ABSTRACT Composites formed from semiconductor oxides have been synthesized and assessed for their properties and applications, as well as a photocatalyst for restoring aquifers through the degradation or bleaching of organic dyes. The Fe2O3-SnO2 nanocomposite was prepared by the Polyol method, a technique not found for this composite so far in the literature, under reflux in ethylene glycol. The composite and the isolated oxides were synthesized by the same process, characterized, and evaluated as photocatalysts of Rhodamine-B in aqueous solution (10 mg.L⁻1). The materials collected after the reflux performed at time intervals of 1 h and 8 h generated Fe2O3 and SnO2, respectively, were analyzed by TGA/DTA and by XRD. It was found that α-Fe2O3 was obtained at 400 °C and SnO2 at 650 °C. This composite was treated at 700 °C for 1 h. The SEM proved the formation of a nanostructured composite with SnO2 nanoparticles. The BET curves indicated non-porous materials with surface areas of 18, 45 and 20 m2.g⁻1 for the samples prepared from Fe2O3, SnO2 and the composite, respectively. The band gaps estimated at 1.9 eV, 3.5 eV and 1.8 eV, in the same sequence as above. The bleaching tests of Rhodamine-B, pH 5.5 in exposure to visible and ultraviolet light, showed completely different properties. The Fe2O3 particles showed physical adsorption capable of reducing light absorption by 75% in the initial 15 minutes, however, there was no bleaching over the next 75 minutes. The presence of SnO2 in the solution showed a maximum bleaching of 45% after 120 minutes. The discoloration obtained by the nanocomposite in 180 minutes was 20%, a result attributed to the total covering of the surface of the α-Fe2O3 particles by the SnO2 nanoparticles, preventing both the physical adsorption of the dye onto the iron oxide and the progress of the absorption mechanism. light followed by dye degradation.

RESUMO Compósitos formados de óxidos semicondutores têm sido sintetizados e testados quanto às suas propriedades e aplicações, também, como fotocatalisador de restauração de aquíferos por meio da degradação ou descoramento de corantes orgânicos. Foi preparado o nanocompósito Fe2O3-SnO2 pelo método Poliol, técnica não encontrada para este compósito até o momento na literatura, em refluxo em etilenoglicol. O compósito e os óxidos isolados foram sintetizados pelo mesmo processo, caracterizados e avaliados como fotocatalisadores da Rodamina-B em solução aquosa (10 mg.L⁻1). Os materiais coletados após o refluxo realizado em intervalos de tempo de 1 h e 8 h geraram Fe2O3 e SnO2, respectivamente e foram analisados por TGA/DTA e por DRX. Constatou-se a obtenção de α-Fe2O3 a 400 °C e do SnO2 a 650 °C. O compósito foi tratado a 700 °C por 1 h. A MEV comprovou a formação de um compósito nanoestruturado com nanopartículas de SnO2. As curvas BET indicaram materiais não porosos com áreas superficiais de 18, 45 e 20 m2.g⁻1 para as amostras preparadas de Fe2O3, SnO2 e o compósito, respectivamente. Os band gaps estimados em 1,9 eV, 3,5 eV e 1,8 eV, na mesma sequência anterior. Os ensaios de descoramento de Rodamina-B, pH 5,5 em exposição a luz visível e ultravioleta, mostraram propriedades completamente diferenciadas. As partículas de Fe2O3 mostraram adsorção física capaz de reduzir a absorção luminosa em 75% nos 15 minutos iniciais, porém não houve o descoramento ao longo dos 75 minutos seguintes. A presença do SnO2 na solução mostrou descoramento máximo de 45% após 120 minutos. O descoramento obtido pelo nanocompósito em 180 minutos foi de 20%, resultado atribuído ao total recobrimento da superfície das partículas do α-Fe2O3 pelas nanopartículas de SnO2, impedindo tanto a adsorção física do corante sobre o óxido de ferro como o andamento do mecanismo de absorção da luz seguido da degradação do corante.

RESUMO Esse trabalho mostra uma rota sintética mediada por tetraetilenoglicol (P. E. 325°C) em que utiliza o ácido túngstico, como material de partida. A formação de uma suspensão estável de cor azul foi observada durante o curso da reação. O tamanho das partículas depende do tempo de síntese, sendo que partículas de tamanho em torno de 400 nm foram obtidas após 15 minutos de reação em tetraetilenoglicol. Os materiais particulados foram então recozidos em diferentes temperaturas: 150°, 350°C, 500°C e 800°C, e caracterizados por TGA / DSC, DRX, FT-RAMAN, MEV, Espectroscopia óptica UV-VIS e adsorção de N2 a 77K. Observou-se que a síntese proporcionou WO3 sob fase ortorrômbica que evoluiu para monoclínica após tratamento térmico na temperatura igual ou superior a 350°C. A caracterização morfológica indicou a formação de partículas ovoides quando tratadas em temperaturas em torno de 500°C, temperatura a partir da qual a área superficial diminui drasticamente. A atividade fotocatalítica para a degradação de rodamina B (rhB, 10 mg.L-1) foi avaliada sob irradiação ultravioleta (6 Watts). Maior atividade foi encontrada para o material tratado a 500°C, sendo que descoramento foi total após 180 minutos na presença de 10 mg desse catalisador.

ABSTRACT This work shows a synthetic route mediated by tetraethylene glycol (P. E. 325 ° C) in which tungstic acid is used as the starting material. The formation of a stable blue suspension was observed during the course of the reaction. The size of the particles depends on the synthesis time, and particles of size around 400 nm were obtained after 15 minutes of reaction in tetraethylene glycol. The particulate materials were then annealed at different temperatures: 150 °, 350 ° C, 500 ° C and 800 ° C, and characterized by TGA / DSC, DRX, FT-RAMAN, MEV, UV-VIS optical spectroscopy and N2 adsorption at 77K. It was observed that the synthesis provided WO3 under orthorhombic phase that evolved to monoclinic after heat treatment at a temperature equal to or greater than 350 ° C. The morphological characterization indicated the formation of ovoids particles when treated at temperatures around 500 ° C, a temperature from which the surface area decreases dramatically. The photocatalytic activity for the degradation of rhodamine B (rhB, 10 mg.L-1) was evaluated under ultraviolet irradiation (6 Watts). Greater activity was found for the material treated at 500 ° C, with total discoloration after 180 minutes in the presence of 10 mg of this catalyst.

RESUMO Filmes constituídos por amido de mandioca, álcool polivinílico (PVA) e argila Bentonita (BNT) e glicerol como plastificante foram obtidos utilizando o método casting. A fim de aumentar a compatibilidade dos polímeros ao mineral e sua hidrofobicidade, estes foram posteriormente modificados quimicamente utilizando metacrilato de glicidila (GMA) para a substituição dos grupamentos hidroxilas por vinílicos. Este procedimento gerou filmes com excelente estabilidade a sorção de água e permeabilidade ao vapor de água 15% menor quando comparados coms os filmes sem modificação química. Adicionalmente, esta estratégia também resultou na melhora de 25% na resistência a tração, mantendo o mesmo módulo de Young mas, com uma leve diminuição na estabilidade térmica (início de degradação 14ºC menor). A adição da argila BNT gera filmes compósitos com propriedades, mecânicas, térmicas e físicas diferenciadas, contudo há uma dependência entre a quantidade de reforço e a distribuição estrutural das lamelas de argila na matriz. As modificações químicas foram comprovadas por RMN H1, FTIR, DRX e os filmes foram caracterizados por DRX, sorção e permeabilidade a água, ensaios mecânicos (tração, alongamento e módulo de Young) e TGA. A utilização de 1% m/m deste reforço gera compósitos com BNT estruturalmente esfoliado, independentemente da prévia modificação com metacrilato de glicidila. Já a formulação com 5% m/m gerou filmes compósitos intercalados. Qualquer outro teor de reforço exibe estruturas lamelares aglomeradas (empacotadas). Destaca-se que nas formulações reforçadas com 1% de argila, houve melhora em cerca 30% na resistência a tração com permeabilidade a água 60% menor, para cargas maiores de argila. Estes fatos apontam que as modificações propostas neste trabalho geraram propriedades promissoras para a produção de materiais de embalagem biodegradáveis.

ABSTRACT Films constituted by cassava starch, polyvinyl alcohol (PVA) and Bentonite clay (BNT) and glycerol as plasticizer were obtained using the casting method. In order to increase the compatibility of the polymers with the mineral and its hydrophobicity, they were subsequently chemically modified by replacing the hydroxyl groups with vinyls using glycidyl methacrylate (GMA). This procedure generated films with excellent water sorption stability and 15% lower water vapor permeability. This strategy also resulted in a 25% improvement in tensile strength, maintaining the same Young’s modulus and slight decrease in thermal stability (onset of degradation 14 ° C lower). The addition of BNT clay generates composite films with different mechanical, thermal and physical properties, however, there is a dependence between the amount of reinforcement and the structural distribution of the clay lamellae in the matrix. The chemical modifications were confirmed by H 1 NMR, FTIR, XRD and the films were characterized by XRD, sorption and water permeability, mechanical tests (traction, stretching and Young’s modulus) and TGA. The use of 1% w / w of this reinforcement generates composites with structurally exfoliated BNT, independently of the previous modification with glycidyl methacrylate. The formulation with 5% m / m generated intercalated composite films. Any other reinforcing content exhibits agglomerated (packaged) lamellar structures. It is noteworthy that in the formulations reinforced with 1% clay, there was an improvement of about 30% in tensile strength with 60% lower water permeability, for higher clayey loads. These facts indicate that the modifications proposed in this work have generated promising properties for the production of biodegradable packaging materials.

In order to study the influence of the insulator layer thickness in heterojunctions, (YBa2Cu3O7-δ[20nm]/ PrBa2Cu3Oy/La1/3Ca2/3MnO3[20nm])x20 superlattices were prepared by pulsed laser deposition using three PrBa2Cu3Oy layer thicknesses and two different sequences of deposition. Sample characterization showed primitive orthorhombic crystalline arrangement for YBCO and LCMO, however, a slightly disordered crystalline structure was observed for the sample having thicker PBCO layer. Microscopy analyses indicated influence of both parameters (PBCO thickness and sequence of deposition) on the texture of the upper layer. Electrostatic Force Microscopy analyses showed evident contrast on the phase images, what suggests that samples are conductive. Distinct surface aspect and highest contrast (highest shift in the electric mode phase image) were observed for the surface of the sample in which the sequence of deposition was inverted, with the YBCO ceramic as upper layer of the superlattice.