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The global production capacity of corrugated cardboard used in packaging increased by 3.5% per year in the last decade. These packages have limited life span and, after use, contribute for increasing the waste stream on the planet. An interesting alternative for their reuse is the manufacture of unconventional furniture and objects. Nevertheless, there are few studies addressing the performance of cardboard for their application in furniture products. In this study we characterized corrugated cardboard by scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy. X-ray diffraction, determination of the basic weight of paper (grammage), resistance to burst, column compression and uniaxial compression of test samples manufactured with a specific geometry. Results indicate that cardboard can be a material of great feasibility and workability to be used in furniture design.

OBJETIVO: o presente trabalho teve como finalidade avaliar clinicamente uma nova alternativa mecânica para a erupção guiada ao plano oclusal de um dente pré-molar impactado empregando magnetos atrativos da liga samário-cobalto. METODOLOGIA: o tratamento cirúrgico-ortodôntico foi realizado em uma paciente jovem de 11 anos portadora de oclusão de Classe I de Angle, com impactação do segundo pré-molar inferior direito. O sistema magnético empregado consistiu de um magneto colado com resina fotopolimerizável sobre a superfície vestibular do dente impactado e um outro pólo magnético rígido incrustado em um aparelho banda alça. Previamente à instalação do sistema magnético no meio bucal, os magnetos foram caracterizados através de análise de fluorescência, difração de raios X e nível de magnetização. A relação força/distância empregada foi quantificada, os magnetos foram medidos e a geometria magnética bucal estabelecida. RESULTADOS: o tempo empregado na desimpactação foi de 40 dias e foram necessárias duas ativações magnéticas por aproximação dos magnetos neste intervalo. A opção magnética neste caso clínico foi bastante eficaz tanto em relação ao tempo de tratamento quanto em relação ao conforto proporcionado ao paciente. Os magnetos empregados geraram um campo de força contínuo e autônomo não sendo necessária a utilização de fios metálicos como guias de orientação na erupção e nem elásticos de tracionamento. CONCLUSÃO: esta possibilidade terapêutica poderá ser útil em desimpactações mais profundas tais como os caninos ectópicos, cuja ocorrência é freqüente.AIM: the present work evaluated a new mechanical alternative to guide the eruption to the oclusal plan of a impacted bicuspid tooth using attractive cobalt-samarium magnets. METHODS: the treatment was accomplished in a 11 years old Class I young patient, with a impacted right inferior second premolar. The magnetic system consisted of magnets bonded to the vestibular surface of the impacted tooth and a rigid magnetic pole incrusted in a band and loop container. Previously to the installation of the magnetic system, the magnets were characterized through fluorescence analysis, X rays diffraction and magnetization level. The force/distance relationship used was quantified, the magnets were measured and the buccal magnetic geometry established. RESULTS: the time used in the desimpactation was of 40 days and were necessary two magnetic activations to approach the magnets in this interval. The magnetic option in this clinical case was quite effective so much in relation to the time of treatment as in regard to the comfort proportionated to the patient. The magnets generated a continuous and autonomous force field, not being necessary to use metallic threads as orientation guides in the eruption and nor elastic. CONCLUSION: this therapeutic possibility will frequently be useful in such deeper desimpactation as the canine teeth ectopics, seen in the daily activity.

Due to the importance of the segment and production of pulp in Brazil and in the world, and due to the environmental problems arising from their discard, it can be predicted that in the next years the environmental problems related to the discard of by-products of paper/cardboard should be aggravated. Estimates indicate that this scenario combined with the realization of big events in Brazil between 2014 and 2016, should encourage an expansion of approximately 4% in sales of cardboard. In this work, it was done a survey of the application of the cardboard residues as an alternative material. The result shows the action of professionals to produce unconventional furnishings and

O método Sol-gel é uma nova técnica que vem se mostrando muito promissora na preparação de materiais amorfos, filmes finos, cerâmicas avançadas e fibras. Neste trabalho foi utilizado este processo na preparação de pós cerâmicos e filmes finos de BaTiO3 a partir de alcóxidos metálicos. Pós puros de BaTiO3 com estrutura tetragonal foram obtidos de sóis preparados através da mistura de acetato de bário e tetraisopropil ortotitanato ([Ba]/[Ti] = 1) dissolvidos em isopropanol e água. Estes pós, obtidos por três processos diferentes (processo sol-gel, secagem hipercrítica e precipitação do sol) assim como um pó comercial produzido pela Solvay foram foram prensados em forma de pastilhas a 25&#176C (8T/cm2) e sinterizados ao ar. A evolução estrutural das pastilhas e suas propriedades dielétricas foram determinadas em função da temperatura de sinterização até 1350&#176C e do tempo de sinterização a esta mesma temperatura. Usando o mesmo sol foram depositados filmes finos de BaTiO3 pelo processo dip-coating em diversos tipos de substratos. Os vários parâmetros que levam a obtenção de camadas sem defeitos e aderentes com espesura definida também foram determinados The sol-gel method is a new technique that is showing to be one of the most promissing to prepare amorphous materials, thin films, advanced ceramics and fibers. In this work the sol-gel process is used to prepare ceramic powders and thin films from metalic alkoxides. Pure BaTiO3 powders with tetragonal structure have been obtained from sols prepared by mixing barium acetate and tetraisopropyl orthotitanate ([Ba]/[Ti] = 1) dissolved in isopropanol and water. These powders, obtained by three process (sol-gel process, hipercritical drying and sol prepicitation) as well as a comercil BaTiO3 powder produced by Solvay have been axially pressed at 25&#176C (8T/cm2) and sinterized in air. The structural evolution bulk and dieletric properties have been determined as a function of the sintering temperature up to 1350&#176C and time of sintering at the same temperature. Using the same sol thin films of BaTiO3 have been produced on different substrates by dip-coating. The various parameters leading to the obtention of good and adherent coatings with definite film thicknesses have been determined

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 The niobium pentoxide (Nb2O5) figures as one of the most spoken metal oxides in the past few years. The research topics employing niobium pentoxide encompass crucial areas of scientific knowledge, such as engineering, physics, chemistry, and biology. The Nb2O5 proved to have remarkable performance in catalysis, photocatalysis, energy conversion, and electronic devices. These applications stand out because the Nb2O5 presents an odd behavior, with the possibility to obtain several polymorphs with distinct crystalline phases, and it could present defects in its structure due to non-stoichiometric behavior. Combining all niobium pentoxide properties has made it an emergent metal oxide nowadays. The present thesis employed two simples synthetical routes: precursor burnt and Pechini method, as they are straightforward, cheap, and easy to manipulate. The Pechini route produces mesoporous materials due to the polymeric chain. There are also reports in the literature of defects in the niobium pentoxide employing the Pechini method. We synthesized nine different samples. All of them presented distinct behavior, with four crystalline phases. X-ray diffraction allied with Rietveld refinement was performed to understand the crystalline behavior of all obtained phases. High-resolution transmission electron microscopy proved to be a robust technique to understand the crystalline phase and the role of these defects in the structure. These techniques allied with an electronic structure evaluation gave sufficient information to perform the most suitable applications. The Nb2O5 showed its remarkable capability in the adsorption and photodegradation of pollutants and biomass conversion to chemicals with industrial interest. These findings are closely related to defects and the correct crystal structure. Overall, the interest of this research is the investigation of the Nb2O5 crystal structure and evaluating its impact in photocatalytic applications. The results presented are instigating further research on the Nb2O5, bringing the subject of defect engineering for improved performance. O pentóxido de nióbio (Nb2O5) figura atualmente como um dos óxidos metálicos mais discutidos nos últimos anos. Os tópicos de discussão utilizando o Nb2O5 englobam áreas cruciais da ciência, como engenharia, física, química e biologia. O Nb2O5 provou ter capacidade extraordinária em catálise, fotocatálise, conversão de energia e utilização em dispositivos eletrônicos. Essas aplicações geram atenção por causa das propriedades diferenciadas do Nb2O5, com a possibilidade de obtenção de diversos polimorfos com diferentes fases cristalinas, que podem apresentar defeitos na microestrutura. A combinação das propriedades estruturais e eletrônicas do pentóxido de nióbio fez com que ele se tornasse um material emergente na classe dos óxidos metálicos. A presente tese utilizou dois métodos de síntese simples: calcinação do precursor e método Pechini. Ambos métodos são diretos, com baixo custo, e de fácil manipulação. A rota Pechini é conhecida por produzir materiais mesoporosos devido à presença de um template polimérico, e também tem capacidade de produzir materiais com defeitos estruturais. Nós sintetizamos nove amostras distintas, todas com comportamento cristalográfico diferente, em um total de quatro fases cristalinas. Experimentos de difração de raios X aliada com refinamento Rietveld tornou possível o entendimento do comportamento de todas as fases cristalográficas obtidas. Microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução se mostrou uma técnica robusta para elucidar sobre a presença de defeitos na microestrutura dos materiais. Todas essas técnicas, aliadas com uma elucidação das propriedades eletrônicas, nos deu informação suficiente para propor as melhores aplicações para os materiais obtidos. O Nb2O5 mostrou sua capacidade superior em processos de adsorção e fotocatálise de poluentes em relação à materiais reportados na literatura, além da conversão seletiva de biomassa para produtos de interesse da indústria química. Essas descobertas estão intrinsicamente ligadas com a presença de defeitos na estrutura e o uso da fase cristalina correta. De uma forma geral, o interesse do trabalho foi a investigação das propriedades microestruturais do Nb2O5 e como elas impactam nas propriedades eletrônicas e aplicações fotocatalíticas do material. Os resultados apresentados na presente tese instigam pesquisas futuras utilizando o Nb2O5, principalmente na obtenção desses materiais associados à defeitos estruturais.

CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Além de ser largamente utilizado em diversos setores da indústria moderna, o dióxido de titânio (TiO2) tem despertado grande interesse tecnológico, sendo vislumbrado como um componente no desenvolvimento de materiais autolimpantes. Diversas são as propriedades que influenciam a capacidade autolimpante de um recobrimento, dentre as quais se destacam uma superfície com molhabilidade adequada, além de uma efetiva atividade fotocatalítica, permitindo um melhor aproveitamento do espectro de radiação solar. Estratégias promissoras na busca pela adequação dessas propriedades morfológicas e estruturais podem envolver a modificação do TiO2 com metais, bem como a funcionalização de sua superfície. A fim de modular a molhabilidade do material final, foi realizada a síntese de filmes finos de TiO2 modificados com dois tipos de polidimetilsiloxanos (PDMS) diferentes, e por meio de duas rotas de modificação distintas. As amostras obtidas foram caracterizadas quanto a sua estrutura, morfologia, propriedades ópticas e de superfície. Variações significativas na molhabilidade e rugosidade foram observadas em alguns casos. Por exemplo, a amostra calcinada a 400 °C, após ser modificada com PDMS de terminação vinílica, teve seu ângulo de contato alterado de 29° para 124°, além de apresentar expressivo aumento de rugosidade, e uma funcionalização não uniforme ao longo da superfície do filme. Isso permitiu que esse recobrimento apresentasse caráter hidrofóbico e fotocatalítico simultaneamente, o que é bastante desejável. Na tentativa de alterar a região de absorção de radiação do TiO2 para energias menores, foram preparados filmes finos de TiO2 modificados com diferentes concentrações de CrCl3. Após a caracterização estrutural, morfológica, óptica, mecânica e de superfície desses filmes, observou-se que a adição de Cr3+ ao sistema causou modificação significativa nas propriedades do material final. A amostra calcinada a 500 °C e contendo 10% mol de Cr apresentou considerável diminuição no valor de band gap, atingindo valores correspondentes à região de radiação visível. A preparação de um filme do TiO2 modificado conjuntamente com CrCl3 e PDMS de terminação vinílica também foi realizada, permitindo a preparação de um recobrimento superhidrofóbico e potencialmente fotocatalítico. Foi realizada também a preparação de filmes finos de TiO2 modificados com dois tipos de precursores de molibdênio diferentes, em diferentes concentrações. Esse estudo se deu de modo a avaliar o impacto do tipo de precursor de molibdênio nas propriedades estruturais, morfológicas, ópticas e de superfície das amostras preparadas. Observou-se que todos os filmes apresentaram superhidrofilicidade mesmo sob luz visível, e que as propriedades estruturais, ópticas e morfológicas se mostraram distintas, a depender do precursor de molibdênio utilizado. Besides being widely used in several segments of modern industry, titanium dioxide (TiO2) has aroused great technological interest, being envisaged as a component of materials used as self-cleaning coatings. Several properties influence the self-cleaning ability of a coating, but a surface with acceptable wettability and an effective photocatalytic activity, allowing a better use of the entire spectrum of solar radiation, are determining factors in the development of a good self-cleaning surface. Promising strategies in the search for the adequacy of these morphological and structural properties may involve the TiO2 modification with metals, as well as the functionalization of its surface. With the purpose of modulating the wettability of the final material, synthesis of TiO2 thin films modified with two different types of polydimethylsiloxanes (PDMS), and through two distinct modification routes, was carried out. The samples obtained were characterized in terms of their structure, morphology, optical and surface properties. Significant variations in wettability and roughness were observed in some cases. For example, the sample calcined at 400 °C, after being modified with the vinyl-terminated PDMS, had its contact angle changed from 29° to 124°, in addition to presenting a significant increase in roughness, and a non-uniform functionalization along the surface of the film. This allowed this coating to be simultaneously hydrophobic and photocatalytic, which is very desirable.In order to modify the region of titanium dioxide radiation absorption to lower energies, TiO2 thin films modified with CrCl3 different concentrations were prepared. After structural, morphological, optical, mechanical and surface characterization of these films, it was observed that the insertion of Cr3+ to the system caused a significant modification in the properties of the final material. The sample calcined at 500 °C and containing 10% mol Cr showed a pronounced decrease in the band gap, reaching values corresponding to the region of visible radiation. The preparation of a TiO2 film simultaneously modified with CrCl3 and vinyl-terminated PDMS was also carried out, allowing the preparation of a superhydrophobic and potentially photocatalytic coating. The preparation of TiO2 thin films modified with two different types of molybdenum precursors was also carried out, in order to assess the impact of the type of molybdenum precursor on the structural, morphological, optical and surface properties of the prepared samples. It was observed that all films showed superhydrophilicity even under visible light, and that the structural, optical and morphological properties were different, depending on the molybdenum precursor used.

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 Materiais porosos têm grande impacto na sociedade contemporânea. Notadamente, após o desenvolvimento de rotas de modulação de porosidade por grupos de pesquisa da empresa Mobil, na década de 1990, com a descoberta da família MCM de sílicas, os avanços no desenvolvimento de novas arquiteturas de poros se viram intensificados. Este interesse se deve ao fato de que uma grande variedade de processos químicos e físicos se inicia ou depende das propriedades de fronteira entre duas fases coexistentes em um mesmo ambiente e, portanto, é intensificado quando as áreas superficiais e a porosidade dos materiais que participam do processo são aumentadas. Neste trabalho, foi desenvolvido um método para a produção do nanocompósito sílica/pentóxido de nióbio, sem a longa etapa de adsorção de precursores, pela adição direta de um precursor de pentóxido de nióbio (oxalato amoniacal de nióbio (V)), antes da gelificação por processamento sol-gel e sua posterior decomposição no interior da matriz de sílica com a variação de temperatura. As propriedades texturais do compósito foram estudadas em temperaturas de calcinação de 500, 700, 900 e 1100 ºC, demonstrando que a presença do precursor de pentóxido de nióbio é um fator de modificação da morfologia dos poros da matriz de sílica. Foi possível demonstrar também que a adição de polietilenoglicol 10000, antes da gelificação, é capaz de alterar ainda mais significativamente a estrutura porosa do nanocompósito, inclusive por decomposição espinodal, produzindo uma rede interligada de macroporos no interior de monólitos do nanocompósito. Os estudos de adsorção gasosa mostraram áreas superficiais específicas de até 785 m² g-1, mas revelaram também a importância de estudos mais cautelosos em relação à adsorção gasosa, haja vista que a teoria BET apresenta limitações, muitas vezes negligenciadas durante os cálculos. Os materiais produzidos de forma monolítica, com macroporos, se apresentam como candidatos para serem utilizados como colunas em dispositivos de fluxo contínuo (como colunas cromatográficas ou reatores em fluxo) devido à rede macroporosa, que facilita o transporte de massas em seu interior, e sua capacidade de retenção, como demonstrada pela adsorção do antibiótico doxiciclina e do corante azul de metileno. Porous materials have a great impact on contemporary society. Especially after the development of porosity tailoring routes by research groups at company Mobil in the 90s, (development of silica MCM family), advances in the development of new pore architectures have been intensified. The interest is due to the fact that a wide variety of chemical and physical processes start or re highly dependent on the interface properties between two coexisting phases in the same environment and, therefore, are intensified when the surface areas and porosity of the materials that participate in the process are increased. In this work a new method was developed for the production of the silica / niobium pentoxide nanocomposite, without the long precursor adsorption step, by the direct addition of a niobium pentoxide precursor (ammoniacal niobate oxalate) before gelation by sol-gel processing, and its subsequent decomposition inside the silica matrix with temperature variation. The textural properties of the nanocomposite were studied at temperatures of 500, 700, 900 and 1100 ºC, revealing that the presence of the niobium pentoxide precursor changes the pore morphology of the silica matrix. It was also possible to demonstrate that the addition of polyethylene glycol 10000, before gelation, is able to alter even more significantly the porous structure of the nanocomposite, including by spinodal decomposition, leading to an interconnected network of macropores inside the composite monoliths. The gas adsorption studies revealed specific surface areas of up to 785 m² g-1, but they also revealed the importance of more cautious studies in relation to gas adsorption, given that the BET theory has limitations, often neglected during calculations. The materials produced in a monolithic shape, with macropores, present themselves as candidates for use as columns in continuous flow devices (such as chromatographic columns or flow reactors) due to the macroporous network that facilitates mass transports through their bodies and their retention capacity as demonstrated by the adsorption of the antibiotic doxycycline and the dye methylene blue.

CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Nowadays, removal of contaminants like dyes and antibiotics from wastewater has become an uncompromising task. Enhancing the performance of adsorbents to facilitate the adsorption process and projecting ease methods of separation of adsorbent after removal of contaminants is of great scientific and industrial interest. In this research, cobalt ferrite composite with chitosan, bio silica and kaolinite were synthetized and employed as adsorbents for the removal of methylene blue, acid orange II, Congo red and doxycycline. The obtained composites were characterized by powder X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) transmission electron microscopy (TEM), Fourier-transform infrared spectroscopy technique, a SQUID magnetometer and N2 gas adsorption technique. Pure CoFe2O4 nanoparticles was synthesized using a co-precipitation method. The resulting precipitate was dried by employing conventional method (oven), and spray drying process. Cobalt ferrite samples obtained from the two drying processes were briefly applied to adsorb methylene blue solution as a cationic dye model to know the effect of drying process on the adsorption of dye. The studies showed that all the spray dried samples performed better than other samples in adsorbing methylene blue (MB) solution. Spray dried cross-linked chitosan/ CoFe2O4 composite was also synthesized and applied as an adsorbent for the removal of acid orange II and methylene blue. The magnetic composite was in form of microspheres with cobalt ferrite encapsulated in chitosan. Adsorption studies revealed that acid orange II adsorbed (542 mg g-1) was more favorably on the composite than methylene blue (173 mg g-1). The adsorption process is spontaneous and exothermic. Computational studies showed that the formation of hydrogen bond between acid orange II and the magnetic composite (at both acidic and alkaline pH) contributed to its better adsorption than methylene blue. The removal of doxycycline hydrochloride (DOX), a widely used antibiotic, from wastewater by CoFe2O4/rice husk silica nanocomposite was studied. The adsorbent was synthesized through co-precipitation of iron and cobalt salt mixed with a solution of rice husk silica, whose precipitate was dried and calcined at various temperatures. The as-prepared nanocomposite has the highest specific surface area (283 m2 g.1). The mechanism of adsorption entails electrostatic and n- interaction. Adsorption data fitted well with Langmuir isotherm, having the monolayer adsorption capacity of 835.47 and 581.44 mg g-1 for the as-prepared and sample calcined at 700 C, respectively. The removal of DOX is entropy driven, spontaneous in nature. CoFe2O4/rice husk silica nanocomposite was also used to use to adsorbed methylene blue. The adsorption capacity of the composite (253.6 mg g-1) was higher than that of bio-silica (52.6 mg g-1), and the process was exothermic and spontaneous. Langmuir and Freundlich models were applied to explain the adsorption isotherm, while pseudo-second order is best applicable for the kinetics mechanism. Amount of removed methylene blue increased with an increase in ionic strength due to dimerization of MB. Regeneration and reusability of the adsorbents showed that they are economically viable. Lamellar kaolinite supported CoFe2O4 nanoparticle was synthesized and employed to adsorb doxycycline and Congo red (CR) from aqueous solution. Comparative adsorption mechanism of the two targeted contaminants showed that adsorption of DOX was influenced by hydrogen bond and n- interaction, while that of CR was due to hydrophobic interaction and hydrogen bond. However, the adsorption of the two contaminants was best fitted to the Langmuir isotherm, with a monolayer maximum adsorption capacity of 400 mg g-1 at 333 K for DOX, and 547 mg g-1 at 298 K for CR. The removal of DOX from aqueous solution was favored by an increase in temperature (endothermic), while that of CR was exothermic. Thermodynamics studies confirmed that the adsorption of two contaminants is feasible and spontaneous. Another study showed that the adsorption capacity of kaolinites for the removal of methylene blue was improved by spray drying a clay dispersion and through surface modification. The spray dried kaolinites have the highest specific surface area of 102 m2 g-1 and better performance than the modified and raw kaolinites with adsorption capacity of 168 mg/g (at 333 K). The calculated thermodynamics parameters revealed that the adsorption process is spontaneous at all the studied temperatures for spray dried kaolinite. Hoje em dia, a remoção de contaminantes como corantes e antibióticos de águas residuais tornou-se uma tarefa necessária. Melhorar o desempenho dos adsorventes para facilitar o processo de adsorção e projetar métodos de separação destes adsorventes apos a remoção de contaminantes e de grande interesse cientifico e industrial. Nesta pesquisa, compósitos formados por ferrita de cobalto com quitosana, biosílica e caulinita foram sintetizados e empregados como adsorventes de azul de metileno, alaranjado II, vermelho do congo e doxiciclina. Os compósitos obtidos foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectroscopia na região do infravermelho, magnetômetro SQUID e adsorção de gas N2. Nanopartículas puras de CoFe2O4 foram sintetizadas por co-precipitação. O precipitado resultante foi secado empregando-se o método convencional (forno), e o processo de secagem por nebulização. Amostras de cobalto de ferritas obtidas a partir dos dois processos de secagem foram brevemente aplicadas a solução de azul de metileno, usado como um modelo de corante catiônico para se conhecer o efeito do processo de secagem sobre a adsorção de corantes. Os estudos mostraram que todas as amostras secas por nebulização tiveram melhor desempenho do que as outras na adsorção de azul de metileno (AM). Compósitos interligados de quitosana/CoFe2O4 obtidos por nebulização também foram sintetizados e utilizados como adsorventes para a remoção de alaranjado II e azul de metileno. O compósito magnético foi obtido na forma de microesferas com ferrita de cobalto encapsulada em quitosana. Os estudos da adsorção revelaram que o alaranjado II foi adsorvido mais favoravelmente do que o azul do metileno. O processo de adsorção e espontâneo e exotérmico. Estudos computacionais mostraram que a formação de ligações de hidrogênio entre o alaranjado II e o composto magnético (em pH acido e alcalino) contribuiu para sua melhor adsorção do que o azul metileno. A remoção de hidrocloridrato de doxiciclina (DOX), um antibiótico amplamente utilizado, de águas residuais pelo nanocompósito formado por CoFe2O4/silica de casca de arroz foi estudada. O adsorvente foi sintetizado pela co-precipitação de sais de ferro e cobalto misturados com uma solução de sílica de casca de arroz, cujo precipitado foi seco e calcificado em varias temperaturas. O nanocompósito recém preparado tem a área superficial especifica mais elevada (283 m2 g-1). O mecanismo de adsorção envolve interações n- eletrostáticas. Os dados de adsorção se ajustaram com a isoterma de Langmuir, tendo a capacidade de adsorção de monocamada de 835,47 e 581,44 mg g-1 para a amostra recém preparada e a calcinada a 700 C, respectivamente. A remoção do DOX e entropicamente impulsionada e de natureza espontânea. A capacidade de adsorção do compósito (253,6 mg g-1) foi maior do que a da biosilica (52,6 mg g-1), com processo exotérmico e espontâneo. Os modelos de Langmuir e Freundlich foram aplicados para explicar a isoterma de adsorção, cuja pseudo segunda ordem e mais aplicável para a cinética do mecanismo. A quantidade de azul de metileno removido aumentou com um aumento na forca iônica devido a sua dimerização. A regeneração e reutilização dos adsorventes mostraram que eles são economicamente viáveis. Nanopartículas de CoFe2O4 suportada sobre caulinita lamelar foram sintetizadas e empregadas na adsorção de doxiciclina e vermelho do congo a partir de solução aquosa. Os mecanismos comparativos da adsorção dos dois contaminadores mostraram que a adsorção de DOX foi influenciada pela ligação do hidrogênio e pela interação n-, enquanto a do vermelho do congo foi devido a interação hidrofóbica e a ligação do hidrogênio. No entanto, a adsorção dos dois contaminantes teve um ajuste melhor a isoterma de Langmuir, com uma capacidade máxima de adsorção de 400 mg g-1 a 333 K para DOX, e 547 mg g-1 em 298 K para o vermelho do congo. A remoção do DOX da solução aquosa foi favorecida por um aumento da temperatura (endotérmico), enquanto a do vermelho do congo foi exotérmica. Estudos termodinâmicos confirmaram que a adsorção dos dois contaminantes e viável e espontânea. A capacidade de adsorção das caulinitas foi melhorada pela secagem por nebulização de uma dispersão de argila e através de sua modificação superficial. As caulinitas secas por nebulização tiveram a maior área superficial especifica, de 102 m2g-1 e um melhor desempenho do que as caulinitas modificadas superficialmente e as naturais, com capacidade de adsorção de 168 mg/g (a 333 K). Os parâmetros termodinâmicos revelaram que o processo de adsorção e espontâneo em todas as temperaturas estudadas para as argila secas por nebulização.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior O objetivo deste trabalho foi a obtenção de filmes finos e partículas de xTiO2/(100-x)SiO2 (com x = 0, 20, 40, 60, 80 e 100%) pelo processo sol-gel para aplicações nas áreas de energia e meio ambiente. O método de mistura das soluções precursoras, no processo sol-gel, permitiu uma variação sistemática da composição (proporção TiO2/SiO2) e a avaliação dessa mudança nas propriedades ópticas, estruturais, texturais e de superfície dos materiais obtidos. Além disso, a repetição das etapas de secagem e deposição permitiram um bom controle da espessura dos filmes no processo de dip-coating. A transmitância dos filmes foi discutida em termos das franjas de interferência e da modulação do índice de refração em função da proporção TiO2/SiO2. Os valores de índice de refração (n), coeficiente de extinção (k), e band gap (Eg) obtidos das análises elipsométricas foram relacionados às mudanças nos espectros UV-Vis. A construção dos modelos estruturais dos filmes xTiO2/(100-x)SiO2 para uma análise elipsométrica precisa foram baseados em uma compreensão dos modelos teóricos. O substrato de vidro e o filme de SiO2 foram modelados por Cauchy; o filme de TiO2 por TaucLorentz e os filmes de TiO2/SiO2 pelas teorias de Bruggeman. Uma função de gradiente do índice de refração foi necessária para ajustar os filmes mais espessos com o menor erro quadrático médio (MSE). Além disso, os valores de índice de refração permitiram o cálculo da porosidade total dos filmes, usando a equação de Lorentz-Lorentz. As imagens de microscopia de força atômica mostraram claramente o efeito da adição de SiO2 no TiO2, reduzindo o tamanho de partícula e a rugosidade RMS (de 1,4nm para 0,3 nm). A baixa rugosidade dos filmes de TiO2/SiO2 foi correlacionada com suas maiores durezas. Todos os filmes de TiO2/SiO2 apresentaram uma super-hidrofilicidade persistente o que os torna promissores na aplicação como superfícies autolimpantes. No teste de sujidade, os filmes de TiO2 apresentaram um ótimo desempenho com perdas de transmitância menores que 8% em todo o intervalo de teste, enquanto os filmes de TiO2/SiO2 apresentaram um melhor desempenho no período chuvoso. As partículas de TiO2/SiO2 apresentaram uma estrutura micromesoporosa, demonstrada pela distribuição de tamanho de poros obtida por DFT. A diminuição da intensidade e o alargamento dos picos dos difratogramas das partículas xTiO2/(100-x)SiO2 com o aumento da %SiO2 demonstrou uma maior dispersão de partículas menores de TiO2 anatásio na matriz de sílica. As imagens de microscopia eletrônica de transmissão confirmaram que as partículas de TiO2 anatásio estão homogeneamente distribuídas dentro da matriz amorfa e porosa de SiO2. As propriedades texturais das partículas de xTiO2/(100-x)SiO2 foram avaliadas pela comparação das teorias de BET, DR, Langmuir e DFT. As partículas de TiO2/SiO2 apresentaram uma capacidade de adsorção e atividade fotocatalítica superiores ao TiO2 contra os contaminantes azul de metileno e quinolina. The objective of this work was to obtain xTiO2/(100-x)SiO2 thin films and particles (with x = 0, 20, 40, 60, 80 and 100%) by the sol-gel process for applications in energy and environment areas. The method of precursor solutions mixing, in the sol-gel process, allowed a systematic variation of the composition (TiO2/SiO2 ratio) and the evaluation of this change in the optical, structural, textural and surface properties of the obtained materials. In addition, the repetition of the drying and deposition steps allowed a good control of the films thickness in the dipcoating process. Transmittance of the films were discussed by means of the interference fringes and refractive index modulation as a TiO2/SiO2 ratio function. The values of refractive index (n), extinction coefficient (k), and band gap (Eg) obtained from ellipsometric analyses were related to the changes in UV–Vis spectra. The construction of the xTiO2/(100 − x)SiO2 structural models for a precise ellipsometric analyses were based on a comprehension of theoretical models. The glass substrate and SiO2 film were modeled by Cauchy; TiO2 film by Tauc–Lorentz and TiO2/SiO2 by Bruggeman theories. A graded refractive index function was necessary to fit the thicker films with low mean square error (MSE). Moreover, the refractive index values permitted the calculation of total porosity of the films, using Lorentz–Lorentz equation. Atomic force microcopy images showed clearly the effect of SiO2 addition on TiO2, reducing the particle size and root mean square roughness (from 1.4 to 0.3 nm). The lowest roughness of TiO2/SiO2 films was correlated with their enhanced hardness. All TiO2/SiO2 films showed a persistent superhydrophilicity that makes them promise in application as selfcleaning surfaces. In the soiling test, TiO2 films showed an optimal performance with transmittance losses lower than 8% over the entire test interval, while TiO2/SiO2 films presented better performance in the rainy season. TiO2/SiO2 particles presented a micromesoporous structure, demonstrated by the DFT pore size distribution. The decrease in intensity and the broadening of the peaks in the xTiO2/(100-x)SiO2 diffractograms with the increasing of %SiO2 demonstrated a better dispersion of smaller TiO2 anatase particles in the silica matrix. Transmission electron microscopy images confirmed that TiO2 anatase particles are homogeneously distributed within the amorphous and porous SiO2 matrix. The textural properties of the xTiO2/(100-x)SiO2 particles were evaluated by comparing the BET, DR, Langmuir and DFT theories. The TiO2/SiO2 particles showed a superior adsorption capacity and photocatalytic activity comparing to TiO2 against methylene blue and quinoline contaminants.

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 A reciclagem de materiais cerâmicos presentes nos resíduos de construção civil e de construção e demolição é uma prática mundial com vistas à produção de compostos cimentícios de menor impacto ambiental. Estes resíduos em sua grande maioria são britados e usados como agregados para confecção de concretos, na maioria das vezes, sem fins estruturais. Estudos da literatura indicam ser possível a recuperação e reuso dos agregados graúdos presentes nos resíduos. No entanto, praticamente inexistem dados sobre a recuperação do cimento e do agregado miúdo quartzoso (areia). Com o objetivo de contribuir para a recuperação desses materiais, este trabalho estuda a decomposição dos produtos de hidratação do cimento, de forma a recuperá-lo por tratamento térmico e mecânico. Também se avalia a funcionalização do agregado miúdo por meio de ativação mecânica. Para isto, resíduos gerados em laboratório, a partir de pastas de cimento Portland, foram submetidos a tratamento termomecânico, visando recuperar o cimento. Paralelamente, foi realizada a ativação mecânica de areia silicosa natural de modo a favorecer sua reatividade com o hidróxido de cálcio. Os resultados confirmam ser possível remover a água responsável pela hidratação dos compostos do cimento Portland empregado em temperaturas próximas de 550°C e indicam que a sua utilização associada a pó de areia (37m²/g) gera um aglomerante com características semelhantes às do cimento in natura, constituindo assim, um material cimentício suplementar/aglomerante alternativo. Uma análise do consumo equivalente de energia permite estimar que a energia elétrica necessária para a decomposição da pasta por tratamento termomecânico e o consumo de carbono equivalente são significativamente menores do que os associados à produção do cimento Portland. The recycling of ceramic materials present in construction waste and construction and demolition waste is a worldwide practice for the the production of cement compounds with lower environmental impact. Commonly, such wastes are crushed and used as aggregates for the manufacture of concrete, most often without structural purposes. Studies of the literature indicate that it is possible to recover and reuse the large aggregates present in the residues. However, there is practically no data on the recovery of cement and quartzous aggregate (sand). With the objective of contributing to the recovery of these materials, this work studies the decomposition of the cement hydration products, in order to recover it by thermal and mechanical treatment. The functionalization of the small aggregate is also evaluated through mechanical activation. For this, residues generated in the laboratory, from Portland cement pastes, were submitted to thermomechanical treatment, aiming to recover the cement by dehydration. In parallel, mechanical activation of natural silica sand was carried out in order to favor its reactivity with calcium hydroxide. The results confirm that it is possible to remove the water responsible for the hydration of the compounds of the Portland cement employed at temperatures around 550 °C and indicate that their use associated with sand dust (37m²/g)generates a binder with characteristics similar to those of in natura cement, an alternative cementitious supplement/binder material. An analysis of the equivalent energy consumption allows to estimate that the electrical energy required for the decomposition of the paste by thermomechanical treatment and the consumption of carbon equivalent are significantly lower than those associated with the production of Portland cement.

No presente trabalho foram obtidos nanofibras poliméricas magnéticas contendo nanohidroxiapatita magnética (n HAm) para liberação do agente antineoplásico mitomicina C (MCC), utilizando o PLGA e o PLGA modificado com sulfametoxazol (PLGA-S) como matriz polimérica. Esse trabalho foi dividido em três etapas: síntese das n-HAm, funcionalização do PLGA com sulfametoxazol (SMZ) e preparação das nanofibras pelo método de eletrofiação. Foram feitas caracterizações físico-químicas e testes de citotoxicidade para todos os materiais em células normais de osteoblastos e fibroblastos e células tumorais de osteosarcoma e carcinoma mamário. As n-HAm foram sintetizadas pelo método de co-precipitação e os resultados físico-químicos e morfológicos mostraram que as n-HAm têm forma de haste, com tamanho médio de 94x14 nm, alta magnetização de saturação, comportamento superparamagnético e composta por mistura de magnetita, maghemite, óxido-hidróxido de ferro e fosfato de ferro. A funcionalização do PLGA com sulfametoxazol (SMZ) foi efetivamente realizada e caracterizada por FTIR e RMN, obtendo 3 % de funcionalização. As nanofibras foram preparadas com 30 % de n-HAm incorporadas dentro da matriz polimérica, sendo capazes de promover aquecimento rápido através de aplicação de campo magnético alternando e liberar a MCC por até 30 dias. Os ensaios de citotoxicidade mostraram que as nanofibras de PLGA/MMC e PLGA/HAm/MCC diminuíram proeminentemente a viabilidade de células tumorais. As nanofibras com PLGA modificado com SMZ, PLGA-S/MCC e PLGA-S/HAm, também mostraram notável citotoxicidade frente a células tumorais. Além disso, o teste preliminar em camundongos com implante da nanofibra de PLGA/HAm/MCC mostrou significativa supressão do tumor em relação ao grupo sem tratamento por hipertermia, indicando que o tratamento hipertérmico pode potencializar o efeito citotóxico desse material. In the present work, magnetic nanofibers containing nanohydroxyapatite (nHAm) were obtained for the release of antineoplastic agent mitomycin C (MCC) using PLGA and PLGA modified with sulfamethoxazole (PLGA-S) as polymer matrix. This work deals the synthesis of n-HAm and the functionalization of PLGA with sulfamethoxazole (SMZ) and the preparation of nanofibers by the electrospun technique. Physical-chemical characterization and cytotoxicity tests were made for all materials in normal cells (osteoblast and fibroblast) and tumorcells (osteosarcoma and mammary carcinoma). The n-HAm were synthesized by co-precipitation method. The physicalchemical and morphological results showed that n-HAm exhibited a rod shape,size of 94x14 nm, high magnetization of saturation, superparamagneticbehavior and composed by a mixture of magnetite, maghemite, iron oxidehydroxide and iron phosphate. The functionalization of PLGA with SMZ was effectively performed and characterized by FTIR and NMR, obtaining 3 % of functionalization. The nanofibers were prepared with 30 % of n-HAm incorporated within the polymeric matrix, promoting a fast heating through the application of an alternating magnetic field and releasing the MCC up to 30 days. Cytotoxicity assays showed that PLGA/MMC and PLGA/HAm/MCC nanofibers display high cytotoxicity on tumor cells. The PLGA modified with SMZ nanofibers, PLGA-S/MCC and PLGA-S/Ham, also showed remarkable cytotoxicity against tumor cells. In addition, preliminary tests in mice with subcutaneous implant of PLGA/HAm/MCC nanofibers showed significant tumor suppression in comparison to the untreated group by hyperthermia, suggestingthat hyperthermic treatment may increase the cytotoxic effect of this material.

O dióxido de titânio (TiO2), um material multifuncional amplamente estudado, pode ter suas propriedades moduladas por meio da combinação com outros elementos permitindo o desenvolvimento de materiais de maior desempenho conjuntamente a uma ampliação do espectro de suas aplicações tecnológicas. Nesse contexto e no atual cenário brasileiro, onde cerca de 90% de todas reservas de nióbio do mundo estão localizadas no Brasil, foi realizada a introdução do nióbio na estrutura dos filmes finos de dióxido de titânio utilizando um produto nacional e de baixo custo. Diversas formulações inéditas foram desenvolvidas, partindo do isopropóxido de titânio (IV) como precursor de dióxido de titânio e o complexo de nióbio (oxobisoxalatobisaquoniobato(V) hidratado) como fonte do metal. Os filmes finos foram depositados em substratos de vidro utilizando o processo sol-gel e metodologia dip-coating. Foi realizado um estudo sistemático onde se o variou a temperatura de calcinação de 200 a 500 °C, o número de camadas de uma a cinco, e a concentração de nióbio de 0 a 5% em razão atômica. Os filmes finos em estudo foram caracterizados quanto às suas propriedades ópticas, eletrônicas, morfológicas e texturais. As propriedades ópticas e eletrônicas foram estudadas utilizando-se técnicas como espectroscopia ultravioleta-visível e elipsometria para determinar a função dielétrica, o band-gap óptico, espessura, rugosidade e transmitância dos filmes finos. Os filmes dopados com nióbio se mostraram mais densos e mais absorvedores de luz. As técnicas de difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (HRTEM) e microscopia de força atômica (AFM) foram utilizadas para avaliar as modificações que a inserção de nióbio promoveu na matriz de dióxido de titânio. Um aumento nos parâmetros de rede e distância interplanar, diminuição do tamanho de partícula e cristalito, bem como uma mudança na morfologia superficial e rugosidade dos filmes finos foi observada para os filmes dopados. Os filmes finos de TiO2 e Nb:TiO2 foram testados quanto às suas propriedades hidrofílicas, hidrofóbicas e seu potencial para a fotodegradação de azul de metileno. Em ambos os testes, o filme fino dopado com nióbio se mostrou superior, tendo maior ângulo de contato com a água (superhidrofílico no caso do filme fino tratado a 500 °C) e uma constante de velocidade de reação quase duas vezes maior ao filme fino não dopado. Titanium dioxide (TiO2) is a multifunctional material widely studied, its properties can be modulated through the combination with other elements, allowing the development of materials with higher performance and increasing the technological application of material. In this context and the actual Brazilian scenario, where around 90% of the world niobium reserves are located in the country, it was made the insertion of niobium inside the structure of the titanium dioxide thin films, using a national and with low cost product. Several new formulations were developed, using titanium(IV) isopropoxide as titanium dioxide precursor and a niobium complexe (oxobisoxalatobisaquoniobate(V) hydrated) as source of the metal. Thin films were deposited in a glass substrate using the sol-gel process and dip-coating methodology. A systematic study was carried varying the calcination temperature between 200 and 500 °C, the number of layers (one to five), and the concentration of niobium of 0 to 5% in atomic ratio. The studied thin filmes were characterized by their optical, electronic, morphological and textural properties Optical and electronic properties were studied using ultraviolet-visible and ellipsometry spectroscopy, in order to determine the dielectric function, optical band-gap, thickness, roughness and transmittance of the thin films. The niobium doped thin films showed to be denser and more light absorbers. The X-ray diffraction (XRD), high resolution transmission electron microscopy (HRTEM) and atomic force microscopy (AFM) were used in order to evaluate the modifications that the niobium insertion promote to the titanium dioxide matrix. An increase in the lattice parameters and the interplanar distance, shrinking of the particle and crystallite size, changes in the superficial morphology and roughness were observed for the doped thin films. The TiO2 and Nb:TiO2 thin films were tested by their hydrophilic, hydrophobic and photodegradation properties. In both tests, the doped thin film showed to be superior against the undoped thin film. Increasing the contact angle with water (superhydrophilic in the case of the thin film calcinated at 500 °C) and a first order rate constant almost two times bigger than the undoped thin film.

O desenvolvimento de nanomateriais e suas aplicações científicas e comerciais têm aumentado significativamente e, para tanto, a precisão e a confiabilidade da medição de suas propriedades tornam-se essenciais. Apesar da existência de estudos devotados a aumentar a acurácia das medições na escala nano e no desenvolvimento de equipamentos, lacunas são frequentemente identificadas, tais como a falta de reprodutibilidade de resultados obtidos por diferentes laboratórios, de padrões, de rastreabilidade, de metodologias padronizadas, entre outras. O presente trabalho avaliou os vários parâmetros que podem influenciar as medidas de tamanho de nanopartículas não condutivas (NPs) por meio da análise de amostras de poliestireno com tamanho certificado de (102 ± 3)nm utilizando as técnicas de microscopia eletrônica de transmissão (MET), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (MFA) e espalhamento dinâmico de luz (DLS). Demonstrou-se que, através de manipulação adequada dos parâmetros e considerando as limitações inerentes aos métodos, todas as técnicas permitem a determinação de tamanhos compatíveis com o valor certificado, utilizando-se o teste t de Student, em um nível de confiança de 95%. A técnica MET apresentou os melhores resultados em termos de repetibilidade e de tendência para o valor certificado. A preparação de amostra mostrou-se como a maior fonte de erro desta técnica. Medições por MEV não apresentaram repetibilidade ao longo do tempo, de acordo com o teste de Dunnett, em um nível de confiança de 95%, além de apresentarem o maior erro, dentre as técnicas estudadas, em relação ao valor certificado. Resultados de MFA apresentaram o maior desvio padrão, apesar da sua elevada precisão associada com o eixo Z. Verificou-se que tanto o software para tratamento de dados quanto o tipo de procedimento de tratamento de imagens influenciam a medição do tamanho das partículas. Os resultados obtidos com a técnica de DLS mostraram-se sensíveis a diversos parâmetros operacionais (tais como a diluição e o uso de dispersantes) e apresentaram um grande desvio padrão. Além disso, a comparação dos resultados de tamanhos obtidos por DLS com aqueles obtidos por técnicas de microscopia deve ser realizada com cuidado, uma vez que a técnica mede o diâmetro hidrodinâmico e fornece distribuição em intensidade (não em número). Adicionalmente, os erros associados aos diferentes métodos de preparação das amostras sobre substratos de silício e mica para as medidas de tamanho por MFA foram investigados. Mostrou-se que a diluição da suspensão de nanopartículas foi o suficiente para obter uma boa dispersão sobre o substrato de mica. Para substrato de silício a preparação da amostra foi significativamente melhorada pelo tratamento do substrato com glow discharge.Em resumo, a identificação dos desvios no tamanho das nanopartículas, obtido a partir das diferentes técnicas, e dos parâmetros que podem contribuir para estes desvios constituíram um estudo metrológico que possibilitou uma maior compreensão dos erros associados à medição de nanopartículas, contribuindo assim para o aumento da precisão destas medições. Nanomaterial manipulation has increased scientifically and commercially, and for both, the reliability of measurement is essential. Measurements at the nanoscale must be comparable and reliable whenever the measurement is made.In this work we discuss several parameters that may influence the non conductive nanoparticles (NP) size measurements by analysing polystyrene samples with certified sizes (102 ± 3)nm using transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM) and dynamic light scattering (DLS) techniques. It was shown that by an adequate manipulation of their parameters and regarding their inherent limitation (e.g. hydrodynamic diameter for DLS) all techniques allow finding values compatible with the certified ones, according to one sample Students t-test at a 95% confidence level. The TEM technique presented the best results in terms of repeatability and bias to the certified value. The sample preparation is the major source of error of this technique. Measurements by SEM did not present repeatability over time and showed the highest bias to the certified value, according to Dunnets test at a 95% confidence level. AFM results presented the highest standard deviation, despite its high precision associated with the Z-axis. It was found that both the software for data treatment and the type of flattening procedure were shown to influence the particle size measurement. The results obtained from the DLS technique proved to be sensitive to several operating parameters (such as dilution and the use of dispersant) and showed a large standard deviation. Furthermore, comparison of results of NPs sizes obtained by DLS with those obtained by microscopy techniques should be performed carefully, since the technique measures hydrodynamic diameter and provides intensity distribution (not by number). In addition, the errors associated with different methods of sample preparation on silicon and mica substrates for measurement in AFM were investigated. It was shown that the dilution of the polymeric nanoparticle suspension was enough to achieve good dispersion on the mica substrate. For silicon substrate the sample preparation was significantly improved by treating the substrate with glow discharge.In summary, the identification of the deviations in nanoparticles size, obtained from each technique, and the parameters that contribute to these deviations constitute a metrological study that allows a better understanding of the size measurement errors and contribute to increasing their accuracy.

No presente trabalho foram preparadas diferentes suspensões pela dispersão de nanotubos de carbono funcionalizados (MWCNT-COOH) e/ou nanocristais de celulose (NCC) em soluções ácidas de quitosana de baixa massa molar (Mv=3,3x104 g/mol e GA= 25%) e de alta massa molar (Mv= 3,7x105 g/mol e GA= 31%) e glicerol (10% (m/m)) com o emprego de ultrassom de ponta. As dispersões foram caracterizadas de forma a verificar qual a concentração de cada nanocarga seria possível dispersar nessas quitosanas sem a utilização de etapas posteriores de centrifugação. Foi verificado que concentrações de nanotubos da ordem de 2% (m/m) e de 0,5% (m/m) são efetivamente dispersas nessas matrizes (de baixa e alta massas molares, respectivamente) e que as mesmas permanecem estáveis mesmo após 3 meses ou mais de repouso, evidenciando a estabilização das cargas pela quitosana e a obtenção de dispersões termodinâmicas. A partir dessas suspensões, foram preparados nanocompósitos poliméricos binários (QUI/ MWCNT-COOH ou NCC) e ternários (QUI/MWCNT-COOH/NCC) por evaporação do solvente e transvasamento (casting). A adição de MWCNT-COOHs e NCCs influencia a estabilidade térmica das matrizes de quitosana (avaliada por termogravimetria), indicando possível interação entre as cargas e a matriz. Dados de espectroscopia vibracional na região do infravermelho dos filmes dos compósitos evidenciaram a interação carga/matriz o que foi corroborado pelas imagens de microscopias eletrônicas de varredura e transmissão. Essas imagens mostraram uma boa adesão das cargas à matriz polimérica como resultado da interação MWCNT-COOH/QUI e NCC/QUI e QUI/MWCNT-COOH/NCC. Além disso, outro indício dessa interação é que nas imagens (obtidas na superfície de fratura) não foram observadas regiões que indicassem que o nanotubo foi puxado para fora da matriz no momento da fratura, além de nanotubos curvados e entrelaçados na matriz polimérica, ligando "pontos" da superfície fraturada. Essa morfologia é essencial para a transferência de tensão entre nanotubo e matriz quando o material é sujeito a uma solicitação mecânica. De fato, os ensaios mecânicos mostraram que tanto os nanotubos (em menor escala) e os NCC são excelentes agentes de reforço para a quitosana. Foram verificados aumentos nas propriedades como módulo de elasticidade, resistência a tração, alongamento na ruptura e tenacidade. Além disso, nos compósitos ternários, a sinergia entre matriz, nanotubos e nanocristal permitiu o preparo de nanocompósitos com propriedades superiores às verificadas nos compósitos binários empregando baixas concentrações das nanocargas, especialmente na matriz de quitosana de alta massa molar. In this study different suspensions were prepared by dispersing functionalized carbon nanotubes (MWCNT) and/or cellulose nanocrystals (NCC) in acidic solutions of low ( = 3,3x104 g/mol and = 25%) and high molar mass ( = 3,7x105 g/mol and = 31%) chitosans andglycerol (10% by weight) with the use of a tip ultrasound. The dispersions were characterized in order to find what concentration of each nanofiller would be possible to disperse with those chitosans without the use of further centrifugation steps. It was found that concentrations of NCC ofabout 10wt% and 1w% and nanotubes in the order of 2wt% and 0.5wt% were effectively dispersed in such matrices (high and low molecular weights, respectively) and the suspensions remain stableeven after 3 months or more (at rest), indicating the filler stabilization by the chitosan with the preparation of thermodynamic dispersions. From these suspensions, binary (CHI /MWCNT or NCC) and ternary (CHI/MWCNT/NCC) polymer nanocomposites were prepared by casting technique. The addition of MWCNTs and NCCs affects the thermal stability of the chitosan (as measured by thermogravimetry), indicating possible interaction between the filler and matrix. Infrared spectroscopy data of the composite films showed the interaction filler/chitosan, which was corroborated by the scanning and transmission electronic microscopies images. These images showed good adhesion of the fillers to the polymer matrix as a result of MWCNT/CHI, NCC/CHI and CHI/MWCNT/NCC interactions. Furthermore, another evidence of this interaction (obtained in the fracture images) is the fact that no nanotube was pulled out from the matrix with the fracture, as well the observation of curved nanotubes connecting "points"of the fractured surface. This morphology is essential to the transfer of tension between the fillers and matrix when the material is subjected to mechanical stress. In fact, the mechanical tests showed that both the nanotubes (in a smaller scale) and NCC are excellent reinforcement for chitosan. Increases were observed in properties such as modulus, tensile strength, elongation at break and toughness. Moreover, in the ternary composite, the synergy between the matrix, nanocrystals and nanotubes allowed the preparation of nanocomposites with superior properties to those found in the binary systems using low concentrations of the nanofiller, especially in the high molecular weight chitosan matrix.

Neste trabalho foi investigada a influência do grupo tetraetilenopentamina (TEPA), covalentemente ligado às paredes do óxido de grafeno (GO), nas propriedades térmicas e mecânicas de nanocompósitos baseados em diglicidil éter de bisfenol A (DGEBA). As nanofolhas de GO-TEPA foram sintetizadas de forma rápida, em reação assistida por radiação de microondas. A mistura das nanocargas na resina epóxi foi realizada em moinho de rolos objetivando alcançar dispersões homogêneas. A morfologia e as propriedades das nanofolhas de GO e GO-TEPA foram caracterizadas por microscopia eletrônica de transmissão (MET) e varredura (MEV), microscopia de força atômica (AFM), espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), difração de raios X (DRX), termogravimetria (TG/DTG) e espectroscopia Raman. Compósitos contendo 0,1%, 0,3% e 0,5% em massa de GO e GO-TEPA foram preparados e melhorias consideráveis no comportamento térmico e mecânico desses materiais foram observadas. Os compósitos produzidos foram caracterizados por MEV, calorimetria exploratória diferencial (DSC), nanoindentação, análise térmica dinâmico-mecânica (DMA) e pelo método de flash laser. Medidas de nanoindentação demonstraram aumentos significativos de até 73% no módulo de Young e 140% na dureza para o compósito contendo 0,5% em massa de GO-TEPA. As medidas de condutividade térmica (CT) mostraram ganhos de até 103% para os compósitos em relação ao polímero puro. O desempenho térmico e mecânico dos compósitos produzidos foi confirmado por medidas de DMA e por DSC que revelaram aumentos de até 20ºC em suas temperaturas de transição vítrea (Tg). O bom desempenho termomecânico desses compósitos dependeu fortememente do grau de esfoliação e dispersabilidade das nanocargas na matriz polimérica, os quais estão associados à extensão da modificação química das nanofolhas do grafeno. In this study, the influence of the tetraethylenepentamine (TEPA), covalently bound to the walls of graphene oxide (GO), on the thermal and mechanical properties of nanocomposites based on diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA)/graphene was investigated. The GO-TEPA nanosheets were synthesized in a fast reaction assisted by microwave radiation. The mixture of nanofiller with epoxy resin was carried out by roller mill in order to reach homogeneous dispersions. The morphology and properties of nanosheets of GO and GO-TEPA were characterized by transmission electron microscopy (TEM) and scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray diffraction (XRD), thermogravimetry (TG/DTG) and Raman spectroscopy. Composites containing 0.1, 0.3 and 0.5 wt% of GO and GO-TEPA were prepared and improvements in the thermal and mechanical behavior of theses materials were observed. The composites were characterized by SEM, differential scanning calorimetry (DSC), nanoindentation, dynamic mechanical thermal analysis (DMA) and by the flash laser method. Nanoindentation measurements showed significant increases of up to 73% on Young's modulus and 140% on hardness for the composite containing 0.5 wt% GO-TEPA. The thermal conductivity measurements showed gains of up to 103% for composites compared to pure polymer. The thermal and mechanical performance of composites was corroborated by DMA and DSC measurements that showed increases of up to 20°C in the glass transition temperature (Tg). The good thermomechanical behavior of the composites strongly dependes on the degree of exfoliation and dispersability of nanofillers in the polymer matrix, which are associated with the extent of chemical modification of graphene nanosheets.

As pilhas a combustível de óxido sólido são dispositivos capazes de converter energia química em energia elétrica de forma altamente eficiente e com baixa geração de resíduos. Portanto, possivelmente elas serão um dos principais dispositivos energéticos do futuro. Entretanto, para a utilização difundida das mesmas, muitos estudos ainda são necessários no sentido de se obter bons desempenhos mesmo a temperaturas intermediárias (600 a 800 °C), as quais favoreceriam a redução de preço e o aumento da vida útil desses dispositivos. Para isso, torna-se necessário o desenvolvimento dos constituintes dessa pilha, tanto no que diz respeito à composição quanto à morfologia desses materiais. Neste trabalho, procurou-se desenvolver o catodo funcional e o catodo coletor (constituídos pela cobaltita férrica de lantânio dopada com estrôncio) bem como um dos eletrólitos da PaCOS (constituído pela céria dopada com gadolíneo). O objetivo principal foi desenvolver a microestrutura desses componentes, uma vez que o eletrólito deve ser denso enquanto o catodo coletor deve ser poroso e o catodo funcional deve apresentar porosidade intermediária em relação às camadas adjacentes. Para atingir essa microestrutura, diversas variáveis da produção de materiais cerâmicos foram avaliadas, como: granulometria dos pós, utilização de dopantes para o favorecimento da densificação da céria dopada com gadolíneo, viscosidade das suspensões cerâmicas, utilização de formadores de poros, técnica de deposição dos filmes (serigrafia ou aerografia), parâmetros da deposição dos filmes (como velocidade, pressão, número de camadas, malha da tela de serigrafia), tipo de tratamento térmico utilizado, etc. Além do aspecto morfológico, o comportamento eletroquímico também foi avaliado, visto que se desejava obter materiais que fossem bons condutores elétricos. A influência da composição do pó, da dopagem, da utilização de aditivos e da temperatura de sinterização sobre a condutividade desses materiais foi avaliada. Os resultados mostraram ser possível obter um eletrólito denso de céria dopada com gadolíneo por aerografia quando se utiliza dopagem com zinco e uma temperatura de sinterização de 1500 °C. Quanto ao catodo coletor, o formador de poros de grafite possibilitou a obtenção de uma estrutura porosa e com boa condutividade, sendo apropriada a utilização da composição La0,6Sr0,4Co0,8Fe0,2O3-[delta], Já o catodo funcional mostrouse eficiente quando preparado na forma do compósito de La0,54Sr0,44Co0,2Fe0,8O3/ Gd0,2Ce0,8O2-[delta], sendo sinterizado em temperatura superior a do catodo coletor. The solid oxide fuel cells are devices capable of converting chemical energy into electrical energy in a highly efficient manner and with low waste generation. Therefore they are likely to be one of the major energy devices in the future. However, for widespread use ofthe same, many studies are still needed in order to obtain good performances even at intermediate temperatures (600-800 °C), which would favor the price reduction and the extended life of these devices. For this reason, it becomes necessary to develop the constituents of this cell, regarding composition and morphology of these materials. In thisstudy, it is developed the functional cathode and the cathode collector (constituted by lanthanum strontium cobalt iron oxide) as well as one of the SOFC electrolytes (consisting of gadolinium doped ceria). The main objective was to develop the microstructure of these components; since the electrolyte should be dense while cathode collector should be porousand functional cathode must have intermediate porosity relative to adjacent layers. To achieve this microstructure, several variables in the production of ceramic materials were evaluated, such as particle size of powders, use of doping for favoring gadolinium doped ceria densification, viscosity of ceramic suspensions, use of pore-forming, the film deposition technique (screen printing or spray coating), parameters of the films deposition (such as speed, pressure, number of layers, mesh screen), type of heat treatment used, etc. Besides the morphological aspect, the electrochemical behavior was also evaluated, since it wishedto obtain materials that were good electrical conductors. The influence of the powder composition, doping, use of additives and sintering temperature on the conductivity of these materials was evaluated. The results show it is possible to obtain a dense gadolinium dopedceria electrolyte by spray when using doping with zinc and a sintering temperature of 1500 °C. Regarding the cathode collector, the graphite pore former made possible to obtain a porous structure and good conductivity with the use of composition La0,6Sr0,4Co0,8Fe0,2O3-,On the other hand, functional cathode proved to be effective when prepared in form of the composite La0,54Sr0,44Co0,2Fe0,8O3/ Gd0,2Ce0,8O2-d., and sintered at temperatures higher thanthe cathode collector.

Compósitos anfifílicos magnéticos foram preparados, caracterizados eutilizados como catalisadores em reações bifásicas. Dois grupos distintos de compósitos foram estudados: (i) compósitos produzidos a partir de matrizes sintéticas, sílica e nanoalumina e (ii) compósitos produzidos a partir de lama vermelha (Lv), rejeito industrial rico em Fe. Os compósitos foram produzidos por reação CVD (deposição química de vapor) para deposição de carbono na superfície das matrizes.O caráter anfifílico dos compósitos é consequência da combinação entre a matriz hidrofílica e o recobrimento parcial hidrofóbico de carbono. O caráter magnético é oriundo da formação de fases de ferro reduzidas durante o CVD, i.e. Fe3O4, Fe0 e Fe3C. As matrizes sintéticas foram previamente impregnadas com catalisadores metálicos, Fe ou Fe/Mo, enquanto a Lv foi utilizada pura, por conter cerca de 30% deFe. Na síntese dos compósitos de matrizes inertes, foi utilizado metano como fonte de carbono e variou-se o teor dos catalisadores metálicos, Fe (1 10%) e Mo (0,1 1%). Para os compósitos de Lv foram preparadas duas séries de materiais utilizando-se metodologias diferentes: (i) reação CVD em leito fixo com etanol como fonte de C interrompida em diferentes temperaturas e (ii) reação CVD em leito fluidizado com etileno e/ou acetonitrila como fontes de C e N. Os compósitos foram caracterizados por diversas técnicas: espectrometria de absorção atômica, espectroscopia Mössbauer, difração de Raios X, análise térmica, análise elementar, espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica de transmissão,microanálise por espectroscopia de energia dispersiva e medidas de área superficial específica e porosidade. Observou-se que a fonte de carbono reduz as fases metálicas na superfíce da matriz, com a concomitante deposição de carbono, principalmente como nanotubos e nanofibras. Os compósitos sintetizados se mostraram eficientes na formação e quebra de emulsões e na catálise de reações deoxidação bifásicas. Os compósitos atuam na intensificação da interface e na decomposição do oxidante H2O2 em radicais hidroxilas, HO, pela ação de núcleos de Fe ou Mo via mecanismo Fenton. Os principais contaminantes testados foram tiofeno, dibenzotiofeno e quinolina, compostos característicos do petróleo contendo S ou N. Oscompósitos produzidos foram capazes de remover até 100% desses contaminantes nas condições estudadas. Compósitos produzidos com Lv e etileno e/ou acetonitrila apresentaram elevado teor de C, o que dificultou a ação do Fe na decomposição do H2O2. Portanto, esses compósitos foram aplicados também na adsorção decontaminantes orgânicos emergentes, etinilestradiol e bisfenol A, com eficiências promissores, atingindo capacidade de adsorção de 40 mg g-1. Amphiphilic magnetic composites were prepared, characterized and used as catalytsts for biphasic reactions. Two distinct groups of composites were studied: (i) composites produced from synthetic matrixes, silica and nanoalumina and (ii) composites produced from Red mud (Rm), an industrial iron-rich waste. The composites were synthesized via CVD reaction (chemical vapor deposition) for Cdeposition on the surface of the matrixes. The amphiphilic character of the composites is consequence of the combination of a hydrophilic matrix and a partial hydrophobic carbon coating. The amphiphilic character arises from the reduced iron phases formed during CVD, i.e. Fe3O4, Fe0 and Fe3C. The synthetic matrixes were previously impregnated with metallic catalysts, Fe or Fe/Mo, while Rm was used in its pure form,due to its original iron content around 30%. On the synthesis of the composites with inert matrixes, methane was used as C source and the content of metallic catalysts was ranged: Fe (1 - 10%) and Mo (0.1 1%). For the Rm composites, two series of composites were prepared using different methodologies: (i) CVD reaction in fixed bed with ethanol as carbon source quenched at different temperatures and (ii) CVDreaction in fluidized bed with ethylene and/or acetonitrile as C and N sources. The composites were characterizes by several techniques: atomic absorption spectrometry, Mössbauer spectroscopy, X-ray diffraction, thermal analysis, elemental analysis, Raman spectroscopy, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, EDS microanalysis and porosity and specific surface area measurements. It was observed that the carbon source reduces the metallic phases on the matrix surface with the concomitant C deposition mainly as carbon nanotubes and nanofibers. The composites synthesized have shown to be efficient in the formation and break of emulsions and in the catalysis of biphasic oxidation reactions. The composites act on the interface intensification and in the decomposition of H2O2 in hydroxyl radicals (HO) by the action of Fe or Mo nuclei in a Fenton-like mechanism. The oxidation of sulfur and nitrogen organic contaminants was studied via the Fenton mechanism. The main contaminants tested were tiophene, dibenzothiophene and quinoline, compouds characteristic of petroleum containg S or N. Results showed that composites reached100% contaminants removal in the conditions studied. The composites produced with Rm and ethylene and/or acetonitrile presented high C content, which hindered the action of iron in the decomposition of H2O2. These composites were then applied in the adsorption of organic emergent contaminants, ethinylestradiol and bisphenol A withpromising eficiencies, reaching an adsorption capacity of 40 mg g-1.

O concreto de cimento Portland é o material de construção mais utilizado no mundo, mas seu uso está associado a elevado custo ambiental. A extração de bilhões de toneladas de recursos naturais para sua fabricação impacta fortemente o meio ambiente. Além disso, a produção de cimento Portland requer alto consumo de energia, além de produzir grande quantidade de dióxido de carbono, que é liberado na atmosfera. O uso de resíduos, industriais, agrícolas ou da própria construção civil, como materiais alternativos em substituição, parcial ou total aos agregados ou aglomerantes do concreto, tem sido uma opção interessante para obtenção de concretos ecoeficientes. Normalmente os resíduos mais utilizados são escória de alto-forno, sílica ativa, cinzas volantes e resíduos de construção e demolição. Uma alternativa seria o resíduo de vidro. Diferentes estudos têm investigado o uso desses resíduos em compostos de cimento Portland, seja como agregado ou material cimentício suplementar. Nesses estudos, parece não haver consenso sobre a influência da cor e do tamanho das partículas de vidro no comportamento dos compostos produzidos, podendo ser a reação da sílica com os álcalis benéfica, se ocorre durante o endurecimento, ou deletéria, se ocorre no concreto endurecido. Além disso, existem informações recentes na literatura sobre a necessidade de se compreender melhor a cinética da reação pozolânica quanto à amorficidade e tamanho das partículas. Nesse contexto, este trabalho estuda a atividade pozolânica de micropartículas de vidro soda-cal, incolor e âmbar, e sua influência no desempenho de compostos de cimento Portland. Foi investigado o efeito da substituição parcial do cimento Portland por 10, 15 e 20% de partículas de vidro, de dimensões em torno de 9,5 mm, na atividade pozolânica, no comportamento mecânico e na durabilidade de compostos cimentícios (argamassa e concreto). Os resultados mostram que a substituição de parte do cimento por micropartículas de vidro soda-cal pode contribuir para a produção de argamassas e concretos de trabalhabilidade e desempenho mecânico similar e para a produção de concretos duráveis no que se refere à inibição da reação álcali-agregado. No entanto, o uso das partículas de vidro tornou o composto mais sucetível a carbonatação e diminuiu sua resistência ao desgaste por abrasão. Identificou-se a influência da cor do vidro, traduzida em termos de sua composição química, no calor de hidratação, no tempo de pega, na resistividade elétrica e na capacidade de absorção de calor. Portland cement concrete is the most widely used building construction material worldwide, but its use is associated with high environmental costs. The extraction of billions of tons of natural resources for its manufacture impacts strongly the environment. Furthermore, the production of Portland cement demands high energy consumption and releases large amounts of carbon dioxide into the atmosphere. The use of industrial, agricultural or construction waste as alternative materials to partially or totally replace concrete aggregates or binders for concrete has been being an interesting option to obtain eco-efficient concretes. The most used wastes are usually blast furnace slag, active silica, fly ash and construction and demolition wastes. Another alternative is the use of glass waste. Several studies have investigated the use of these wastes in Portland cement compounds, either as aggregates or as supplementary cementitious materials. From these studies, it seems that there is no consensus about the influence of color and size of glass particles on the behavior of the produced compounds. Therefore, the reaction of silica with alkali can be benefic if it occurs during hardening, or it can be deleterious if it occurs in the hardened concrete. In addition, the literature has recently reported the need to better understand the kinetics of pozzolanic reaction in regard to amorphicity and particle size. Accordingly, this paper addresses the pozzolanic activity of microparticles of soda-lime glass (colorless and amber), and its influence on the performance of Portland cement compounds. The effect of partial replacement of Portland cement by 10, 15 and 20% of glass particles of about 9.5mm was investigated on the pozzolanic activity, the mechanical strength and the durability of cementitious compounds (mortar and concrete). Results revealed that the partial replacing of cement with of soda-lime glass microspheres can contribute to the production of mortars and concretes of similar workability and mechanical performance, as well as to the production of a concrete that is durable in terms of inhibition of alkali-aggregate reaction. Nevertheless, the use of glass particles made the compound more susceptible to carbonation and abrasion. We have identified the influence of glass color, which was translated in terms of carbon content, hydration heat, curing time, electrical resistivity and heat absorption capacity.

A influência da modificação química por tratamento ácido seguido da funcionalização com trietilenotetramina (TETA) sobre a superfície de nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWNT) foi estudada qualitativa e quantitativamente. A análise termogravimétrica (TG) mostrou que, no caso do MWNT funcionalizado com amina, 16% de perda de massa podem ser atribuídos ao COTETA e grupos funcionais residuais oxigenados. A espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS) foi utilizada para avaliar as funções aminadas e oxigenadas ligadas covalentemente à superfície dos MWNT. A funcionalização não provocou significativas modificações nos dados obtidos a partir dos espectros Raman. Com o auxílio de um misturador de rolos, nanocompósitos com 0,1, 0,5 e 1,0% em massa de MWNT oxidados (MWNT-COOH) e MWNT aminados (MWNT-COTETA) com 0 e 5% de diluente foram preparados. A temperatura de transição vítrea (Tg) foi investigada e ensaios mecânicos de resistência à tração, resistência à compressão e impacto foram realizados para avaliar a influência das modificações químicas nas propriedades físico-químicas e mecânicas dos nanocompósitos preparados. Um aumento reprodutível de aproximadamente 20 oC foi obtido para o nanocompósito com 0,5% em massa de MWNT-COTETA e ganhos entre 17 e 358% na resistência ao impacto foram obtidos para nanocompósitos contendo baixa concentração de MWNT-COOH e MWNT-COTETA. Imagens de microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET) mostraram que o processo utilizado na dispersão reduz o tamanho dos agregados de tubos, que a rugosidade das superfícies de fratura e a densidade de tubos nos agregados aumentam com o aumento da % em massa de MWNT. The influence of chemical modification by acid treatment followed by thefunctionalization with triethylenetetramine (TETA) on the surface of multi-walled carbon nanotubes (MWNT) was studied qualitatively and quantitatively. Thermogravimetric analysis (TGA) showed that, in the case of amine-functionalized MWNT, 16% of mass loss could be attributed to the COTETA and residual oxygencontaining functional groups. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) was used to evaluate the aminated and oxygenated functions covalently linked to the MWNTsurface. The functionalization not caused significant changes in the data obtained from the Raman spectra. With the aid of a three roll mill, nanocomposites with 0.1, 0.5 and 1.0% in mass of oxidized MWNT (MWNT-COOH) and aminated MWNT (MWNTCOTETA) with 0 and 5% of reactive diluent were prepared. The glass transition temperature (Tg) was investigated and mechanical tests in the tensile strength, compression strength and impact strength were conducted to evaluate the influence of chemical modifications on the physicochemical and mechanical properties of the nanocomposites. A reproducible increase of approximately 20 ° C was obtained for the nanocomposite with 0.5 wt% MWNT-COTETA and gains between 17 and 358% in impact strength were obtained for nanocomposites containing low concentrations of MWNT, MWNT-COOH and MWNT-COTETA. The images of transmission electron microscopy (TEM), optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM) showed that the process used in the dispersion of the tubes reduces the size of aggregate, that the fracture surfaces roughness and the density of tubes in the aggregatesgrow with the increase in the wt% of MWNT.

Neste trabalho de pesquisa, novos nanobiocompósitos poliméricos foram preparados a partir de polilactídeos (PLAs) e nanocristais de celulose (NCCs), a fim de verificar a influência dessas nanopartículas nas propriedades de reforço, de barreira e na taxa de degradação das matrizes. Conhecidos por domínios cristalinos de celulose, os NCCs se destacam por sua biodegradabilidade e por suas excelentes propriedades mecânicas, óticas e térmicas. No entanto, para que possa incorporar tais propriedades à matrizes hidrofóbicas, esses materiais devem estar suficientemente dispersos, o que é possível por meio da modificação química de sua superfície ou através da formação de ligações covalentes entre a matriz polimérica e os NCCs. Para a preparação dos NCCs utilizou-se a hidrólise ácida da polpa de eucalipto com H2SO4. Como uma primeira alternativa de modificação dos NCCs foi utilizada a esterificação de Fischer com três diferentes ácidos orgânicos: etanoico, hexanoico e neopentanoico. Os NCCs modificados e não modificados foram, em seguida, caracterizados por meio de diferentes técnicas, que incluem: ângulo de contato, IV-TF, análise elementar, TEM e DRX. Os resultados revelaram que os NCCs obtidos apresentaram um comprimento médio de 145 ± 25 nm e uma razão de aspecto (comprimento/largura) de 24. Além disso, foi comprovada a modificação da superfície por meio do surgimento de bandas características de grupos ésteres no infravermelho e um aumento da quantidade de carbono nos nanocristais pela análise elementar. O preparo dos bionanocompósitos de PLAs com NCCs foi realizado por meio de quatro diferentes estratégias. Para as duas primeiras foi utilizado o PDLLA, um polímero amorfo, enquanto nas duas últimas o PLLA, um polímero semicristalino. Primeiramente, os NCCs não modificados foram dispersos em PDLLA. Caracterizados por técnicas espectroscópicas, térmicas e mecânicas, as análises revelaram uma boa adesão interfacial e um aumento das propriedades mecânicas da matriz. Em uma segunda estratégia foi utilizado o polietilenoglicol (PEG) como agente dispersante dos nanocristais a fim de melhorar a adesão dos NCCs à matriz polimérica. Os resultados obtidos por DSC revelaram que a adição do PEG leva a um decréscimo da estabilidade térmica da matriz, além de agir como plastificante, diminuindo consideravelmente a Tg do PDLLA. Verificou-se ainda que o efeito dos nanocristais é bastante limitado uma vez que a influência do PEG é muito mais pronunciada por estar em maior quantidade. Na terceira estratégia os NCCs modificados com o ácido neopentanoico foram incorporados ao PLLA. Foi verificado por MEV e DSC que os NCCs agem como agentes de nucleação da matriz levando à formação de novos domínios cristalinos. A boa interação entre os reforços e o PLLA ficou comprovada pela melhoria das propriedades térmicas e mecânicas levando, por exemplo, a um acréscimo da temperatura inicial de degradação e a um aumento de 100% na resistência à tração. A quarta e última estratégia de incorporação de NCCs à matriz de polilactídeo consistiu no método denominado grafting from. Nessa metodologia o monômero do lactídeo pôde ser polimerizado a partir da superfície dos NCCs, rico em grupos hidroxila. Utilizou-se um catalisador à base de magnésio, em substituição ao convencional de estanho utilizado para a síntese de polilactídeos. Análises espectroscópicas por infravermelho, RMN 1H e XPS revelaram a eficiência da polimerização na superfície dos nanocristais. Para os nanocompósitos preparados por essa via foi observada uma melhoria significativa no módulo de armazenamento dos compósitos, quando comparado com a matriz de PLLA pura e dos compósitos obtidos com os NCCs sem modificação química. A maior rigidez mecânica foi interpretada como sendo o resultado de vários fatores, tais como um maior grau de cristalinidade, uma melhor dispersão do material de enchimento na matriz e uma forte adesão interfacial das nanopartículas com o polímero. Finalmente, os compósitos obtidos foram submetidos a dois ensaios de degradação: no primeiro, denominado degradação hidrolítica, as amostras foram submetidas a um meio de tampão fosfato (pH = 7,4 e com temperatura de 37 ºC), simulando os fluidos corporais em vista de aplicações biomédicas. No segundo ensaio as amostras foram submetidas à degradação em solo compostado, como meio microbiano ativo. Em ambos os testes o objetivo foi avaliar a influência dos nanocristais na degradação das matrizes. Os resultados obtidos para os testes de degradação hidrolítica revelaram que os NCCs influenciam fortemente na cinética da degradação hidrolítica, diminuindo consideravelmente a velocidade de degradação. Já para os ensaios em solo compostado os resultados mostraram que os NCCs aceleram a degradação das matrizes, uma vez que eles são prioritariamente degradados por ação microbiana. In this study, nanobiocomposites were prepared from polylactide ( PLAs ) and cellulose nanocrystals ( NCCs ) to determine the effect of these nanoparticles on barrier and reinforcing properties and degradation rate of these polymeric matrices. The NCCs are known to be cellulose crystalline domains. The NCCs are noted for their biodegradabilityand their excellent mechanical, optical and thermal properties. However, that can incorporate these properties to hydrophobic matrices, such materials should be sufficiently dispersed, which is possible through the chemical modification of its surface or by formation of covalent bonds between the polymer matrix and the NCCs . For the preparation of NCCs was used the acid hydrolysis of eucalyptus pulp with H2SO4. As a first alternative modification of the NCCs was used Fischer esterification withthree different organic acids: ethanoic, hexanoic and neopentanoic acids. Then, the modified and unmodified NCCs were characterized using various techniques, which include: contact angle, IV-FT , elemental analysis , TEM and XRD . The results showed that the NCCs obtained showed an average length of 145 ± 25 nm and an aspect ratio(length / width ) of 24. The surface modification was confirmed by the appearance characteristic bands of infrared ester groups and an increase in the percentage of carbon in the nanocrystals modified by elemental analysis. The preparation of bionanocomposites of PLAs with NCCs was conducted using four different strategies. For the first two, was used PDLLA, an amorphous polymer while the last two PLLA, a semi crystalline polymer. First, the NCCs unmodified were dispersed in PDLLA. Characterized by spectroscopic , thermal and mechanical analysis showed a good interfacial adhesion and an increase of the mechanical properties of the matrix. In a second strategy was usedpolyethylene glycol (PEG) as a dispersant of the nanocrystals, in order to improve adhesion to the polymer matrix of the NCCs . The results obtained by DSC showed that the addition of PEG leads to a decrease in thermal stability of the matrix also acts as a plasticizer, significantly reducing the Tg of PDLLA. However, the effect of the nanocrystals is limited since the influence of PEG is much more pronounced for being ingreater quantities. In the third strategy NCCs modified with neopentanoic acid were incorporated into PLLA. It was verified by SEM and DSC that NCCs act as nucleating agents of the matrix leading to the formation of new crystalline domains. A good interaction between the fillers and PLLA was confirmed by improved thermal and mechanical properties causing, for example, to an increase of the initial temperature of degradation, and a 100% increase in tensile strength . The fourth and final strategy for incorporating the NCCs consisted of method called grafting from. In this methodology the lactide monomer could be polymerized from thesurface of the NCCs rich in hydroxyl groups. It was used a magnesium based as catalyst, to replace the conventional tin-based catalyst, used for the synthesis of polylactides. Infrared spectroscopic analysis, 1H NMR and XPS showed the efficiency of polymerization at the surface of the nanocrystals. For the nanocomposites prepared in this way was observed a significant improvement in the storage modulus of the composites, as compared with pure PLLA matrix and the composites obtained with the NCCs without chemical modification . Themechanical rigidity was interpreted as being the result of several factors, such as a higher degree of crystallinity, better dispersion of the filler in the matrix and strong interfacial adhesion between the nanoparticles with the polymer. Finally, the composites were subjected to two tests of degradation in the first, called hydrolytic degradation, the samples were subjected to a phosphate buffer solution medium, (pH = 7.4 and temperature of 37 °C), simulating the bodily fluids aiming at biomedicalapplications. In the second experiment the samples were subjected to degradation in composted soil as a means microbial active. In both tests, the objective was to evaluate the influence of the nanocrystals in the degradation of the matrix. For the of results hydrolytic degradation the tests revealed that the NCCs strongly influence the kinetics of thehydrolytic degradation, decreasing considerably the degradation rate. For the composted soil, the results showed that the NCCs to accelerate the degradation of the matrices since they are primarily degraded by microbial action.

Materiais semicondutores tem uma ampla variedade de aplicações tecnológicas devido as suas propriedades características. Desta forma, o estudo da influência do método de síntese sobre as propriedades desses materiais é de grande relevância para a ciência e tecnologia de materiais. Com este objetivo, o presente trabalho de pesquisa contribui para a otimização e controle das propriedades dos sulfetos e óxidos de estanho e os sulfetos de zinco e de bismuto. Os materiais foram obtidos através de decomposição térmica e hidrotérmica de precursores de fonte única e a correlação das condições dos processos com as propriedades dos materiais também foi estudada. Os precursores [Zn(S2CNEt2)2], [Bi(S2CNEt2)3], [Sn4But4S6] e [Sn4But4O6] foram sintetizados e caracterizados através de análises térmicas para estudo do comportamento térmico dos mesmos e determinação das melhores temperaturas de obtenção de cada material. Os experimentos de decomposição térmica foram realizados em forno tubular em diferentes temperaturas e atmosferas inerte e oxidante. A caracterização dos materiais obtidos foi realizada por microscopia eletrônica de varredura e análise microestrutural por difração de raios X de pó. Embora os sulfetos e óxidos desejados tenham sido obtidos, a decomposição produziu materiais com alto grau de dispersão de tamanho de partículas/cristais e o método não demostrou melhoria das propriedades dos produtos finais. Foi então escolhido o processo hidrotérmico que apresenta muitas variáveis de controle do processo de decomposição. As variáveis temperatura, tempo, surfactante, pH, molécula funcionalizante da superfície das partículas e solvente foram testadas e a influência de cada uma sobre as propriedades do material final foi avaliada através de várias técnicas de caracterização: microscopia eletrônica de varredura e de transmissão, análise microestrutural por difração de raios X, espectroscopia eletrônica e adsorção gasosa. Testes fotocatalíticos de degradação de corante orgânico também foram realizados. A morfologia e a microestrutura do material obtido apresentaram grande dependência das condições do processo de obtenção, forma, tamanho, distribuição de tamanho, grau de aglomeração dos cristais e defeitos da rede cristalina puderam ser controlados. As propriedades eletrônicas e a atividade fotocatalítica do material, importantes para a aplicação dos mesmos, também dependem das condições de decomposição do precursor e, portanto, podem ser otimizadas de acordo com o interesse para aplicação do material. Semicondutor materials have a wide range of technological applications due to their physical and chemical properties. Therefore, it is very relevant to understand the influence of the synthetic method used with the properties. In this research, a major contribution was made to the optimization and control of the properties of tin sulfides andoxides as well as zinc and bismuth sulfides. The materials were prepared through thermal and hydrothermal decomposition of single source precursors and the influence of the experimentalconditions on the final properties was also studied. Single source precursors such as [Zn(EDT)2] and [Bi(EDT)3], EDT = dyethildithiocarbamate, and [Sn4But4S6] e [Sn4But4O6],But = ter butyl radicals; were obtained and characterized by thermal analysis. Thermal decomposition of precursors were carried out in a tubular furnace at different temperatures and the solids obtained were identified and characterized by Scanning and Transmissionelectron microscopies and X ray diffraction measurements. The sulphides and oxides were obtained with broad particle/crystals size distribution and it was not possible trough the variation of experimental conditions, to control the particle/crystal sizes. In order to obtainbetter control of the morphology and microstructural particle properties, hydrothermal method was then used. However, this method presents a large number of variables such as temperature, reaction time, effect of surfactant, pH and solvent. Each one of these variableswas studied with the aim to understand their role on the final properties of the obtained products which were characterized by Scanning and Transmission electron microscopies, X ray diffraction, gas adsorption and photocatalytic tests. Particle/crystal size, shape, degree ofagglomeration and crystal lattice defects were very dependent on the experimental conditions of hydrothermal decomposition of precursors. Band gap energies as well as photocatylitic activities (methylene blue dye degradation) showed to be also very dependent on hydrothermal variables.

Neste trabalho foi realizado um estudo das propriedades físico-químicas de filmes finos de BaTiO3, CoFe2O4 e nanocompósitos intercalados de BaTiO3/CoFe2O4, obtidos pelo processo sol-gel utilizando a técnica dip-coating. O titanato de bário apresenta propriedade ferroelétrica, enquanto a ferrita de cobalto tem característica magnética, proporcionando condições para que ocorra um acoplamento magnetoelétrico nonanocompósito de BaTiO3/CoFe2O4. Para obtenção dos filmes finos de BaTiO3 foi utilizada uma solução alcoólica precursora contendo isopropóxido de titânio (IV) e acetato de bário, e na obtenção dos filmes finos de CoFe2O4 foi utilizada uma solução alcoólica precursora contendo acetilacetonato de ferro (III) e nitrato de cobalto (II) hexahidratado. Os filmes finos nanocompósitos intercalados de BaTiO3/CoFe2O4 foram produzidos utilizando as mesmas soluções alcoólicas descritas anteriormente.O tratamento térmico empregado gerou modificações estruturais, morfológicas e texturais nos filmes finos que se mostraram dependentes de fatores como o tipo desubstrato, a temperatura de aquecimento, o tempo de exposição à temperatura e o método de resfriamento. Estas modificações foram estudadas com o auxílio de técnicas demicroscopia de alta resolução que forneceram informações sobre a cristalinidade, tamanho e forma das nanopartículas de BaTiO3 e de CoFe2O4 que formam os filmes finos. A técnica de nanoindentação forneceu importantes informações mecânicas dosfilmes finos de BaTiO3 como o módulo de Young e a dureza, sendo que estes valoresvariaram com a temperatura de tratamento térmico. A técnica de elipsometria espectroscópica se mostrou útil na avaliação das propriedades óticas destes filmes, como índice de refração, coeficiente de extinção, rugosidade e espessura ótica. A caracterização morfológica, estrutural e textural dos filmes finos obtidos permitiram uma ampla avaliação das suas características, e conseqüentemente, uma indicação de qual deles possa vir a ser um bom filme fino multiferróico ferroelétrico-ferrimagnético. In this work, a study of the physical-chemistry properties of materials consisting of BaTiO3, CoFe2O4 and intercalated BaTiO3/CoFe2O4 thin films produced by sol-gel process, using dip-coating technique, was realized. The barium titanate shows ferroelectric propertywhile cobalt ferrite has magnetic characteristic, providing conditions for a magneto-electric coupling in the nanocomposite BaTiO3/CoFe2O4.BaTiO3 thin films were prepared from an alcoholic solution containing titanium isopropoxide (IV) and barium acetate, and CoFe2O4 thin films were prepared from an alcoholic solution containing iron (III)-acetyl-acetonate and cobalt (II) nitrate hexahydrate.The intercalated nanocomposite BaTiO3/CoFe2O4 thin films were prepared using the same alcoholic solutions described previously.The employed heat treatments have generated structural, morphological and textural changes in these films, whose structure are dependent on factors such as the type of substrate, heating temperature, time of temperature exposure and cooling method. These changes were studied using high-resolution microscopy techniques that providedinformation about the crystallinity, size and shape of the BaTiO3 and CoFe2O4 nanoparticles that form the thin films. Nanoindentation technique has provided important mechanical information of theBaTiO3 thin films as the Young's modulus and hardness, and these values varied with the temperature of thermal treatment. The Spectroscopic Ellipsometry technique was useful in the evaluation of optical properties of these films, such as refractive index, extinctioncoefficient, optical thickness and roughness. The morphological, structural and textural evaluation of the obtained thin films alloweda broad assessment of the characteristics of these films, and therefore, a statement of which of them can be a good multiferroic ferroelectric-ferrimagnetic thin film.

Neste trabalho foram sintetizados pós de LiAlO2 por dois métodos distintos: solgel e coprecipitação, variando-se a concentração de reagentes e processo de secagem. Na síntese sol-gel foi empregada uma razão molar Al/Li igual a 1:1 com secagem controlada do material (amostra SOLLi). Nas amostras sintetizadas por coprecipitação foram empregadas proporções molares de Al/Li iguais a 1:1, 1:4 e 1:7. Os materiais foram secados tanto por secagem controlada (amostras COPLi-1 e COPLi-2) quanto por liofilização (amostras COPLi-3 e COPLi-4). Após a secagem, todas as amostras foram calcinadas em diferentes temperaturas e posteriormente caracterizadas estruturalmente, texturalmente e morfologicamente. Na caracterização estrutural observou-se que as fases a-LiAlO2 e y-LiAlO2 foram obtidas nos dois processos de síntese, sendo a fase ß-LiAlO2 observada somente para COPLi-1 e COPLi-2. A fase NaNO3 foi verificada por difração de raios X em COPLi-2, COPLi-3 e COPLi-4 a 550 ºC, devido ao excesso de LiNO3 empregado nos respectivos processos de síntese. As fases LiAl2(OH)7.2H2O e Li2Al2O4.xH2O foram observadas somente para as amostras obtidas por coprecipitação. A fase LiAl5O8 não foi detectada por DRX em COPLi-3 e COPLi-4, no entanto análises de FTIR indicaram a presença da mesma em ambas as amostras. Resultados de análise térmica mostraram eventos associados à perda de moléculas de água, decomposição das fases LiAl2(OH)7.2H2O, NaNO3 e y-LiAlO2, além da cristalização da fase Li2Al2O4.xH2O para as amostras sintetizadas por coprecipitação. Na amostra SOLLi houve eventos associados à perda de moléculas de água, pirólise de resíduos orgânicos e formação da fase LiAl5O8. Valores de razão molar Al/Li foram próximos ao estequiométrico para a amostra SOLLi, calcinada a 550 e 750 ºC. No entanto, a 550 ºC somente picos da fase a-LiAlO2 foram observados por DRX e a 750 ºC uma mistura das fases a-LiAlO2 e y-LiAlO2 foi obtida. Valores próximos ao estequiométrico também foram obtidos na amostra COPLi-4 calcinada a 950 e 1150 ºC, onde a perda de Li é mais crítica. Em ambas as temperaturas a fase y-LiAlO2 foi detectada com elevada pureza indicando a viabilidade do método em obter tal fase. Na caracterização textural foram obtidos valores de área superficial específica comparáveis aos relatados na literatura, exceto para as amostras SOLLi e COPLi-2 calcinadas a 1150 ºC onde houve elevada compactação das partículas impossibilitando a realização de análise de adsorção gasosa. A caracterização morfológica das amostras revelou morfologias como: nanoflocos, microfolhas e bastões. Os nanoflocos foram considerados como as partículas primárias formadoras das microfolhas e bastões (consideradas partículas secundárias). Também foram observadas partículas secundárias denominadas aglomerados ou agregados de nanoflocos além de aglomerados de microfolhas. In this work LiAlO2 powders have been synthesized by two different methods: sol-gel and coprecipitation, changing the concentration of reactants and drying process. In the sol-gel process was employed a Al/Li molar ratio equal to 1:1 with controlled drying of the material (SOLLi sample). In the samples synthesized by coprecipitation were employed Al/Li molar ratios equal to 1:1, 1:4 and 1:7. The precipitate were dried (COPLi-1 and COPLi-2 samples) and freeze-dried (COPLi-3 and COPLi-4 samples). After drying all samples were calcined at different temperatures and characterized structurally, texturally and morphologically. On the structural characterization of the samples, it was noted that the -LiAlO2 and -LiAlO2 phases were obtained in the two synthesis processes. The -LiAlO2 phase was observed only for COPLi-1 and COPLi-2 samples. The NaNO3 phase was detected in COPLi-2, COPLi-3 and COPLi-4 samples at 550 ºC by X-ray diffraction due to the LiNO3 excess employed in the synthesis. The LiAl2(OH)7.2H2O and Li2Al2O4.xH2O phases were observed only to samples synthesized by coprecipitation and the LiAl5O8 phase was not detected by DRX in the COPLi-3 and COPLi-4 samples. However, FTIR analysis indicated the presence of this phase in both samples. Thermal analysis results indicated events associated with loss of water molecules, LiAl2(OH)7.2H2O, NaNO3 and -LiAlO2 decomposition in addition to Li2Al2O4.xH2O phase crystallization for samples synthesized by coprecipitation. For SOLLi sample, there was events associated to loss of water molecules, pyrolysis of organic waste and LiAl5O8 phase formation. Results of Al/Li molar ratio were close to the stoichiometric for SOLLi sample calcined at 550 and 750 ºC. However, at 550 ºC only peaks of -LiAlO2 phase were observed by DRX and at 750 ºC a mixture of -LiAlO2 and -LiAlO2 phases was obtained. Values closer to the stoichiometric were also observed in the COPLi-4 sample calcined at 950 and 1150 ºC where the Li loss is more critical. In both temperatures the -LiAlO2 phase was observed with high purity indicating the feasibility of the method to obtain such phase. In the textural characterization, it was obtained values of specific surface area comparable to those reported in the literature except for SOLLi and COPLi-2 samples calcined at 1150 ºC where there was high compression of the particles preventing gas adsorption analysis. The morphological characterization of the samples revealed morphologies such as: nanoflakes, microsheets and rods. The nanoflakes were considered as primary particles forming microsheets and rods (secondary particles). It was also observed secondary particles called agglomerate or aggregates of nanoflakes in addition to agglomerates of microsheets

Compósitos com propriedades magnéticas foram sintetizados com sucesso por meio da deposição de óxido de manganês, Mn3O4, sobre partículas de magnetita. O óxido de manganês é obtido por precipitação usando O2 como oxidante. As partículas de magnetita nos compósitos (~40m2.g-1) formam aglomerados com as partículas de Mn3O4. A separação sólido-líquido é possível, por meio da aplicação de um campo magnético. A aplicação do compósito magnético na adsorção oxidativa de As(III) foi avaliada. Os ajustes das isotermas de sorção retornam valores de b>1 para a constante de Langmuir, demonstrando elevada afinidade dos compósitos por As(III), o que é desejado na remoção de contaminantes traços e sub-traços. A capacidade de adsorção máxima é 14mgAs.g-1 sólido (0,0048mmolAs.m-2 sólido). Durante o processo de adsorção e oxidação, o ferro não é liberado e parte do Mn2+ liberado para a solução, é adsorvido ou precipitado, ou ambos, o que implica em poucos contaminantes liberados e portanto, uma solução mais limpa. O espectro XANES dos compósitos carregados com As mostram que o arsênio adsorvido está na formaoxidada, As(V), demonstrando que o As(III) é oxidado com sucesso pelo Mn3O4. Dados espectrais de Raman e infravermelho das amostras carregadas com As (5,0 a 16mg.g-1) sugerem a presença de bandas As-O referindo-se à formação de complexos monodentados e bidentados, elucidando a adsorção de arsênio na superfície do compósito. O compósito magnético de Mn3O4 foi também aplicadopara oxidar e remover azul de metileno (MB) de soluções aquosas. Resultados de UV-vis mostram que o compósito de Mn3O4 é capaz de oxidar MB formando seus derivados parcial e totalmente desmetilados. A descoloração de 85% é alcançado em 60min, em pH 3. Para pH>3, a oxidação não ocorre, e apenas 50% do MB é adsorvido. Dessorção por metanol dos compostos orgânicos adsorvidos no compósito mostra que o derivado de MB totalmente desmetilado, a tionina, é o único composto adsorvido. Portanto, o presente trabalho simplifica a síntese de umcompósito magnético de óxido de manganês para ser aplicado em sistemas ambientais, tanto como oxidante, quanto como adsorvente. Além disso, o trabalho acrescenta conhecimento sobre o modo das interações de As com Mn3O4 usando técnicas espectroscópicas vibracionais. Composites with magnetic properties have been successfully synthesized by means of the deposition of manganese oxide, Mn3O4, precipitated by using O2 (an ecofriendly oxidant), onto magnetite particles. The magnetite particles in the composites (~40m2.g-1) form agglomerates with Mn3O4 particles. Solid-liquid separation by means of the application of a magnetic field is possible. The application of the magnetic composite in the oxidative adsorption of As3+ was evaluated. The arsenic sorption isotherm fits return values of b>1 for the Langmuirconstant, demonstrating high affinity of the composites for As(III), which is desired for the removal of trace and sub-trace contaminants from water. The maximum adsorption capacity is ~14mgAs.gsolid -1 (0.0048mmolAs.m-2 solid). During the As oxidation-adsorption process, iron is not released and part of the Mn(II) released to solution is being adsorbed or precipitated, or both, which implies in a less contaminants release to solution. XANES of the As-loaded composites show thatthe arsenic adsorbed is in the oxidized arsenic form, As(V), emonstrating that As(III) is successfully oxidized by Mn3O4. Raman and IR spectral data of Asloaded (5.0 to 16mg.g-1) samples suggest the presence of As-O bands referring to the formation of inner-sphere monodentate and bidentate complexes, elucidating arsenic surface complexes on the composite. The magnetic Mn3O4 composite was also applied to oxidize and remove methylene blue (MB) from water. UV-vis results show that Mn3O4 composite is capable of oxidizing MB forming its partially and fully demethylated derivatives. Decolorization of 85% is achieved in 60min, atpH 3. For pH>3, oxidation does not occur and only 50% of the MB is adsorbed. Desorption by methanol of the organic compounds adsorbed in the composite have shown that the fully demethylated MB derivative, thionine, is the only adsorbed compound. Therefore, the present work simplifies the synthesis of a manganese oxide composite to be applied in environmental systems as both an oxidant and an adsorbent. Moreover, the work improves the knowledge about the mode of Asinteractions with Mn3O4 by using vibrational spectroscopic techniques.

O óxido de zinco, ZnO, tem atraído interesse em várias áreas de pesquisa por possibilitar ampla gama de aplicações industriais que podem proporcionar avanços em áreas eletrônicas, médicas e farmacêuticas. Neste trabalho foi realizado um estudo das propriedades do óxido de zinco obtido pelo método de precipitação com variações nas rotas de síntese (precursores: Zn(NO3)2.6H2O; Zn(CH3COO)2.2H2O; ZnCl2 e agentes precipitantes: Na2CO3 e NH4OH) e de secagem (estufa e liofilizador). Estas amostras foram tratadas termicamente. As influências destas variáveis na estrutura, morfologia e texturadas nanopartículas obtidas foram estudadas com o auxílio de técnicas de análise térmica, difração de raios X, espectroscopia de absorção na região do infravermelho, adsorção gasosa, picnometria a hélio e microscopia eletrônica de varredura. As nanopartículas obtidas a partir do acetato de zinco com hidróxido de amônio foram prensadas e testadas em um estudo de sinterização dos pós com o objetivode correlacionar o crescimento de grão com o tipo de precursor, temperatura e tempo de sinterização. Avaliação dos processos de crescimento de grão e densificação, bem como a influência da porosidade destes materiais cerâmicos foram realizadas com o objetivo de obter um material com características adequadas para confecção de alvos para radioisótopos. O ZnO comercial não é adequado para ser irradiado como alvo para obtenção do gálio porque possui partículas heterogêneas, o que não é favorável à sinterização. Devido a isso, tem se a importância deste trabalho na busca por um material nanoparticulado, com características adequadas para confecção de alvos para radioisótopos. Zinc oxide, ZnO, has attracted interest in various areas of research by enabling a wide range of industrial applications which may provide advances in areas electronic, medical and pharmaceutical industries.In this paper we present a study of the properties of zinc oxide obtained byprecipitation method with variations on the routes of synthesis (precursor:Zn(NO3)2.6H2O; Zn(CH3COO)2.2H2O; ZnCl2 and precipitating agents Na2CO3 and NH4OH) and drying (oven and freeze dryer). These samples were heat treated. The influences of these changes in the structure, morphology and texture of the nanoparticles obtained were studied with the aid of thermal analysis techniques, Xraydiffraction, infrared absorption spectroscopy, gas adsorption and scanning electron microscopy. The nanoparticles obtained from zinc acetate with ammonium hydroxide were pressed and tested in a study of sintering of powders in order to correlate the grain growth with the type of precursor, temperature and sintering time. Evaluation of thegrain growth and densification, as well as the influence of porosity on themechanical properties of these ceramics were made in order to obtain a material with characteristics suitable for production of radioisotopes for targets. The commercial ZnO would not be suitable for irradiated target for obtaining gallium because it has heterogeneous particles, which is not conducive to sintering. Because of this, there is the importance of this work in search of a nanoparticulate material with characteristics suitable for production of radioisotopes for targets.

A síntese de materiais magnéticos nanoestruturados tem sido intensivamente investigada devido a seu vasto campo de aplicação como carreadores magnéticos de fármacos, hipertermia magnética no tratamento de tumores, entre outros. Neste trabalho, foi explorada a possibilidade de sintetizar três séries de nanocompósitos à base de sílica mesoporosa e nanopartículas magnéticas (Si02-Fe304). Os dois primeiros compósitos, séries A e B, foram obtidos pela preparação de um precursor de óxido de ferro em etanol e a subseqüente impregnação das sílicas mesoporosas SBA-15 e MCM-41. 0 óxido de ferro foi formado dentro da estrutura de poros, produzindo-se, assim, um dispositivo magnético. Na terceira série de nanocompósitos, série C, utilizou-se o protocolo de síntese de SBA-15 e, durante a síntese, um precursor de óxido de ferro foi adicionado. Estas amostras foram tratadas termicamente em etapas diferentes. Os nanocompósitos foram caracterizados por difração de raios X (DRX), espectroscopia Mõssbauer, espectroscopia na região do infravermelho, adsorção de N2, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Medidas magnéticas (curvas de M-H e ZFC/FC) foram realizadas utilizando-se um magnetômetro SQUID no intervalo de temperatura de 8-270 K. Os resultados revelaram uma estrutura bem ordenada de mesoporos na maioria dos nanocompósitos. Dos dados de difração de raios X, foi obtido o tamanho médio das partículas de magnetita, que foi da ordem de 29 nm para os nanocompósitos das séries A e B, e de 10 nm para os da série C. O diâmetro médio das nanopartículas magnéticas, obtidos a partir dos dados de magnetização, foram maiores, da ordem de 40 nm para o nanocompósito da série A e em torno de 39 nm para os da série C. A espectroscopia Mõssbauer mostrou que a magnetita é produzida com elevada pureza nas rotas de síntese utilizadas, com exceção da rota para obtenção da amostra C3. Os dados de TEM mostraram que as nanopartículas magnéticas foram bem dispersas nos poros da sílica. Medidas das propriedades de aquecimento induzido pelo campo de corrente alternada dos nanocompósitos obtidos mostraram que as amostras são apropriadas como agentes de hipertermia magnética para aplicações biológicas. Foi feito o estudo da influência dessas partículas magnéticas na cinética de liberação de dois fármacos-modelo: doxorrubicina (DOX) e atenolol sob condições in vitro. A liberação foi estudada na ausência e na presença de um campo magnético alternado. A análise foi feita por estudos de mecanismos cinéticos e de modelos de difusão, revelando que o campo externo influencia pouco no processo de liberação da doxorrubicina, porém, influencia bastante na liberação do atenolol. Para explicar esse fato, foi proposto então um modelo de interação entre a DOX e os nanocompósitos. Por fim, foram feitos ensaios de citotoxicidade, mostrando que o nanocompósito C3 apresentou toxicidade para as quatro linhagens de células testadas. The synthesis of nanostructured magnetic materials has been intensively researched because of their large field of applications as magnetic carriers in drug targeting, magnetic hyperthermia in tumor treatment, among others. In this work, we have explored the possibility of synthesizing three mesoporous series Si02-Fe304 nanocomposites. The first two sets of composites (A and B) were obtained by impregnation of an iron precursor into a silica framework. The proposed method involves the preparation of an iron oxide precursor in ethanol and the subsequent impregnation of SBA-15 and MCM-41 mesoporous hexagonal silica. Iron oxide was formed inside the porous structure, thus producing the magnetic device. The third type of nanocomposite (C series) was synthesized by sol-gel method and the iron oxide precursor was mixed during the mesoporous silica synthesis. The nanocomposites were characterized by X-ray diffraction (XRD), Mossbauer spectroscopy, Fourier- transformed infrared spectroscopy (FTIR), N2 adsorption, scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). Magnetic measurements (M-H and ZFC/FC M-T curves) were made using a SQUID magnetometer in the temperature range 8-270 K. Our results revealed a well ordered mesopore structure of the nanocomposites. The average size of magnetite particles obtained by XRD data was about 29 nm for nanocomposite of A and B series, and 10 nm for nanocomposite of C series. The average diameter of magnetic nanoparticles, obtained by magnetization data were higher, about 40 nm for nanocomposites of A series and about 39 nm for C series. Mossbauer spectroscopy showed that magnetite is produced with high purity in the applied synthesis route, except the route to obtaining the sample C3. The data of TEM had shown that the magnetic nanoparticles were well dispersed in the pores of silica. Measurements of AC magnetic-field-induced heating properties of the obtained nanocomposites under two different applied magnetic fields showed that the samples are suitable as a hyperthermia agent for biological applications. The results showed that the release system is dependent on the used drug. In the case of atenolol, a model drug used, the release was very dependent on the applied field. The influence of these magnetic particles in the release kinetic was studied using drugs like doxorubicin (DOX) and atenolol; this study was made under in vitro conditions. The release was studied in absence and presence of a external oscillating magnetic field. The kinetic mechanisms and diffusion models were investigated by the external field, and the results had showed a small influence of this parameter on the process of drug release of DOX, however, greatly influences the atenolol release. To explain this fact, aninteraction model between this drug and the nanocomposite was proposed. Finaly, cytotoxicity assays were performed, showing that the C3 nanocomposite showed toxicity for the four cell lines tested.Keywords Mesoporous materials, nanocomposites, magnetite, magnetic hyperthermia.

Neste trabalho foi realizado um estudo das propriedades físico-químicas de filmes finos e materiais particulados de TiO2 e Ag/TiO2 obtidos pelo processo sol-gel a partir de soluções alcoólicas contendo isopropóxido de titânio (IV) como precursor do TiO2 e AgNO3 como precursor da prata metálica. Adicionalmente, luz ultravioleta (UV-C / 254 nm) foi utilizada para promover a redução dos íons Ag+ no sol formado. Os filmes foram confecionados pelo método dip-coating e o tratamento térmico empregado gerou modificações estruturais, morfológicas e texturais nos filmes finos que se mostraram dependentes de fatores como o tipo de substrato, taxa de resfriamento e concentração da prata utilizada. Estas modificações foram estudadas com o auxílio de técnicas de microscopia de alta resolução que forneceram informações sobre a cristalinidade, tamanho e forma das nanopartículas de TiO2 e Ag, além de possibilitarem o acompanhamento do processo de crescimento e segregação das nanopartículas de Ag na matriz de TiO2. Transições de fase cristalina insitu ocorreram quando filmes finos de Ag/TiO2 amorfos foram bombardeados por um feixe de elétrons com tensão de 200 kV durante as medidas de microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (HRTEM). Nanoindentações realizadas nos filmes finos forneceram importantes informações mecânicas como o módulo de Young e a dureza que variaram quando se comparou filmes de TiO2 e Ag/TiO2 tratados termicamente na mesma temperatura. A técnica de elipsometria espectroscópica se mostrou útil na avaliação das propriedades ópticas como índice de refração, coeficiente de extinção, rugosidade e espessura óptica dos filmes estudados. Foi também possível estudar a variação do valor da banda de energia proibida do TiO2 com a inserção de nanopartículas de prata, parâmetro este fundamental no direcionamento da aplicabilidade tecnológica dos filmes produzidos. Os filmes finos de TiO2 e Ag/TiO2 foram testados quanto às suas propriedades hidrofóbico/hidrofílicas, bactericidas e anticorrosivas. As soluções precursoras de filmes após processo de gelificação e tratamento térmico geraram materiais particulados de TiO2 puro e de TiO2 com nano e microcristais de prata na superfície. Estes materiais foram caracterizados utilizando diversas técnicas que possibilitaram avaliar a evolução textural, estrutural e morfológica com a temperatura. A morfologia dos cristais de Ag foi moldada pela rede porosa da matriz de TiO2 e se apresentaram em diversas formas cristalográficas. As amostras de TiO2 e Ag/TiO2 particuladas foram testadas quanto à suas atividades fotocatalíticas e as amostras de TiO2 quanto à capacidade de absorção de ultravioleta. In this work, a study of physical-chemistry properties of materials consisting of TiO2 and Ag/TiO2 produced by sol-gel method was accomplished. Thin films and particulate materials were prepared from alcoholic solutions containing titanium isopropoxide (IV) as precursorfor TiO2 and AgNO3 for metallic silver. Additionally, ultraviolet light (UV-C / 254 nm) was used to promote the reduction of Ag+ ions in the sol formed. The films were produced by dip-coating process and the heat treatment employed generated structural, morphological and textural modifications in these films, which are dependent on factors as type of substrate, cooling rate and concentration of silver used. These changes were studied using high-resolution microscopy techniques that provide information about crystallinity, size and shape of nanoparticles of TiO2 and Ag. It was also possible monitoring the growth processand the segregation of Ag nanoparticles in the TiO2matrix. Crystalline phase transitions were observed in-situ in the transmission electron microscopy when amorphous Ag/TiO2 thin films were irradiated by an electron beam of 200 kV. Nanoindentations performed inTiO2 and Ag/TiO2 thin films have provided important mechanical information as the Young's modulus and hardness. The Spectroscopic Ellipsometry technique was useful in the evaluation of optical properties as refractive index, extinction coefficient, optical thickness and roughness of the films studied. It was also possible to evaluate the variation in the band gap values of TiO2 with the inclusion of silver nanoparticles. Hydrophobic/hydrophilic, antibacterial and anti-corrosion properties were tested in TiO2 and Ag/TiO2 thin films. The precursor solutions of films after gelation process and heat treatment produced pure TiO2powder and TiO2 with nano and microcrystals of silver on its surface. These particulate materials were characterized using various techniques that made it possible to evaluate the textural, structural and morphological evolution with the temperature. The morphology ofthe Ag crystals was templated by the porous network of the TiO2 matrix and these crystals showed many crystallographic forms. The photocatalytic activity of TiO2 and Ag/TiO2 samples were tested and the ability to absorb ultraviolet was performed by TiO2 samples.

Compósitos di-fásicos contendo óxidos dos tipos perovskita e espinélio têm sido estudados devido à coexistência de propriedades elétricas, magnéticas e magnetoelétricas em um mesmo material. Do ponto de vista tecnológico, esses compósitos são promissores para aplicações em dispositivos multifuncionais, transdutores e novos meios de memória. Tradicionalmente, compósitos perovskita-espinélio têm sido preparados por método de mistura física. Neste trabalho, compósitos BaTiO3-CoFe2O4 (1,3:1,0 p/p) foram preparados por método de mistura e por dispersão da fase magnética em um gel obtido por método sol-gel. As fases simples BaTiO3 (perovskita) e CoFe2O4 (espinélio) também foram preparadas. O método de dispersão resultou em um compósito com micro-estrutura melhorada em relação ao método de mistura, caracterizada por uma maior homogeneidade, menor tamanho e distribuição mais homogênea de grão. A morfologia dos grãos de CoFe2O4 também foi afetada, tornando-se mais regular, pela inserção no gel. A condução elétrica dos compósitos, à temperatura ambiente, diminuiu duas ordens de grandeza em comparação com a fase simples BaTiO3, na faixa 103-106 Hz. Apesar disso, os compósitos apresentaram maior condução elétrica acima de 150 °C, devido à ativação térmica do mecanismo de hopping da estrutura CoFe2O4. Uma transição ferroelétrica bem definida, em 126 °C, foi observada por espectroscopia de impedância na amostra simples de BaTiO3. Nas amostras de compósitos, o comportamento ferroelétrico da estrutura perovskita não foi observado. A redução do caráter ferroelétrico dos compósitos foi justificada por uma combinação dos fatores razão Ba/Ti sub-estequiométrica e alto stress na interface BaTiO3-CoFe2O4. A magnetometria (SQUID) dos compósitos indicou magnetização de saturação e campo coercivo iguais a 66-68 emu/g e 300-490 Oe. Esses valores são próximos aos reportados na literatura (Ms=40-78 emu/g; Hc=200-830 Oe) Di-phase composites containing perovskite and spinel oxides have been studied due to the coexistence of electrical, magnetic and magnetoelectric properties in the same structure. From the technological point of view, these composites are promising as component of multifunctional devices, transducers and new memory devices. Composites with perovskite and spinel phases have been traditionally prepared by physical mixture method. In this work, BaTiO3-CoFe2O4 composites (1.3:1.0 w/w) were prepared by physical mixture and by dispersing of the magnetic phase in a wet gel obtained by sol-gel process. The single phases BaTiO3 (perovskite) and CoFe2O4 (spinel) were also prepared. The dispersion method resulted in composites with improved microstructure, evidenced by a higher homogeneity, lower grain size and homogeneous grain size distribution. The morphology of CoFe2O4 grains was also affected by inserting in the sol-gel matrix, becoming more regular. The electrical conduction of the composites, at room temperature, decreased two hundred times in comparison with the single-phase BaTiO3, in the range 103-106 Hz. In spite of this, the composites presented higher electrical conduction above 150 °C due to the thermal activation of hopping in CoFe2O4. A well defined ferroelectric transition at 126 °C was observed by impedance spectroscopy in single-phase BaTiO3 sample. In the composites samples, the ferroelectric behaviour of the perovskite structure was not observed. The decrease of the ferroelectric character of the composites was attributed to the substoichiometric Ba/Ti ratio and the existence of a high compressive stress in the interface BaTiO3-CoFe2O4. SQUID measurements of the composites indicated magnetization of saturation and coercivity corresponding to 66-68 emu/g and 300-490 Oe. These values were close to those reported in the literature (Ms= 40-78 emu/g; Hc= 200-830 Oe).

Foram investigadas as mudanças estruturais, texturais e morfológicas do catalisadores automotivos novos e usados, aquecidos às temperaturas entre 500 e 1000 °C Os catalisadores foram caracterizados termicamente por medidas simultâneas em equipamento de análise térmica termogravimétrica e diferencial (TG-DTA), executadas em atmosfera de ar e N2. Alterações morfológicas foram observadas por micrografias obtidas por microscopia eletrônica de varredura. As análises das micrografias MEV mostraram que os elementos responsáveis pela estabilidade térmica do filme de alumina no catalisador apresentaram um aspecto disperso e heterogêneo. Quanto à composição elementar, a análise espectroscópica por energia dispersiva (EDS) constatou a presença do metal nobre rhódio (Rh), cério e zircônio, mas não foi confirmada a presença dos demais metais nobres esperados (Pd e Pt). A contaminação do catalisador usado foi confirmada pela constatação dos elementos carbono, enxofre, zinco e fósforo. Outras técnicas complementares, tais como difratometria de raios X, picnometria a hélio e adsorção de gases foram também usadas para análise de alterações estruturais e texturais dos catalisadores. Foi observado um decréscimo significativo da área superficial específica do catalisador novo com o aumento da temperatura, indicando uma baixa estabilidade térmica. Quando o catalisador usado foi regenerado por tratamento térmico, um aumento na sua área superficial foi constatado. Para melhorar as propriedades do catalisador comercial, foi investigada a síntese de filmes de alumina no suporte de cordierita pelo processo sol-gel. diversas dispersões coloidais foram preparadas, utilizando como reagentes alcóxido de alumínio, boehmita, -alumina e -alumina. Apenas o alcóxido de alumínio e a boehmita mostraram-se mais adequados para obtenção da dispersão e ajuste de viscosidade. Usando essas dispersões foram obtidos filmes de alumina dopados com bário. Análises morfológicas e texturais indicaram a viabilidade desses filmes para uso em catalisadores automotivos. catalisador automotivo sol-gel . The structural, morphological and textural changes of new and used automotive catalysts heated at temperatures between 500 and 1000°C were investigated. The catalysts were thermally characterized on simultaneous thermogravimetric and differential thermal analysis (TG-DTA) equipment performed in air and N2. Morphological changes were observed by scanning electron microscopy images. The analysis of SEM images showed that the thermal stabilizing elements in the alumina film on the catalyst presented a dispersed and heterogeneous aspect. About the elementary composition, the spectroscopic analysis by energy dispersive (EDS) evidenced the presence of the rhodium metal (Rh), cerium and zirconium, but the presence of other expected noble metals (Pd and Pt) was not confirmed. The contamination of the used catalyst was confirmed due to the observation of carbon, sulphur, zinc and phosphorus elements. Other complementary techniques such as X-ray diffractometry, helium picnometry and gas adsorption were also used to analyze the structural and textural changes of the catalysts. A significant decrease in the specific surface area of the new catalyst was observed when temperature was increased, indicating a low thermal stability. When the used catalyst was regenerated by heat treatment, an increase on its surface area was observed. Aiming to improve the properties of commercial catalyst, the synthesis of alumina film by sol-gel process using cordierite support also was investigated. Various colloidal dispersions were prepared using as reagents boehmite, -alumina, -alumina and aluminum alkoxide. Only aluminum alkoxide and boehmite were adequate for the adjustment of viscosity and dispersion preparation. Using these dispersions, barium doped alumina films were obtained. Morphological and textural analyses indicated the viability of these films to use in automotive catalysts.

O óxido de alumínio é um material vastamente utilizado na indústria, especialmente na indústria cerâmica, devido às suas propriedades mecânicas, térmicas e refratárias. Para a utilização desse material em escala submicrométrica, torna-se necessário dispersar as partículas, que apresentam grande tendência à aglomeração. O estado de dispersão dessas partículas está diretamente relacionado ao potencial eletrostático de superfície, à presença de surfactantes e à concentração iônica do meio. O objetivo desse estudo foi a avaliação e otimização dessas variáveis, de forma a obter suspensões de alumina estáveis. Para isso, foram determinados o potencial zeta, a viscosidade das suspensões, o grau de sedimentação e o tamanho de aglomerados / agregados, para suspensões de quatro diferentes aluminas. Através de um planejamento experimental fracionário foi possível determinar a influência das variáveis no estado da dispersão das partículas. Dentre as aluminas estudadas, a CT3000-SG apresentou o maior grau de dispersão e estabilidade. O sistema ótimo mais viável economicamente corresponde à adição de 0,2% p/p (base seca) de ácido cítrico para suspensões com baixa carga de sólidos e 0,2% p/p de polimetacrilato de amônio para suspensões com elevada carga de sólidos, em pH em torno de 9 Aluminum oxide is a material widely used in industry, especially in ceramics, due to its mechanical, thermal and refractory properties. For using this material in submicrometric size range it becomes necessary to disperse the particles which present great tendency to agglomerate. The state of dispersion of the particles is directly related to the electrostaticsurface potential, the presence of surfactants and the ionic concentration of the medium. The aim of this work was the evaluation and optimization of these variables, in order to obtain stable suspensions. The zeta potential, the viscosity of the suspensions, the sedimentationdegree and the agglomerate / aggregate sizes have been determined for four different commercial aluminas. Through a fractional factorial plan it was possible to determine the influence of the variables on the state of dispersion of the particles. Among the studied aluminas, T3000-SG/Almatis presented the higher degree of dispersion and stability The optimum system which was economically feasible corresponds to addition of 0,2% wt (dry basis) of citric acid for suspensions with low solids charge and 0,2% wt of ammonium polymethacrylate for suspensions with high solids charge, in pH around 9.

A presente tese detalha a obtenção dos materiais chamados híbridos orgânicos-inorgânicos, com enfoque na modificação de materiais de sílica, obtidos pelo processo sol-gel, chamados ORMOSIL's (ORganic MOdified SILicates). A comercialização de produtos de materiais híbridos abrange: televisores e lentes para óculos com proteção antibrilho, antiestática e anti-risco, vidros dopados com substâncias orgânicas, enzimas presas em matrizes vítreas, pacotes e filmes de embalagens para alimentos que evitam a proliferação de fungos, nanomembranas para fins antipoluição, fibras ópticas mais eficientes na transmissão de dados; têm mostrado as diversas faces dos híbridos dentro da indústria em geral. Com o uso de ácido metacrílico (AMA) e trimetóxi-silil-propil-metacrilato (TMPS) como agentes modificadores de uma solução padrão de sílica sol-gel obtida a partir de tetra-etil-orto-silicato (TEOS), foram preparados xerogéis e filmes finos. Os xerogéis foram obtidos a temperatura ambiente, e apresentaram capacidade regenerativa em condições especiais. Ao partir de um controle rigoroso da composição, viscosidade e da velocidade de deposição foram produzidos filmes homogêneos, aderentes, transparentes e livres de trincas. As soluções foram caracterizadas quanto à densidade, viscosidade e tensão superficial. Os xerogéis foram caracterizados através da espectrometria de infravermelho, análise térmica, adsorção gasosa, microscopia ótica e eletrônica de varredura, e espectroscopia de vida-média de pósitrons. Já os filmes finos foram caracterizados, utilizando microscopia de força atômica e eletrônica de varredura, e espectroscopia na região ultravioleta e visível. Com essas últimas pode-se através de uso do software PUMA calcular a espessura e as constantes ópticas dos filmes finos.

As pilhas a combustível de óxido sólido (SOFC) são dispositivos capazes de converter energia química em energia elétrica com alta eficiência e baixo índice de poluição. Um dos componentes mais importantes da SOFC é o anodo. Nesse eletrodo ocorrem as reações eletroquímicas de oxidação do gás combustível e os elétrons resultantes são transportados para os interconectores da pilha. O composto NiO/YSZ é atualmente o material mais empregado na fabricação de filmes de anodo devido, principalmente, ao seu baixo custo. Nesse trabalho, foram sintetizados dois pós de YSZ (YSZ800 e YSZ1000) pelo método de co-precipitação. A partir desses pós, dois compostos NiO/YSZ (NiO/YSZ800 e NiO/YSZ1000) foram preparados via impregnação. O pós de NiO/YSZ foram usados na preparação de oito barbotinas submetidas posteriormente, a tempos de mistura de 5, 10, 20 e 40h. Essas barbotinas foram depositadas por aerografia sobre substratos de YSZ e o conjunto tratado termicamente para que o filme anódico pudesse ser formado. Para caracterização dos pós de YSZ e dos compostos, varias técnicas foram utilizadas. A Difração de Raios X (DRX) foi empregada com o objetivo de determinar as fases cristalinas presentes, possíveis fases amorfas e tamanho dos cristalitos. O método Brunauer, Emmett and Teller (BET) auxiliou na determinação da área superficial específica (ABET), volume total dos poros (Vt) e diâmetro médio dos poros (dp) do YSZ800 e YSZ1000. O tamanho médio das partículas desses pós foi calculado a partir da área superficial específica dada pelo BET. O comportamento reológico das barbotinas foi estudado mediante a utilização de um Reômetro mostrando que os tempos de mistura e o tamanho de grão dos pós de YSZ influenciam significativamente a viscosidade dessas suspensões. As propriedades térmicas das barbotinas foram avaliadas por Análise Térmica (TG) e Análise Térmica Diferencial (DTA). A Microscopia Ótica (MO) e a Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) foram utilizadas no estudo da microestrutura dos filmes. A partir das imagens obtidas por MEV foi possível determinar a porosidade e contigüidade de poros, YSZ e NiO nos mesmos. A Espectrometria de Energia Dispersiva (EDS) foi empregada na detecção de possíveis impurezas presentes nos filmes e a análise de Espectrometria por Dispersão de Comprimento de Onda (WDS), possibilitou que os elementos ítrio e zircônio pudessem ser detectados separadamente. O Mapa de Elementos foi usado para verificar a distribuição dos elementos Y, Zr e Ni nos filmes e relacionar essas distribuições aos tempos de mistura das barbotinas. Solid oxide fuel cells (SOFCs) are devices capable of cleanly converting chemical energy into electric energy with a high efficiency. One of the most important components of SOFCs is the anode. Oxidative electrochemical reactions of the fuel gas occur in this electrode and the resulting electrons are transported to the cell interconnectors. Currently, NiO/YSZ composite is the most used material in the fabrication of anode films due mainly to its low cost. In this work, it was synthesized two YSZ powders (YSZ800 and YSZ1000) by the co-precipitation method. Two compounds NiO/YSZ (NiO/YSZ800 and NiO/YSZ1000) were prepared from these powders by impregnation. The NiO/YSZ powders were used to prepare eight ceramic slurries, which were later mixed for 5, 10, 20 and 40 h. These ceramic slurries were deposited by aerography onto the YSZ substrates, which were thermally treated later to form the anode film. Several techniques were used to characterize the YSZ powders and their composites. X-ray diffraction (XRD) was used to determine the crystalline phases present, possible amorphous phases, and crystallite size. The Brunauer, Emmett and Teller (BET) method helped in the determination of the specific surface area (ABET), total pore volume (Vt), and average pore diameter (dp) of YSZ800 and YSZ1000. The average particle size of these powders was calculated from the specific surface area given by BET. The rheological behavior of the ceramic slurries was studied with a rheometer. It showed that mixture time and YSZ powder grain size affect suspension viscosity significantly. The thermal properties of the ceramic slurries were evaluated by Thermal Analysis (TG) and Differential Thermal Analysis (DTA). Optical microscopy (OM) and Scanning Electron Microscopy (SEM) were used in the study of the film microstructure. From SEM images, it was possible to determine the porosity and pore contiguity, and YSZ and NiO contents. Energy-Dispersive Spectrometry (EDS) and Wavelength Dispersion System (WDS) analyses were used to detect the possible impurities present in the films and allowed the separate detection of yttrium and zirconium. The elemental map was used to verify the distribution of elements Y, Z, and Ni in films and to relate it to the ceramic slurries mixing time.

São apresentados resultados de investigações com os compostos mistos K2MoxW(1-x)O4, envolvendo estudos estruturais e de transições de fase. A técnica de Calorimetria Diferencial de Varredura foi empregada para determinação das temperaturas de duas transições apresentadas acima da temperatura ambiente, para amostras nas composições x = 0; 0,2; 0,4; 0,5; 0,6; 0,8 e 1. À temperatura ambiente, amostras policristalinas com essas composições foram analisadas por difração de raios X, em equipamento convencional Bragg-Brentano. Os parâmetros de rede e posições atômicas foram refinados utilizando-se o método de Rietveld. Para a composição x = 0,5 foram feitas medidas de difração de raios X com variação de temperatura acima da ambiente e feitos refinamentos Rietveld nas fases apresentadas após cada uma das duas transições. Um fato desconhecido na literatura para os compostos puros (x = 0 e x = 1) foi observado neste composto - K2Mo0,5W0,5O4 - quando de novas medidas, em temperatura próxima à ambiente, após um longo tempo em altas temperaturas: não houve retorno à fase esperada, senão depois de exposição à atmosfera ambiente. É feita uma proposta de modelo para a estrutura cristalina do composto nessa nova fase. Com objetivo de se estudar a fase intermediária desses compostos, mencionada na literatura relativa aos compostos puros como modulada, recorreu-se a medidas com radiação sincrotron, buscando-se melhor qualidade dos dados que permitissem refinamento do vetor de modulação, a partir das intensidades de reflexões satélites. Preliminarmente às pesquisas relatadas acima, várias séries de experimentos com três outros compostos que apresentam fase modulada - Rb2ZnCl4, AuTe2 e Rb2Cd2(SO4)3 - foram realizados durante as etapas de implementação das técnicas de medidas e análise de dados. The mixed compounds K2MoxW(1-x)O4 have been studied from the structural and phase transitions point of view. Differential Scanning Calorimetry experiments was used in order to determine the phase transition temperatures for two observed transitions above room temperature, for compounds with x = 0; 0.2; 0.4; 0.5; 0.6; 0.8 and 1 have been analysed. At room temperature, powder samples with these compositions have been studied by X-ray diffraction in a conventional Bragg- Brentano; lattice parameters and atomic coordinates were refined employing the Rietveld method. For the x = 0.5 compound, X-ray diffraction data have been collected in temperatures above room and Rieteveld refinements have been performed for the phases detected above each one of the two transitions. A curious fact, not reported in the literature for the pure compounds (x = 0 and x = 1), was observed in this compound - K2Mo0,5W0,5O4 - when new data were collected near room temperature, after a long period of time at high temperatures: the compound did not present the expected phase except after exposition to room atmosphere. A model for the crystal structure in this new phase is proposed. Intending to study their intermediate phase, referred in the literature for the pure compounds as modulated, experiments were performed using synchrotron radiation for obtaining high quality data allowing refining the modulation wave vector values, after the satellite reflections. Previous to all the above described research, a series of preliminary experiments involving three other compounds, which present modulated phases, - Rb2ZnCl4, AuTe2 and Rb2Cd2(SO4)3 - were performed in the stages of implementation of data collections and data analysis.

Este trabalho consiste na síntese e caracterização de aerogéis e xerogeis preparados pelo método sol-gel e sua utilização como catalisadores em reações de interesse ambiental. Utilizar catalisadores preparados pelo método sol-gel possui a vantagem de se controlar as propriedades texturais tais como, área superficial, distribuição de poros, tamanho de partícula e propriedades químicas. Estes materiais têm sido estudados em reações, tais como reações de oxidação parcial, epoxidação, nitroxidação, aminação, hidrogenações, hidrogenólises, dentre outras. Neste trabalho foram preparados 8 séries de catalisadores: xerogéis e aerogéis da matriz SiO2 pura e dos compósitos Pd/SiO2 e Pt/SiO2, todos tratados termicamente a 300, 500, 700 e 900°C. Os catalisadores (xerogéis) RuSn suportados em sílica foram obtidos dopando-se a matriz de sílica com o complexo precursor RuCp(PPh3)2SnCl3 e a partir da co-impregnação com RuCl3 e SnCl2, variando-se os teores dos sais. Os materiais obtidos foram caracterizados por difração de raios-X, para identificação das fases presentes. A determinação da área superficial específica e da porosidade dos compósitos foram obtidas pela técnica BET. Foram realizadas análises térmicas (DTA/TG), absorção atômica para identificação do teor de Pd e Pt e análises de RTP (Redução à Temperatura Programada). Foram feitas, também, análises por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microssonda eletrônica (WDS). Além destas técnicas, os xerogéis RuSn/SiO2 foram caracterizados por espectroscopia de refletância difusa no infravermelho (DRIFTS) e espectroscopia Mössbauer para 119Sn.As reações catalíticas se concentraram, principalmente, na hidrogenodescloração de CCl4 em fase gasosa e clorobenzeno em fase líquida, oxidação do clorobenzeno e hidrogenação do 1,5-ciclo-octadieno, ambas em fase gasosa. Os produtos foram analisados por cromatografia a gás, espectroscopia no infravermelho, ressonância magnética nuclear de 1H e 13C e espectrometria de massas. Aerogels and Xerogels were synthesized by sol-gel method, characterized and utilized as catalysts in environmental interest reactions. This process is unique for the production of catalytic material with specific morphological, textural and chemical properties, allowing the introduction of different catalytic phases dispersed in an inert matrix. Materials obtained by this process were used as catalysts in reactions as partial oxidation, epoxidation, nitroxidation, amination, hydrogenolysis, etc. In this work, 8 series of catalysts were prepared: SiO2 pure matrix aerogels and xerogels and the composities Pd/SiO2 and Pt/SiO2. All samples were treated thermally at 300, 500, 700 and 900ºC. The catalysts (xerogels) formed by RuSn supported on silica were obtained mixing to the silica matrix a precursor complex RuCp(PPh3)2SnCl3 or salts of RuCl3 and SnCl2, changing the salts quantities. The obtained materials were characterized by: - X-ray diffraction, for the phase identification; - Gas adsorption, for determination of the surface specific area and porosity; - Thermal analysis (DTA/TG); - Atomic absorption, for the Pd and Pt contents determination; - Temperature programmed reduction (TPR) analysis; - Scanning electronic microscopy (SEM) for morphological analyses; - And electronic microprobe (WDS) for chemical analyses. The RuSn xerogels were characterized also by DRIFTS and 119Sn Mössbauer spectroscopy. The catalytic reactions studied were the hydrogendechlorination of CCl4, in gas phase, and clorobenzene, in liquid and gas phases, clorobenzene oxidation, in gas phase, and 1,5-ciclooctadiene, in liquid phase. The reactions products were analyzed by gas chromatography, 1H and 13C nuclear magnetic resonance and mass spectrometry.

Os cristais do grupo de silicatos, para serem sintetizados no laboratório, requerem alta temperatura e pressão para aumentar sua solubilidade aquosa. Esse processo chamado hidrotermal ou hidrotermico, é realizado num dispositivo denomin ado autoclave. Para estudo de vários silicatos cristalinos naturais brasileiros, como os berilos, os topázios, os espodumênio, os andaluzitas e o próprio quartzo, são necessários cristais \"puros\" para termos de comparação. O presente trabalho ocupou-se com a montagem de uma autoclave, estudar seu funcionamento, segurança do sistema tendo em vista as condições hidrotermais de uma pressão da ordem de 2000 a 2500 atmosferas e temperaturas de 300GRAUSc A 400GRAUSC e, a solubilidade de óxidos de partida para o crescimento de mono ou policristais de tamanhos necessário para a investigação. A autoclave montada operou em 2000 atm. de pressão e 400GRAUC de temperatura por cerca de duas semanas obedecendo as curvas de Kennedy de volume x P x Temperatura. Foram crescidos cristais de quartzo e de zircônia, cujos difratogramas de raio-x mostraram a estrutura cristalina esperada. A fluorescência, micrografia e fotomicroscopia do quartzo revelaram as características esperadas The crystals of silicate group to be synthesized in laboratory , require very high temperature and pressure , in order to increasethe solubility in water . This process called hydrothermal is carried out in a device named autoclave. The investigation of severa! natural brazilian crystalline silicate such as , beryl , topaz , spodumene , andaluzite and the silica itself , requires , for comparisonsake , nominally pure synthetic crystals . The present work aimed at assembly of an autoclave and examine its operation condition, security precation due to high pressure and temperature of the order of 2000 to 2500 atm and 300 to 400°C , and the analysis of the solubility of oxides used as starting materiais to grow single or polycrystals necessary for investigation . The autoclave produced in the laboratory operated at 2000 atm of pressure and 400°C of temperature during about two weeks. The hydrothermal conditions follow the Kennedy\'s volume vs. temperature curves. Single crystals o f quartz , 2 to 5 mm in size , were obtaimed. X- rays diffraction spectra confirmed their structure . For quartz x -ray fluorescence , SEM micrograph and photomicroscopy revealed to expected features