899 resultados para Titanium dioxide -- Synthesis
Resumo:
A radioatividade natural presente em solos, rochas e materiais de construção, devida ao 40K e às séries radioativas do 232Th e 238U é a principal contribuição à exposição externa aos seres humanos. Neste trabalho, determinou-se as concentrações de atividade de 226Ra (da série do 238U), 232Th e 40K presentes em 50 amostras de tintas látex de cor branca comercializadas no Brasil, especificamente, 15 do tipo econômico, 15 do tipo standard, 20 do tipo premium e em uma amostra de dióxido de titânio. As amostras foram seladas e armazenadas por um período mínimo de 30 dias para se alcançar o equilíbrio radioativo secular nas séries do 238U e do 232Th e medidas pela técnica analítica de espectrometria gama de alta resolução. As concentrações de atividade foram calculadas utilizando-se as médias ponderadas pelas incertezas do 214Pb e 214Bi para o 226Ra e médias ponderadas pelas incertezas do 228Ac, 212Pb e 212Bi para o 232Th. A concentração de atividade do 40K foi determinada pela sua transição única de 1460,8 keV. Fatores de autoatenuação gama foram calculados e utilizados para correção da concentração de atividade das amostras com densidade maior que 1,0 g.cm-3. Os índices radiológicos equivalente em rádio (Raeq), índice de concentração de atividade (Iγ), índice de risco à exposição gama interna (Hin), o índice de risco à exposição gama externa (Hex) e a taxa de dose (D) e dose efetiva anual (Def) foram calculados a partir das concentrações de atividade do 226Ra, 232Th e 40K. As concentrações de atividade de 226Ra das tintas variaram entre valores abaixo da atividade mínima detectável e 38,7 Bq.kg-1, as de 232Th variaram entre valores abaixo da atividade mínima detectável e 101,2 Bq.kg-1 e as de 40K variaram entre valores abaixo da atividade mínima detectável e 256 Bq.kg-1. O Raeq variou entre 1,41 Bq.kg-1 e 203 Bq.kg-1, o Iγ variou entre 0,0047 e 0,720, o Hin variou entre 0,0076 e 0,653 e o Hex variou entre 0,0038 e 0,549. A taxa de dose variou de 0,170 nGy.h-1 a 21,3 nGy.h-1 e a dose efetiva anual variou entre 0,83 μSv.a-1 e 104,2 μSv.a-1. Estes resultados mostram que as concentrações de atividades das tintas utilizadas neste estudo estão abaixo dos limites recomendados por Hassan et al. para Raeq (370 Bq.kg-1), pela Comissão Européia para o Iγ (limite de 2 para materiais superficiais) e pela Organização para Cooperação Econômica e Desenvolvimento para Hin e para Hex (ambos com limite de 1), para todas as 50 amostras estudadas, mostrando assim a segurança destas tintas com relação a proteção radiológica.
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Titanium dioxide nanoparticles prepared in situ by sol–gel method were supported on a spherical activated carbon to prepare TiO2/AC hybrid photocatalysts for the oxidation of gaseous organic compounds. Additionally, a granular activated carbon was studied for comparison purposes. In both types of TiO2/AC composites the effect of different variables (i.e., the thermal treatment conditions used during the preparation of these materials) and the UV-light wavelength used during photocatalytic oxidation were analyzed. The prepared materials were deeply characterized (by gas adsorption, TGA, XRD, SEM and photocatalytic propene oxidation). The obtained results show that the carbon support has an important effect on the properties of the deposited TiO2 and, therefore, on the photocatalytic activity of the resulting TiO2/AC composites. Thus, the hybrid materials prepared over the spherical activated carbon show better results than those prepared over the granular one; a good TiO2 coverage with a high crystallinity of the deposited titanium dioxide, which just needs an air oxidation treatment at low-moderate temperature (350–375 °C) to present high photoactivity, without the need of additional inert atmosphere treatments. Additionally, these materials are more active at 365 nm than at 257.7 nm UV radiation, opening the possibility of using solar light for this application.
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In the field of energy saving, finding composite materials with the ability of coloring upon both illumination and change of the applied electrode potential keeps on being an important goal. In this context, chemical bath deposition of Ni(OH)2 into nanoporous TiO2 thin films supported on conducting glass leads to electrodes showing both conventional electrochromic behavior (from colorless to dark brown and vice versa) together with photochromism at constant applied potential. The latter phenomenon, reported here for the first time, is characterized by fast and reversible coloration upon UV illumination. The bleaching kinetics shows first order behavior with respect to the NiIII centers in the film, and an order 1.2 with respect to electrons in the TiO2 film. From a more applied point of view, this study opens up the possibility of having two-mode smart windows showing not only conventional electrochromism but also reversible darkening upon illumination.
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Atualmente assiste-se a um grave problema de salubridade visual das cidades, designadamente no espaço edificado/ construído. A sujidade é uma ameaça que, junto com os graffitis, tem contribuído para a degradação precoce dos espaços urbanos. A fim de se enfrentar este problema, que tem vindo a proliferar nas cidades, um pouco por todo o mundo, a presente dissertação de mestrado ambiciona contribuir para a sistematização da informação existente sobre a produção e caracterização de argamassas de auto-limpeza. As argamassas de auto-limpeza são produzidas por uma de duas formas: com a adição de nanopartículas de dióxido de titânio (TiO2) na sua matriz ou com a aplicação de um filme fino à base de TiO2 na sua superfície. Esta segunda é apontada como a técnica mais eficaz e económica. Salienta-se o facto do TiO2 ser um dos nanomateriais mais utilizados na construção pelas suas propriedades fotocatalíticas que o capacitam como um dos mais exímios fotocatalisadores, aquando da fotocatálise heterogénea. É graças ao processo de fotodegradação química da fotocatálise, que na presença de luz solar e da ação da água, que o TiO2 é ativado, desencadeando reações químicas que aumentam a eficácia e eficiência fotocatalítica. Analisou-se um conjunto de trabalhos de investigação recentes que comprovam que o uso das argamassas de auto-limpeza é adequado e benéfico em intervenções em edifícios novos como em obras de conservação e reabilitação de edifícios antigos. Além de reduzirem os investimentos em obras de limpeza, manutenção/conservação e reabilitação, prolongam a conservação das fachadas e melhoram os níveis da qualidade do ar. Apesar do crescente número de patentes pedidas e concedidas nesta área, as normas aplicáveis ainda não se encontram uniformizadas. Nesse sentido, a experiência do Japão deve ser tida como exemplo para que os restantes países desenvolvam de forma consensual as suas próprias normas e patentes, permitindo, futuramente, conferir maior credibilidade, segurança no uso dos nanomateriais e uma maior permeabilidade no setor da construção. Elencam-se alguns nano-produtos à base de nano TiO2 comercializados que têm vindo a ser aplicados sobretudo na China, Japão e na Alemanha.
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The airway epithelium is the first point of contact in the lung for inhaled material, including infectious pathogens and particulate matter, and protects against toxicity from these substances by trapping and clearance via the mucociliary escalator, presence of a protective barrier with tight junctions and initiation of a local inflammatory response. The inflammatory response involves recruitment of phagocytic cells to neutralise and remove and invading materials and is oftern modelled using rodents. However, development of valid in vitro airway epithelial models is of great importance due to the restrictions on animal studies for cosmetic compound testing implicit in the 7th amendment to the European Union Cosmetics Directive. Further, rodent innate immune responses have fundamental differences to human. Pulmonary endothelial cells and leukocytes are also involved in the innate response initiated during pulmonary inflammation. Co-culture models of the airways, in particular where epithelial cells are cultured at air liquid interface with the presence of tight junctions and differentiated mucociliary cells, offer a solution to this problem. Ideally validated models will allow for detection of early biomarkers of response to exposure and investigation into inflammatory response during exposure. This thesis describes the approaches taken towards developing an in vitro epithelial/endothelial cell model of the human airways and identification biomarkers of response to exposure to xenobiotics. The model comprised normal human primary microvascular endothelial cells and the bronchial epithelial cell line BEAS-2B or normal human bronchial epithelial cells. BEAS-2B were chosen as their characterisation at air liquid interface is limited but they are robust in culture, thereby predicted to provide a more reliable test system. Proteomics analysis was undertaken on challenged cells to investigate biomarkers of exposure. BEAS-2B morphology was characterised at air liquid interface compared with normal human bronchial epithelial cells. The results indicate that BEAS-2B cells at an air liquid interface form tight junctions as shown by expression of the tight junction protein zonula occludens-1. To this author’s knowledge this is the first time this result has been reported. The inflammatory response of BEAS-2B (measured as secretion of the inflammatory mediators interleukin-8 and -6) air liquid interface mono-cultures to Escherichia coli lipopolysaccharide or particulate matter (fine and ultrafine titanium dioxide) was comparable to published data for epithelial cells. Cells were also exposed to polymers of “commercial interest” which were in the nanoparticle range (and referred to particles hereafter). BEAS-2B mono-cultures showed an increased secretion of inflammatory mediators after challenge. Inclusion of microvascular endothelial cells resulted in protection against LPS- and particle- induced epithelial toxicity, measured as cell viability and inflammatory response, indicating the importance of co-cultures for investigations into toxicity. Two-dimensional proteomic analysis of lysates from particle-challenged cells failed to identify biomarkers of toxicity due to assay interference and experimental variability. Separately, decreased plasma concentrations of serine protease inhibitors, and the negative acute phase proteins transthyretin, histidine-rich glycoprotein and alpha2-HS glycoprotein were identified as potential biomarkers of methyl methacrylate/ethyl methacrylate/butylacrylate treatment in rats.
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Lo studio è orientato alla determinazione dei rischi tossici posti dalle nanoparticelle di diossido di titanio rilasciate in ambiente marino. L’organismo modello utilizzato per questo studio è la diatomea Thalassiosira pseudonana, la quale è stata scelta per la sua semplicità biologica unita alla fondamentale rilevanza nella catena alimentare e nell’ecosistema marino. Oltre alle nanoparticelle prodotte industrialmente, questo studio ha lo scopo di determinare e confrontare la tossicità delle nanoparticelle utilizzate in alcuni prodotti di cura personale (in particolare crema solare e dentifricio), estraendole direttamente da essi. I nostri risultati mostrano una notevole ridondanza nel legame tra la natura (il tipo) delle nanoparticelle e l’inibizione della normale crescita delle diatomee, che supera la correlazione con tutti gli altri parametri monitorati (concentrazione di nanoparticelle, tempo di esposizione, pH, carica superficiale e dimensione delle particelle stesse), sebbene gli altri parametri risultino direttamente legati agli effetti inibitori. Tali risultati suggeriscono un’intensificazione della ricerca nell’ambito delle nanotecnologie, orientata allo sviluppo di nanomateriali “sostenibili”, ovvero dei quali sono note le potenzialità di impiego, ma anche gli aspetti negativi, che possono di conseguenza essere monitorati con maggiore consapevolezza.
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In this work, the oxidation and mineralization of paracetamol, based in an advanced oxidative process promoted by heterogeneous photocatalysis, was evaluated. The action of two photocatalysts (titanium dioxide, and a composite based on the association between titanium dioxide and zinc phthalocyanine dye) was studied. First of all, experiments in laboratory scale were performed using as radiation font a 400 W high pressure mercury lamp. The mineralization of paracetamol, promoted by both photocatalysts, was evaluated working with 4L of solution containing 10 mg L-1 of paracetamol and 100 mg L-1 of photocatalyst. To find the best experimental conditions, the influence of hydrogen peroxide concentration and pH was evaluated for the reactions. The best results for the reactions in laboratory scale was obtained using 33,00 mg L-1 of hydrogen peroxide in natural pH (6,80). Under these conditions, 100% oxidation was reached in just 40 minutes of reaction using TiO2 P25, while the mineralization was 78%. Using the composite, the mineralization was 63% in 2 hours of reaction and a oxidation of almost 100% was reached after 60 minutes. A CPC reactor (compound parabolic concentrator) was employed in the expanded work scale, using the sun as irradiation source. In this case the experiments were performed using 50 L of aqueous solution containing 10 mg L-1 of paracetamol and 100 mg L-1 of photocatalyst. The assays were done at pH 3,00 and natural pH (6,80). The used concentration of hydrogen peroxide was 33,00 mg L-1, adopted after laboratory scale studies. The reaction at pH 3,00 shows to be more advantageous, since under natural pH (6,80), the use of deionized water was necessary to prepare the solutions, probably because the deleterious action of carbonate ions, known hydroxyl radical scavengers. Using solar irradiation, the reaction mediated by the composite was more efficient when compared with the assays under laboratory scale since the composite presents the advantage of promoting a better use of visible radiation. Under these conditions, the mineralization increased from 40% to 56% under pH 3,00. At natural pH the oxidation occurred more slowly and the mineralization decreased from 56% to 50%. Thus, the use of pH 3,00 will be more interesting in real scale applications, even if it is necessary the pH correction before the discard of the treated effluent to the environment.
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The main goal of this thesis is to show the versatility of glancing angle deposition (GLAD) thin films in applications. This research is first focused on studying the effect of select deposition variables in GLAD thin films and secondly, to demonstrate the flexibility of GLAD films to be incorporated in two different applications: (1) as a reflective coating in low-level concentration photovoltaic systems, and (2) as an anode structure in dye-sensitized solar cells (DSSC). A particular type of microstructure composed of tilted micro-columns of titanium is fabricated by GLAD. The microstructures form elongated and fan-like tilted micro-columns that demonstrate anisotropic scattering. The thin films texture changes from fiber texture to tilted fiber texture by increasing the vapor incidence angle. At very large deposition angles, biaxial texture forms. The morphology of the thin films deposited under extreme shadowing condition and at high temperature (below recrystallization zone) shows a porous and inclined micro-columnar morphology, resulting from the dominance of shadowing over adatom surface diffusion. The anisotropic scattering behavior of the tilted Ti thin film coatings is quantified by bidirectional reflectance distribution function (BRDF) measurements and is found to be consistent with reflectance from the microstructure acting as an array of inclined micro-mirrors that redirect the incident light in a non-specular reflection. A silver-coating of the surface of the tilted-Ti micro-columns is performed to enhance the total reflectance of the Ti-thin films while keeping the anisotropic scattering behavior. By using such coating is as a booster reflector in a laboratory-scale low-level concentration photovoltaic system, the short-circuit current of the reference silicon solar cell by 25%. Finally, based on the scattering properties of the tilted microcolumnar microstructure, its scattering effect is studied as a part of titanium dioxide microstructure for the anode in DSSCs. GLAD-fabricated TiO2 microstructures for the anode in a DSSC, consisting of vertical micro-columns, and combined vertical topped with tilted micro-columns are compared. The solar cell with the two-part microstructure shows the highest monochromatic incident photon to current efficiency with 20% improvement compared to the vertical microstructure, and the efficiency of the cell increases from 1.5% to 2% due to employing the scattering layer.
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Currently, there is increasing use of nanomaterials in the food industry thanks to the many advantages offered and make the products that contain them more competitive in the market. Their physicochemical properties often differ from those of bulk materials, which require specialized risk assessment. This should cover the risks to the health of workers and consumers as well as possible environmental risks. The risk assessment methods must go updating due to more widespread use of nanomaterials, especially now that are making their way down to consumer products. Today there is no specific legislation for nanomaterials, but there are several european dispositions and regulations that include them. This review gives an overview of the risk assessment and the existing current legislation regarding the use of nanotechnology in the food industry.
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An anthraquinone dye, Remazol brilliant blue R, RBBR, is used to create an indicator which can function as: (i) a UV dosimeter, (ii) an O2 indicator and (iii) a ‘Consume within’ indicator, CWI, for fresh, refrigerated foods. The dye is encapsulated in an ink containing a polymer, glycerol and a UV-activated semiconductor photocatalyst, titanium dioxide. When cast as a film, the dye is readily reduced by the TiO2 photocatalyst nanoparticles, thereby changing the colour of the film from blue to yellow, via a transitional green colour. The RBBR indicator is appropriately formulated, and covered with a film of Sellotape, which acts as an O2 barrier, so as to act as a sunburn warning indicator for people with skin type II. In the absence of the layer of Sellotape the RBBR indicator is used as an, albeit slow, sensor for measuring ambient levels of O2. Finally, by keeping the Sellotape layer, a UV-activated, yellow-coloured, RBBR indicator film is found to take ca. 42 h at 5 °C in ambient air to attain a green colour, and, on this basis, it is demonstrated as a possible CWI for refrigerated fresh foods.
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Thesis (Master's)--University of Washington, 2016-09
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Desde da antiguidade que o ser humano se preocupa com a sua aparência externa, em especial com a pele. Para além do desenvolvimento de cosméticos, surgiram também produtos mais complexos, os cosmecêuticos, que diferem dos cosméticos devido a poderem influenciar a função biológica da pele, causando modificações positivas e duráveis. O conceito de sustentabilidade é usado para definir ações e atividades humanas que visam suprir as necessidades atuais dos seres humanos, sem comprometer o futuro das próximas gerações. Ou seja, a sustentabilidade está diretamente relacionada ao desenvolvimento económico e material sem agredir o meio ambiente, utilizando os recursos naturais de forma inteligente para que eles se mantenham no futuro. Seguindo estes parâmetros, a humanidade pode garantir o desenvolvimento sustentável. As borras de café são consideradas como um subproduto alimentar, sem grande reutilização, o que promove danos no impacto ambiental. Por outro lado, as borras de café podem exercer grandes benefícios para a pele, pois são consideradas excelentes exfoliantes naturais com propriedades refirmantes. Os produtos à base de cafeína são aliados no combate à celulite, na estimulação da regeneração celular e da circulação sanguínea, bem como, no rejuvenescimento e revitalização da pele. Este trabalho consistiu no desenvolvimento de um sabonete, contendo borras de café, como forma de reaproveitamento de um subproduto alimentar rico em cafeína, com o intuito de obter produtos com boas propriedades cosméticas e elevada estabilidade física e química. As borras de café foram analisadas em termos da sua estabilidade física e química através de ensaios de estabilidade acelerada por centrifugação, textura, reologia e doseamento do teor de cafeína por HPLC. Os resultados obtidos através do controlo físico-químico dos sabonetes, da determinação do potencial irritante cutâneo e da análise sensorial efectuada em voluntários humanos, demonstraram que é possível preparar sabonetes de borra de café com boa estabilidade físico-química, boa tolerância cutânea e com características sensoriais adequadas, utilizando uma base de sabão constituída pelos ingredientes (INCI): Sodium Palmate, Sodium Palm Kernelate, Aqua (water), Glycerine, Fragância de café, Sodium Chloride, Butyrospermum Parkii Butter (Shea Butter), CI 778911 (Titanium Dioxide), Tetrasodium EDTA, CI 77499, Linalool e à qual foi adicionada 5% de borras de café.