidrogenação parcial do benzeno para a obtenção de cicloexeno. Para tanto, catalisadores de RulCe02 foram preparados pelo método da impregnação a seco, partindo-se de uma solução aquosa do precursor metálico RuCl3/xH20. Após a impregnação, os sólidos foram secos a 358K, por um período aproximadamente de 24 h. A seguir, os catalisadores foram submetidos aos tratamentos de calcinação em atmosfera de ar nas temperaturas de 473K e 673K, e/ou reduzidos em atmosfera de H2 nas temperaturas de 523K, 773K e 1023K. Os sólidos obtidos foram caracterizados por meio das técnicas de análise termogravimétrica, medida de área superficial específica (método B.E.T.), difração de raios X, quimissorção de O2, RTP e XPS. O desempenho dos catalisadores foi avaliado na reação de hidrogenação do benzeno, empregando-se um reator trifásico do tipo leito de lama ("slurry"). A reação foi conduzida sob pressão constante de 5,0 MPa de H2 e à temperatura de 373K, em meio reacional trifásico, contendo água e o aditivo TiC3. Os perfis de TPR dos catalisadores preparados sugerem que uma oxidação profunda do Ru é induzida pelo tratamento de calcinação. Os resultados das análises de XPS confirmam tal suposição, mostrando que o rutênio se encontra na forma de RU02 na amostra calcinada a 673K, enquanto que no sólido reduzido a 773K tem-se Ru no estado metálico. No entanto, a etapa de calcinação, seguida ou não de redução, é fortemente prejudicial ao desempenho catalítico, provavelmente devido à forte oxidação do rutênio, a qual pode ser promovida pelo suporte Ce02. Por sua vez, a redução direta conduz a catalisadores RulCe02 mais ativos, bem como a maiores rendimentos em cicloexeno, ao longo de toda a reação Abstract: The aim of the present work is to study the influence of the activation conditions (calcination and reduction) on the performance of Ru/CeO2 catalysts, to the benzene partial hydrogenation reaction for cyc1ohexene production. Therefore, Ru/CeO2 catalysts were prepared by incipient wetness impregnation method, through an aquous solution of the RuChxH20 metallic precursor. After the impregnation, the solids were dried at 358K, for a period of 24h. To follow, the catalysts were submitted to the treatments of calcination in air atmosphere at the temperatures of 473K and 673K and/or reduction in H2 atmosphere at the temperatures of 523K, 773K and 1023K. The solids obtained were characterized by means of termogravimetric analysis, measure ofn specific superficial area (BET method), x-ray diffraction, oxygen chemisorption, RTP and XPS techniques. The performance of the catalysts was evaluated in the benzene hydrogenation reaction, with a slurry three-phase reactor. The reaction was lead under constant H2 pressure of 5,OMPa at the temperature of 373K, in a three-phase reactional medium with water and TiCl3 additive. RTP profiles of the prepared catalysts suggest that a deep oxidation of the Ru is induced for the ca1cination treatment. The results of the XPS analyses confirm such assuption, showing that in the ca1cinated sample at 673K the ruthenium form is RUO2, while in the solid reduced at 773K there is Ru in its metallic state. Howerer, the ca1cination step, followed or not of reduction, is strongly harmful to the catalytic perfomance. That is probably due to strong oxidation of the ruthenium, which can be promoted by the CeO2 support. In turn, the direct reduction leads to Ru/CeO2 catalysts more actives, as well as to higher yields of cyc1ohexene, throughout all the reaction Mestrado Sistemas de Processos Químicos e Informática Mestre em Engenharia Química

Orientador: Luiz Carlos Barbosa Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Estudamos o sistema de vidros TiO2 - BaO - ZnO - B2O3, onde fixamos as composições do ZnO e do B2O3, variando a razão TiO2/BaO de 0,87 a 1,76. Fez-se uso de um forno super kanthal para fundir os compontos em um cadinho de alumina, à temperatura de 1200 °C, durante 10 minutos. Após a fusão, os vidros foram vazados em um molde na forma de uma chapa de aço inoxidável e esfriados rapidamente pelo " quenching". Os vidros obtidos foram homogêneos, transparentes e livres de bolhas. Estes foram caracterizados pela difratometria de raio-X, espectroscopia infravermelha com transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia de absorção UV-Vis, dilatometria e medidas do índice de refração linear. As curvas de difração de todos os vidros apresentaram características típicas da formação de uma fase vítrea. O espectro infravermelho (IV) mostrou que a composição do vidro influencia tanto o "cut off" infravermelho como o UV-Vis. Da dilatometria foi verificado que tanto Td como Tg apresentaram caráter anômalo. O coeficiente de expansão térmica linear a apresentou comportamento anômalo em relação as concentrações de TiO2. Tanto a densidade como o índice de refração aumentam e atingem um máximo com a razão TiO2/ BaO em torno de 1,5. Após este ponto, ambos decrescem. O soft point Td aumenta e da mesma maneira decresce. Sugerimos, que Ti4+ joga um papel dual neste sistema de vidros, assumindo coordenação predominantemente tetraédrica nas regiões com baixas concentrações de TiO2 e predominantemente octaedral nas regiões com altas concentrações de TiO2. Tratamentos térmicos em temperaturas intermediárias fazem com que este sistema de vidros aumente seu índice de refração de maneira anômala. Por outro lado, também estudamos a influência do Bi2O3 nas propriedades estruturais do sistema de vidros Bi2O3 - B2O3 - PbO - GeO2, onde fixamos as composições de dois constituintes do mesmo e variamos outras duas. Utilizamos o forno super kanthal para fundir os compostos na forma de pó internamente em um cadinho de alumina à temperatura de 1000 °C, durante 30 minutos. Após a fusão, os vidros foram vazados em moldes de aço e receberam tratamento térmico de recozimento à temperatura de 350 °C durante 5 horas. Os vidros obtidos foram caracterizados pela difratometria de raio-X, espectroscopia infravermelha por transformada de Fourier (IFTIR) , espectroscopia UV-Vis, dilatometria, densidade e medidas do índice de refração. O espectro infravermelho, o coeficiente de expansão térmica linear a , Td e Td mostraram dependências com o aumento da concentração de Bi2O3. O índice de refração linear apresentou valores muito altos. Estas características foram produzidas pela influência das propriedades estruturais do Bi2O3 neste sistema de vidros. Determinou-se o gap óptico de uma série de composições deste sistema de vidros, os valores da cauda de Urbach e com estes dados encontrou-se os valores do índice de refração não linear n2 Abstract: We studied the system TiO2 - BaO - ZnO - B2O3, where we fixed the ZnO and B2O3 compositions, vaying the ratio TiO2/ BaO from 0.87 a 1.76. A super-Kanthal resistance furnace was used to melt the compounds inside alumina crucibles, at about 1200 °C, during 10 minutes. After melting, the glasses were poured out in steel moldes and rapidly cooled by quenching. The glasses obtained were homogeneous, transparent and bubble free. Tehy were characterized by X-ray diffratometry, Fourier transform infrared (FTIR), UV-Vis, dilatometry, density and refractive index. The diffraction curves of all glasses presented typical character of vitreous phase formation. The IR spectra show that the compositions influence both infrared "cut off" and UV- Vis "cut off". From dilatometry was verified that the Td and Tg values are anomalous. The linear dilatation coefficient a presented an anomalous behavior in relation to TiO2 concentrations. The density and refractive index increase with the ratio concentration TiO2/BaO around 1.5. After this point the density and refractive index decreases. The soft point Td increase and the same manner decrease. It is suggested that Ti4+ plays a dual part in the system, assuming a predominantly tetrahedral coordination in the low titania region and a predominantly octahedral co-ordination in the high titania region. By the way, we studied composition influence in structural properties of Bi2O3 in Bi2O3 - B2O3 - PbO - GeO2 glass system, where we fixed two compositions, varying another two. A super-Kanthal resistance furnace was used to melt the powder compound inside alumina crucible, at about 1000 °C, during 30 minutes. After melting, the glasses were poured out in steels moldes. The obtained glasses were characterized by X -ray diffratometry, infrared spectroscopy, dilatometry and linear refractive index. The infrared spectra, coefficient of linear thermal expansion, Td and Tg, show a dependency with increasing of Bi2O3 composition. The linear refractive index was very high. These features were produced by the composition influence of structural properties of Bi2O3 in this glass system Mestrado Física Mestre em Física

Orientador: Yoshitaka Gushikem Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica Doutorado

Orientador: Glaucia Maria Pastore Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Doutorado

The following article intends to show the possible applications of satellite images PeruSAT-1 to contribute to future works of Teledetection and Engineering, in addition to seeing the utility of this national sensor. Given the spectral characteristics of the sensor, we can estimate and analyze the vegetation indexes, water index, snow index among others as well as an analysis of spectral anomalies by the presence of oxides by the Principal Components Analysis method. However, the performance of the analysis for clays, carbonates and other minerals is limited by the lack of information in SWIR and TIR., El siguiente articulo pretende mostrar las aplicaciones posibles de imágenes satelitales PerúSAT-1 para contribuir a futuros trabajos de Teledetección e Ingeniería, además de ver la utilidad de este sensor nacional. Dada las características espectrales del sensor, se pueden estimar y analizar los índices de vegetación, índice de agua, índice de nieve entre otros, así como un análisis de anomalías espectrales por presencia de óxidos mediante el método de Análisis de Componentes Principales. Sin embargo, la realización del análisis para arcillas, carbonatos y otros minerales es limitado por la ausencia de información en el SWIR Y TIR.

O estudo e o desenvolvimento de óxidos do tipo perovskita tem atraído grande interesse devido à variedade de rotas de síntese possíveis e a possibilidade de arranjos de elementos que resultam em materiais com diferentes composições. Neste trabalho o óxido do tipo perovskita SrTiO3 foi sintetizado através de quatro rotas e as propriedades dos materiais foram comparadas para compreender como a síntese pode influenciar as propriedades do material obtido. As rotas de síntese avaliadas são: i) complexação polimérica (método Pechini), ii) método solvotermal em meio básico com utilização de polivinilpirrolidona (PVP) e etileno glicol (EG) como agentes complexantes, iii) solvotermal em meio ácido com utilização de ácido cítrico (AC) como agente complexante, adicionalmente ao PVP e o EG e iv) solvotermal em meio ácido com utilização de ácido cítrico (AC) como agente complexante, adicionalmente ao PVP e o EG com precipitação com acetona antes do tratamento térmico. Os produtos sintetizados foram tratados termicamente a 450, 600 e 750 °C e caracterizados por difração de raio X, microscopia eletrônica de varredura, de transmissão e de transmissão com alta resolução, espectroscopia na região do UV-Vis e de infravermelho e determinação de área superficial pelo método BET. Todas as rotas propostas mostraram eficiência para a síntese da perovskita SrTiO3 com características semelhantes. Uma das rotas apresentou uma pequena diferença nas características ópticas que está relacionada, provavelmente, ao tamanho de partícula obtida nesta rota específica. Estruturalmente, foi observado diferença nos produtos sintetizados. E, é bastante possível que as divergências observadas nas amostras estudadas estejam relacionadas à quantidade e tipo dos agentes complexantes envolvidos em cada rota de síntese. The study and development of perovskite oxides has attracted great interest due to the variety of possible synthesis routes and the possibility of element arrangements that result in materials with different compositions. In this work the perovskite oxide SrTiO3 was synthesized through four routes and the material properties were compared to understand how the synthesis can influence the properties of the obtained material. The synthesis routes evaluated are: i) polymeric complexation (Pechini method), ii) solvothermal method in basic medium using polyvinylpyrrolidone (PVP) and ethylene glycol (EG) as complexing agents, iii) solvothermal method in acidic medium using acid citric (CA) as a complexing agent, in addition to PVP and EG and iv) solvothermal in an acidic medium using citric acid (CA) as a complexing agent, in addition to PVP and EG with precipitation with acetone before heat treatment. The synthesized products were heat-treated at 450, 600 and 750 °C and characterized by X-ray diffraction, high resolution scanning, transmission and transmission electron microscopy, UV-Vis and infrared spectroscopy and surface area determination by the BET method. All proposed routes showed efficiency for the synthesis of perovskite SrTiO3 with similar characteristics. One of the routes showed a small difference in optical characteristics that is probably related to the particle size obtained in this specific route. Structurally, a difference was observed in the synthesized products. And, it is quite possible that the divergences observed in the studied samples are related to the quantity and type of complexing agents involved in each synthesis route.

Thermal transport in solids has recently seen great advances. This thesis focuses on thermal transport in two different interesting cases: superlattices and ferroelectric thin films. Thermal conductivity of superlattices of SrTiO3/LaCoO3 show a non-trivial change upon modification of the thickness of the repetition unit. It is shown how coherent and incoherent phonons shape this dependence and how they are affected by the structure of the superlattices. On the other hand, ferroelectric thin films of BaTiO3 and PbTiO3 with different cationic concentrations were investigated. It is proven that ferroelectric domain walls hinder thermal transport in both materials, as well as cationic defects.

Dehydration of methanol to produce dimethyl ether (DME) was studied at relatively high temperatures (400–600 °C) on biomass-derived phosphorus-containing carbon impregnated with a zirconium salt. Highly thermally stable zirconium phosphate surface groups could be obtained on the final catalyst, which were responsible for the high stability and selectivity to DME of the catalyst at temperatures lower than 400 °C. However, harder operation conditions, closer to those of the industrial process, were evaluated to analyze the changes of the catalyst surface properties with the reaction temperature and the possible causes of deactivation. Thus, high methanol conversion and selectivity to DME were also observed in the temperature range of 400–600 °C, although deactivation was detected. Coke deposition was responsible for a decrease in microporosity and surface concentration of zirconium and phosphorus of the catalyst. Temperature-programmed desorption, 31P magic angle spinning nuclear magnetic resonance, and X-ray photoelectron spectroscopy results suggest that the Zr–O–P groups from zirconium phosphate species were responsible for the long-term stability of the catalyst and that the C–O–P-type active sites were deactivated very fast. However, coke deposition on Zr–O–P-type active sites caused a slow and irreversible deactivation, while deposited coke on the C–O–P-type active sites was easily eliminated by the oxidative treatment in air. A reaction scheme that accounted for the gas product distribution and the production of coke was proposed. A kinetic model for coke formation as a function of time on stream that successfully represents the experimental results was also propounded, which yielded a value for the activation energy for the production of coke of 124 kJ/mol. Funding for open access charge: Universidad de Málaga / CBUA. This work was supported by the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness and Junta de Andalucia through CTQ2015-68654-R, RTI2018-097555-B-I00, and UMA18- FEDERJA-110 projects. Javier Torres-Liñán also acknowledges the assistance of the Spanish Ministry of Economy, Industry and Competitiveness for the award of a predoctoral contract to become a Ph.D. (BES-2016-079237).

Este trabalho tem como principal objetivo estudar e avaliar a eficiência do desenvolvimento de materiais termoelétricos, mais precisamente os óxidos, utilizando a técnica de Fusão de Zona com Laser. Os compostos estudados neste trabalho foram o Bi2Sr2Co1,8Oy e o CaMn0,9Gd0,1O3 em que durante o seu crescimento foram aplicados campos magnéticos externos (no sentido do crescimento e oposto ao crescimento) de forma a estudar a influência nas suas propriedades. Foram efetuadas análises estruturais e microestruturais, assim como magnéticas e termoelétricas numa vasta gama de temperaturas de modo a avaliar os efeitos do campo nas suas propriedades. Os resultados demonstraram, em alguns casos, melhorias significativas tanto a nível de performance termoelétrica como a nível magnético. Nas amostras do sistema Bi2Sr2Co1,8Oy o fator de potência das amostras sujeitas a campo magnético no sentido do crescimento aumentou 25%, em relação às amostras sem campo. Nas amostras do sistema CaMn0,9Gd0,1O3, o fator de potência das amostras sujeitas a campo magnético no sentido do crescimento diminuiu 8,2%, devido ao baixo valor de Seebeck, em relação às amostras sem campo. Deste estudo as condições de crescimento como a aplicação do campo magnético externo aplicado influencia as propriedades do sistema. Verificou-se que para os sistemas semicondutores do tipo n e do tipo p, o campo magnético no sentido do crescimento apresenta uma melhor performance. The main goal of this work was to study the efficiency of the development of thermoelectric oxide materials using the Laser Floating Zone technique. The compounds studied on this work were Bi2Sr2Co1,8Oy and CaMn0,9Gd0,1O3 and during their growth, external magnetic fields were applied in order to study their influence on their properties. Structural and microstructural, as well as magnetic and thermoelectric analyzes were carried out over a wide range of temperatures in order to assess the effects of the field on its properties. The results showed, in some cases, significant improvements both in terms of thermoelectric and magnetic performance. In samples of the Bi2Sr2Co1,8Oy system, the power factor of samples subjected to a magnetic field in the direction of growth increased 25%, compared to samples without a field. In samples from the CaMn0,9Gd0,1O3 system, the power factor of samples subjected to a magnetic field in the direction of growth decreased by 8,2%, due to the low Seebeck value, compared to samples without a field. From this study the growth conditions such as the application of the applied external magnetic field influence the properties of the system. It was found that for n-type and p-type semiconductor systems, the magnetic field in the direction of growth presents a better performance. Not Published

Producción Científica, The need to develop new, alternative, and bio-origin fuels for use in internal combustion engines has motivated the realization of this research, which aims to characterize the combustion process synthesis gas, represented by H2–CO blends, which are its main constituents. Syngas can be considered a biofuel because it is a mixture of carbon monoxide, hydrogen, and other hydrocarbons, and it is formed by partial combustion of biomass. Experimental tests have been developed in two constant volume combustion bombs with spherical and cylindrical geometries to analyze the combustion process and the influence of the blend composition on the burning velocity. In the first one, the pressure registered during the combustion has been used to obtain the mass burning rate, temperatures, and burning velocities. The cylindrical bomb has two optical accesses through which the combustion process can be visualized and recorded with the Schlieren technique, and it has been used to characterize the morphology of the flame, the evolution of the flame front, or the laminar burning velocities, among other parameters of interest in the combustion process. For initial conditions of 0.1 MPa and 300 K, blends with different compositions and equivalence ratios have been studied. The introduction of hydrogen enhances combustion velocity and pressure, introducing also instabilities visible on flame front images, similar effects to those produced by increasing the equivalence ratio. Regarding the morphology of the flames, note that the tend to wrinkle and the cellularity increases as the hydrogen content of the mixture increases and the equivalence ratio decreases. The dependence of the numerical values of burning velocity has been expressed as a correlation on pressure and temperature. Finally, comparing the results of the burning velocities obtained in the spherical bomb and in the cylindrical bomb with those of different authors of the bibliography has checked the consistency and validity of them. Results of syngas blends are essential for the validation, optimization, and development of kinetic models for combustion development., Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades - Agencia Estatal de Investigación (grant PID2019-106957RB-C22)

Na cultura da cana-de-açúcar tradicionalmente têm-se utilizado o calcário (carbonato de cálcio e magnésio) como corretivo de solo e também como fonte de cálcio (Ca) e magnésio (Mg), no entanto esse material possui baixa reatividade e depende muito da incorporação no solo o que resulta, em geral, numa reação mais lenta. Em função dessas limitações, buscou-se através da pesquisa novos materiais que pudessem fornecer formas mais ativas de Ca e Mg, capazes de disponibilizar prontamente esses nutrientes à cultura, permitindo seu melhor estabelecimento. Diante disso, objetivou-se avaliar o efeito de doses de óxido de Ca e Mg aplicados no fundo do sulco de plantio, sobre o desenvolvimento, produtividade e qualidade da cana planta. Foram montados dois experimentos, ambos em delineamento experimental de blocos casualizados (DBC), com quatro repetições. Assim, foram avaliadas diferentes doses crescentes do óxido de Ca e Mg (46% de CaO e 33% MgO), bem como um tratamento testemunha sem o uso do óxido. Na Usina Santo Ângelo (experimento 1) houve aumento de produção para TCH e TAH em função das doses 100, 150 e 200 kg ha-1 do óxido de Ca e Mg aplicado no sulco de plantio, sendo as maiores produtividades alcançadas com a dose de 150 kg ha-1 do óxido de Ca e Mg, que proporcionou incrementos de aproximadamente 13% em TCH e 19% em TAH em relação a testemunha. Na Usina Buriti (experimento 2), houve aumento na produção de TAH em função das doses 50, 100 e 200 kg ha-1 do óxido de Ca e Mg aplicado no sulco de plantio, sendo as maiores produtividades alcançadas com a dose de 100 kg ha-1 do óxido de Ca e Mg, que proporcionou incrementos de aproximadamente 15% em TAH em comparação com a testemunha. Houve aumento nos níveis de Ca e Mg trocáveis no solo e nos teores foliares desses nutrientes com a aplicação do óxido de Ca e Mg, ocorrendo também um aumento de pH na linha de plantio da cana-de-açúcar nas camadas de 0 a 20 e 20 a 40 cm de profundidade em relação à testemunha. In the sugarcane crop, limestone (calcium and magnesium carbonate) has traditionally been used as a soil corrector and also as a source of calcium (Ca) and magnesium (Mg), however this material has low reactivity and depends on much of the incorporation into the soil which, in general, results in a slower reaction. Due to these limitations, new materials were sought through research that could provide more active forms of Ca and Mg, capable of promptly making these nutrients available to the culture, allowing their better establishment. Therefore, the objective was to evaluate the effect of doses of oxides of Ca and Mg applied at the bottom of the planting furrow, on the development, productivity and quality of the plant cane. Two experiments were set up, both in a randomized block design (DBC), with four replications. Thus, different increasing doses of Ca and Mg oxide (46% CaO and 33% MgO) were evaluated, as well as a control treatment without the use of oxide. At the Santo Ângelo Plant (experiment 1) there was an increase in production productivity for TCH and TAH due to the doses 100, 150 and 200 kg ha-1 of Ca and Mg oxide applied in the planting furrow, with the highest yields achieved with the dose of 150 kg ha-1 of Ca and Mg oxide, which provided increments of approximately 13% in TCH and 19% in TAH in relation to the control. At Usina Buriti (experiment 2), there was an increase in TAH production due to the 50, 100 and 200 kg ha-1 of Ca and Mg oxide applied in the planting furrow, with the highest yields achieved with the 100 kg dose ha-1 of Ca and Mg oxide, which provided increments of approximately 15% in TAH compared to the control. There was an increase in the levels of exchangeable Ca and Mg in the soil and in the foliar contents of these nutrients with the application of Ca and Mg oxide, also occurring an increase of pH in the sugarcane planting line in layers 0 to 20 and 20 to 40 cm deep in relation to the control. Tese (Doutorado)

[ES] Los polímeros termoestables son la base de los materiales compuestos de altas prestaciones usados en la industria aeroespacial. En particular, las resinas de base epoxi son las que proporcionan las mejores propiedades mecánicas, tanto cuando el refuerzo es fibra de carbono como fibra de vidrio. Las propiedades base de estos compuestos de matriz epoxídica pueden ser modificadas ulteriormente con la adición de pequeñas fibras o partículas tales que dan lugar a una estructura jerárquicamente organizada (desde la escala nanométrica hasta la macrométrica, pasando por la micrométrica), en las que hay una contribución a la respuesta mecánica a todas las escalas. El presente trabajo estudia el efecto de la adición de diferentes tipos de partículas de óxido a una resina epoxi. El objetivo principal es el de fabricar y caracterizar la influencia de la adición de óxido de hierro (magnetita, Fe3O4) y sílice amorfa (SiO2) en diferentes cantidades: 0.25%, 0.5% y 1% en peso de Fe3O4 por un lado, y 2% y 4% en peso de SiO2 por el otro. La caracterización de las muestras producidas se ha basado en la resistencia mecánica a través de los ensayos de flexión a tres puntos, relajación y tenacidad a la fractura. Asimismo, también se realizaron ensayos complementarios de densidad aparente, porosidad y calorimetría para una mejor caracterización de los materiales. Los resultados se analizaron y comentaron en función de la evolución de propiedades teniendo en cuenta la cantidad de aditivo y se compararon con resultados presentados en la literatura científica. Los resultados obtenidos muestran que la adición de SiO2 lleva a un incremento de tanto la resistencia mecánica, el módulo de elasticidad, la tenacidad a fractura y la resistencia a la relajación, mientras que la adición de partículas de Fe3O4 llevan aparejado una disminución de la resistencia mecánica sin una mejora significativa de las otras propiedades. Por último, se observó que la adición de ambos aditivos conllevaba una reducción de la temperatura de transición vítrea (Tg), [EN] Thermosetting polymers are widely used in the aerospace industry. One of the most commonly used thermoset is the epoxy resin, which is widely used as the matrix phase of carbon and glass fibre reinforced composites. The properties of these epoxy-based polymers can be improved with the addition of other particulate or small fibre materials in order to construct a hierarchically structured (nano-micro-macro) mechanical response. This work intends to study the effect of the addition of oxide particles on an epoxy resin. The overall objective was to manufacture and characterize the influence of the addition of iron oxide (magnetite, Fe3O4) and silica fumed (SiO2) in different amounts: 0.25 wt%, 0.5 wt% and 1 wt% of Fe3O4 on the one hand, and 2 wt% and 4 wt% of SiO2 on the other hand. Characterisation of the samples produced has been based on mechanical resistance in three-point bending, tensile relaxation and fracture toughness tests. Also physical tests of apparent porosity, apparent density and calorimetry tests have been conducted. The results were analysed and discussed according to the evolution of the properties taking into account the quantity of additives and the literature. Results show that the addition of SiO2 fumed particles leads to an improvement in tensile strengthe (σmax), Young¿s modulus, fracture toughness (KIC) and stress relaxation whereas the addition of Fe3O4 particles decreases the value of σmax with no significant improvement in the rest of studied properties. Moreover, the addition of both fillers leads to a decrease of the glass transition temperature (Tg).

A análise do solo é uma ferramenta importante na avaliação e monitoramento do impacto ambiental da atividade agropecuária e ao mesmo tempo viabiliza o planejamento do uso racional de insumos, contribuindo assim à redução e melhor sustentabilidade ambiental e econômico da produção. Consequentemente, há crescente demanda pelos serviços dos laboratórios de análise de solo. Entretanto, algumas das metodologias empregadas, além de gerar volumes consideráveis de resíduos, possuem alto custo de implementação. Logo, alternativas ambientalmente sustentáveis e mais baratas devem ser desenvolvidas. Nesse sentido, este estudo propõe a utilização de análise multivariada de imagens (MIA) digitais e da espectroscopia na região do infravermelho médio (MIR) para estimativa do carbono orgânico e da textura do solo, assim como da determinação dos teores de óxidos de ferro, alumínio e silício extraídos do solo. Para isso, 177 amostras de solo de diferentes regiões do país foram consideradas para as análises pelos métodos de referência em laboratório, para obtenção de imagens digitais no sistema de cor RGB (Red, Green, Blue) em formato Tiff e para aquisição dos espectros MIR. A correlação entre imagens digitais, e espectros de MIR, e os parâmetros de fertilidade foi realizada por meio dos métodos: Regressão por Mínimos Quadrados Parciais (PLS), Regressão Linear Múltipla associada com o Algoritmo das Projeções Sucessivas (SPA-MLR) e Máquina de Vetor Suporte por Mínimos Quadrados (LSSVM). Os melhores modelos de predição dos parâmetros de fertilidade obtiveram correlações superiores a 90% e valores de desvio de previsão residual (RPD) superiores a 3. A utilização desses métodos na rotina laboratorial pode levar a um aumento significativo da produtividade, redução dos custos de análise e minimização do impacto ambiental, pois além de não gerarem resíduo, não utilizam reagentes químicos. O acesso a essas análises de forma rápida e de baixo custo permitiria um melhor acompanhamento dos solos para todos os produtores rurais, sejam eles grandes, médios ou, até mesmo, pequeno, o que resultaria, consequentemente, em um aumento da produtividade no campo. Soil analysis is an important tool when monitoring the environmental impact of agricultural activity. It also allows for the rational planning inputs contributing to a better environmental sustainability and economic production. Consequently, there is a growing demand for the services of soil analysis laboratories. However, methodologies currently employed in the field not only generate a considerable amount of waste, but also have a high set up cost. Therefore, cheaper and environmentally sustainable alternatives should be developed. In this sense, this study proposes the use of soil digital images and mid-infrared spectroscopy (MIR) to estimate soil organic carbon (SOC), predict and classify soil texture, as well estimate iron, aluminium, and silicon oxides contents. For this purpose, 177 samples from different regions of the country were analyzed by standard methods. Soil digital images were acquired using RGB (Red, Green, Blue) in Tiff format. The correlation between digital images, MIR spectrum, and soil fertility parameters was obtained using Partial Least Squares Regression (PLS), Multiple Linear Regression algorithm associated with the Successive Projections (SPA-MLR), and Least Squares Support Vector Machines (LS-SVM). The best models present correlations higher than 90% and Residual Prediction Deviation (RPD) values greater than 3.0. The use of these methods in test soil analysis would allow a significant increase in productivity, reduction of the cost of analysis, and minimization of environmental impact. The propsed analyses do not produce waste and do not employ chemicals. As a result, farmers can benefit from the proposed methods taken into account that the analyses are quick and inexpensive and might lead to an increase in productivity in the field. Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq

Neste trabalho, foram preparados eletrodos de óxidos de composição nominal Ti/[Ru(o,3)Ti(o,6)Ce(o,1-X)]02Nb205(X), com 0 < x < 0,1 (com x variando em etapas de 0,01), usando a técnica da decomposição térmica dos sais precursores. Foram investigados os efeitos da composição sobre as propriedades superficiais e eletrocatalíticas dos eletrodos. Os óxidos foram caracterizados pelas seguintes técnicas: ex situ, através de DRX e in situ, através da medida do potencial em circuito aberto (Eca), da curva e da carga voltamétrica, da capacidade diferencial da dupla camada e do fator de rugosidade. Todos os parâmetros, exceto o Eea, variaram com a composição dos eletrodos. A presença de CeÜ2 aumenta a área eletroquimicamente ativa do eletrodo, mas torna-o instável com o aumento do número de ciclos voltamétricos, devido à dissolução catódica deste óxido. Esta instabilidade é eliminada com a presença de Nb2Os. Estudos cinéticos foram efetuados, empregando-se como modelo, as reações de desprendimento de oxigênio (RDO) e de cloro (RDC1). Para estas reações, foram determinados os coeficientes de Tafel, as ordens de reação com respeito ao íon H+ para a RDO e de Cf e FI+ para a RDC1, atividade eletrocatalítica e estabilidade dos eletrodos. Os estudos cinéticos revelaram que a RDO é função da composição dos óxidos e do sobrepotencial, contrário à RDC1, a qual mostrou-se independente destes parâmetros. A máxima atividade eletrocatalítica, tanto para a RDO como para a RDC1, ocorreu na mesma composição (10 % mol de CeO2) e foi atribuída a efeitos de natureza morfológica e eletrônica. De forma global, o estudo de corrosão em condições aceleradas mostrou que o tempo de vida útil tem uma forte dependência com o conteúdo de bttnOs no filme de óxidos. A presença de 10 % mol de CeCh (nenhum conteúdo de Nb2Os) resulta numa camada ativa porosa e frágil, mais propensa a sofrer erosão mecânica. A medida que se aumenta a concentração de MbOs, este estabiliza o filme, sendo que a desativação ocorre pela formação de uma intercamada de TÍO2. In this work, oxide electrodes with nominal composition Ti/[Ru(o,3)Ti(o,6)Ce(o,1-X)]02Nb205(X) were prepared by thermal decomposition of chloride precursor mixture Solutions. The composition effects on the superficial and electrocatalytic properties were investigated. The oxides were characterized: ex situ by XRD and in situ by determining the open circuit potential (Eoc), the voltammetric curve and the voltammetric charge, the double-layer capacitance and the roughness factor. Except the Eoc, all parameters varied with the electrode composition. The presence of CeCh increases the electrochemically active area, but makes the coatings less stable when submitted to continuous potential cycles, due to cathodic dissolution of this oxide. This instability was eliminated by adding Nb2Os. Activity, stability and kinetic aspects of the oxygen and chlorine evolution reactions (OER and C1ER respectively), used as model reactions, were investigated by determining Tafel plots, reaction orders with respect to H+ (OER) and Cf and H+ (C1ER). The OER was shown to be dependent on composition and applied overpotential, contrary to the C1ER, which showed to be independent on these parameters. The maximum of activity, for both OER and C1ER, was observed at the same composition and it was attributed to both morfological and electronical effects. The corrosion results showed that the deactivation time has a strong dependence on the NH^Os content in the film. CeO2 creates a more fragile and porous structure; nevertheless Nb2Ü5 stabilized the film. Therefore the deactivation of these electrodes materiais is due mainly to passivation of the titanium support, increasing the TÍO2 interlayer. Dissertação (Mestrado)