Infrared to visible up-conversion emission in Er3+/Yb 3+ codoped fluoro-phosphate glass-ceramics

Erbium Er3+ and ytterbium Yb3+ codoped fluoro-phosphate glasses belonging to the system NaPO3-YF 3-BaF2-CaF2 have been prepared by the classical melt-quenching technique. Glasses containing up to 10 wt% of erbium and ytterbium fluorides have been obtained and characterized using differential scanning calorimetry (DSC) and UV-visible and near-infrared spectroscopy. Transparent and homogeneous glass-ceramics have been then reproducibly synthetized by appropriate heat treatment above glass transition temperature of a selected parent glass. Structural investigations of the crystallization performed through X-ray diffractometry (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) have evidenced the formation of fluorite-type cubic crystals based during the devitrification process. Finally, infrared to visible up-conversion emission upon excitation at 975 nm has been studied on the Er3+ and Yb 3+ codoped glass-ceramics as a function of thermal treatment time. A large enhancement of intensity of the up-conversion emissions-about 150 times- has been observed in the glass-ceramics if compared to the parent glass one, suggesting an incorporation of the rare-earth ions (REI) into the crystalline phase. © 2012 The American Ceramic Society.

Piezoresponse force microscopy characterization of rare-earth doped BiFeO3 thin films grown by the soft chemical method

The multiferroic behavior with ion modification using rare-earth cations on crystal structures, along with the insulating properties of BiFeO3 (BFO) thin films was investigated using piezoresponse force microscopy. Rare-earth-substituted BFO films with chemical compositions of (Bi 1.00-xRExFe1.00O3 (x=0; 0.15), RE=La and Nd were fabricated on Pt (111)/Ti/SiO2/Si substrates using a chemical solution deposition technique. A crystalline phase of tetragonal BFO was obtained by heat treatment in ambient atmosphere at 500 °C for 2 h. Ion modification using La3+ and Nd3+ cations lowered the leakage current density of the BFO films at room temperature from approximately 10-6 down to 10-8 A/cm2. The observed improved magnetism of the Nd3+ substituted BFO thin films can be related to the plate-like morphology in a nanometer scale. We observed that various types of domain behavior such as 71° and 180° domain switching, and pinned domain formation occurred. The maximum magnetoelectric coefficient in the longitudinal direction was close to 12 V/cm Oe. © 2012 Elsevier Ltd and Techna Group S.r.l.

A compound model for the origin of Earth's water

One of the most important subjects of debate in the formation of the solar system is the origin of Earth's water. Comets have long been considered as the most likely source of the delivery of water to Earth. However, elemental and isotopic arguments suggest a very small contribution from these objects. Other sources have also been proposed, among which local adsorption of water vapor onto dust grains in the primordial nebula and delivery through planetesimals and planetary embryos have become more prominent. However, no sole source of water provides a satisfactory explanation for Earth's water as a whole. In view of that, using numerical simulations, we have developed a compound model incorporating both the principal endogenous and exogenous theories, and investigating their implications for terrestrial planet formation and water delivery. Comets are also considered in the final analysis, as it is likely that at least some of Earth's water has cometary origin. We analyze our results comparing two different water distribution models, and complement our study using the D/H ratio, finding possible relative contributions from each source and focusing on planets formed in the habitable zone. We find that the compound model plays an important role by showing greater advantage in the amount and time of water delivery in Earth-like planets. © 2013. The American Astronomical Society. All rights reserved.

Acid and alkaline phosphatase activity in broiler chicks fed with different levels of phytase and non-phytate phosphorus

Tartrate-resistant acid (ACP) and alkaline phosphatase (ALP) activities were evaluated in the serum and bone of broiler chicks fed with various amounts of non-phytate phosphorus (NPP) or phytase. Data were analysed using a 4×3 factorial design containing four NPP levels per period. Analyses were performed in chicks aged 1-21 days (0.21; 0.29; 0.37; 0.45 ppm) and 36-42 days (0.13; 0.21; 0.29; 0.37 ppm) and under three different phytase level treatments (0, 500 and 1000 FTU/kg) for each period. In 42-day-old animals, the serum ACP and ALP activities did not differ in response to NPP and phytase levels and bone ACP activity decreased with increased phosphorus levels. We observed effects on ALP activity by approximately 70% in lower phosphorus (0.13 and 0.21) levels without phytase. The phytase addition decreased (P<0.05) ALP values in lower phosphorus levels. The bone ALP and ACP levels of 21-day-old animals were not affected by phosphorus or phytase. Pi depletion induces a significant increase in alkaline phosphatase synthesis, suggesting that the function of this enzyme is downregulated by phosphorus. © 2013 Copyright Taylor and Francis Group, LLC.

Ethanol electro-oxidation in an alkaline medium using Pd/C, Au/C and PdAu/C electrocatalysts prepared by electron beam irradiation

Carbon-supported Pd, Au and bimetallic PdAu (Pd:Au 90:10, 50:50 and 30:70 atomic ratios) electrocatalysts were prepared using electron beam irradiation. The obtained materials were characterized by energy dispersive X-ray analysis (EDX), X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM), and their catalytic activities toward ethanol electro-oxidation were evaluated in an alkaline medium using electrochemical techniques, in situ attenuated total reflectance Fourier transformed infrared spectroscopy (ATR-FTIR) analysis and a single alkaline direct ethanol fuel cell (ADEFC). EDX analyses showed that the actual Pd: Au atomic ratios were very similar to the nominal ones. X-ray diffractograms of PdAu/C electrocatalysts evidenced the presence of Pd-rich (fcc) and Au-rich (fcc) phases. TEM analysis showed a homogeneous dispersion of nanoparticles on the carbon support, with an average size in the range of 3-5 nm and broad size distributions. Cyclic voltammetry (CV) and chronoamperometry (CA) experiments revealed the superior ambient activity toward ethanol electro-oxidation of PdAu/C electrocatalysts with Pd: Au ratios of 90:10 and 50:50. In situ ATR-FTIR spectroscopy measurements have shown that the mechanism for ethanol electro-oxidation is dependent on catalyst composition, leading to different reaction products, such as acetaldehyde and acetate, depending on the number of electrons transferred. Experiments on a single ADEFC were conducted between 50 and 900 C, and the best performance of 44 mW cm-2 in 2.0molL-1 ethanol was obtained at 850C for the Pd:Au 90:10 catalysts. This superior performance is most likely associated with enhancement of ethanol adsorption on Pd, oxidation of the intermediates, the presence of gold oxide-hydroxyl species, low mean particle diameters and better distribution of particles on the support. © 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Sinteses e caracterização de zeólitas para imobilização da lipase de Thermomyces lanuginous aplicada a produção de biodiesel a partir de óleo de palma via rota etílica

Pós-graduação em Microbiologia - IBILCE

Distribution and availability of copper, iron, manganese and zinc in the archaeological black earth profile from the Amazon region

Os solos de terra preta arqueológica são ricos em matéria orgânica, contêm fragmentos cerâmicos e artefatos líticos e apresentam nutrientes em concentrações mais elevadas do que outros tipos de solos. Com o intuito de contribuir com informações sobre concentrações de micronutrientes disponíveis em solos de terra preta, foram avaliadas através de extrações químicas sequenciais, a distribuição e disponibilidade de Cu, Fe, Mn e Zn em um perfil de terra preta arqueológica no município de Juruti, estado do Pará. As maiores concentrações de Cu, Fe, Mn e Zn no perfil são encontradas na fração residual. Este estudo mostrou que ferro, manganês e zinco são preferencialmente disponíveis a partir das frações, associados aos óxidos de Fe-Mn, variando de 1265,39 a 1818,12 mg kg^-1, 0,83 a 48,51 mg kg^-1 e 1,92 a 12,05 mg kg^-1, respectivamente, e o cobre a partir da matéria orgânica, variando de 0,13 a 0,45 mg kg^-1.

Nutrients in Amazonian Black Earth from Caxiuanã Region

Padrões de dispersão de nutrientes em terra preta Amazônica (TPA) podem dar informações sobre atividades antrópicas dos habitantes da Amazônia. Estudos sobre pH, fósforo disponível (P), matéria orgânica (MO) e os cátions trocáveis, Ca²⁺ e Mg²⁺, foram realizados em amostras de solos dos horizontes A₁ e A₂ ao longo de uma área com TPA (norte-sul e leste-oeste) em um sítio arqueológico denominado Ilha de Terra, na Unidade de Conservação Floresta Nacional de Caxiuanã, Município de Melgaço, Brasil. Os resultados indicaram que a MO e o Ca são os que apresentam maior dispersão. Correlações mais elevadas foram encontradas entre OM-Ca-Mg às proximidades da área central e levam a inferir que a dispersão geoquímica de MO, Ca, Mg e P em sítios arqueológicos com TPA está relacionada com atividades humanas pregressas.

Ensino de geografia: utilização de recursos computacionais (Google Earth) no ensino médio

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Mineralogy and chemistry of archaeological ceramic fragments from archaeological Dark Earth site in Colombian Amazon

Vários sítios arqueológicos de Terra Preta Arqueológica (TPA) encontrados na floresta Amazônica Colombiana também contêm alto conteúdo de fragmentos cerâmicos semelhantes aqueles da Amazônia Brasileira, como mostra o sítio Quebrada Tacana. Seus fragmentos cerâmicos são amarelo a cinza, exibem matriz argilosa calcinada envolvendo fragmentos de cariapé, carvão e partículas de cinza, grãos de quartzo e micas. A matriz é composta de metacaulinita a material amorfo, quartzo, folhas de micas, clorita e sepiolita. Cariapé e cauixi são constituídos de cristobalita, da mesma forma o carvão e as cinzas. Embora não detectados pela difração de raios x, os fosfatos devem estar presentes, pois foram detectados teores de P2O5 de até 2,90 %, possivelmente como fosfatos de alumínio, já que o conteúdo de Ca está abaixo 0,1 %, o que elimina a possibilidade da presença de apatita. Estas características mineralógicas e químicas permitem relacionar estes fragmentos cerâmicos com aqueles encontrados nos sítios de TPA no Brasil e reforça o fósforo como um importante componente químico, originado pelo contato dos vasos cerâmicos com os alimentos do cotidiano dos povos amazônicos pré-históricos.

The ceramic artifacts in archaeological black earth (terra preta) from Lower Amazon Region, Brazil: chemistry and geochemical evolution

Neste trabalho realizou-se a caracterização química de fragmentos de artefatos cerâmicos encontrados em sítios arqueológicos com terra preta no Baixo Amazonas (Cachoeira-Porteira, Pará, Brasil), representativos da cultura Konduri (de 900 a 400 anos AP). Esses fragmentos são constituídos de SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, Na₂O e P₂O₅, sendo que SiO₂ e Al₂O₃, juntos, perfazem mais de 80 % em peso. Os teores de P₂O,₅ são relativamente elevados (2,37 % em média) sob a forma de (Al,Fe)-fosfatos, incomuns em cerâmicas vermelhas primitivas, mas encontrados em algumas cerâmicas arqueológicas egípcias e romanas. As concentrações dos elementos traços são comparáveis ou mesmo inferiores ao nível crustal, embora a composição total seja próxima a mesma. A composição química (exceto P₂O₅) em conjunto com os dados mineralógicos e texturais indicam material saprolítico derivado de rochas ígneas félsicas ou rochas sedimentares como matéria-prima das cerâmicas. Os teores de K, Ca e Na mostram que os feldspatos e fragmentos de rochas foram adicionados ao material argiloso, como sugerido pela mineralogia. Os altos teores de sílica respondem pela presença de cauixi, cariapé e/ou areias quartzosas. Fósforo deve ter sido incorporadoà matriz argilosa da cerâmica, quando do cozimento de alimentos nos vasos cerâmicos, e ainda, em parte, durante a formação do perfil de solo tipo ABE sobre Latossolos Amarelos. A matéria prima e os temperos (cauixi, cariapé, rochas trituradas e fragmentos de vasos cerâmicos descartados) encontram-se disponíveis próximos aos sítios até a atualidade, e, portanto foram a área fonte dos mesmos para a confecção dos artefatos cerâmicos.

The ceramic artifacts in archaeological black earth (terra preta) from lower Amazon region, Brazil: Mineralogy

Sítios arqueológicos com Terra Preta, denominados de Terra Preta de Índio ou ainda Terra Preta Arqueológica (TPA) são muito freqüentes na Amazônia. As TPA geralmente contém fragmentos de vasos cerâmicos, por vezes abundantes, além de líticos, que são materiais de grande importância para os estudos arqueológicos. Para consubstanciar esses estudos, realizou-se pesquisas mineralógicas e químicas em fragmentos cerâmicos provenientes de dois sítios arqueológicos da região de Cachoeira-Porteira, Estado do Pará. Os fragmentos foram classificados segundo seus principais temperos em: cauixi, cariapé, areia+feldspatos e caco de vaso cerâmico. Mineralogicamente são compostos de quartzo, minerais de argila calcinados (especialmente caulinita), feldspatos (albita e microclínio), hematita, goethita, maghemita, variscita-estrengita, fosfatos amorfos, anatásio, e raramente apatita, rhabdophana e óxidos de Mn e Ba. Cauixi e cariapé são componentes orgânicos silicosos e amorfos a DRX. A composição mineralógica e a morfologia dos seus grãos indicam saprólito (material argiloso rico em quartzo) derivado de rochas ígneas félsicas de granulação fina ou rochas sedimentares ricas em argilominerais como matéria-prima dos vasos cerâmicos. Neste material argiloso cauixi, cariapé e/ou areias, ricas em sílica, foram intencionalmente adicionados. O elevado conteúdo de fosfatos de Al-Fe, amorfos ou como de baixa cristalinidade, originou-se a partir do contato entre a matriz argilosa da parede do vaso cerâmico com a solução aquosa quente durante o cozimento diário de alimentos de origem animal (principal fonte de fósforo). A cristalização dos fosfatos deve ter prosseguida mesmo depois que os vasos foram descartados, e juntos com os restos de matéria orgânica vegetal e animal incorporaram-se aos solos residuais. Participaram desta forma na formação dos solos tipo TPA.

Produção de zeólita analcima a partir de caulim amazônico

Na região norte do Brasil são encontradas grandes reservas minerais, as quais tem sido exploradas nas últimas décadas gerando normalmente grande volume de rejeito para o meio ambiente. No caso específico do caulim, o principal produto exportado é para cobertura de papel (commodity) que apresenta baixo valor agregado. Sua produção, também gera um rejeito volumoso composto essencialmente de caulinita, de elevada pureza, porem fora de especificação para cobertura de papel que é descartado e ou utilizado em outras aplicações menos nobre. Como as zeólitas são materiais mais nobres e apresentam na sua estrutura cristalina sílica e alumina este trabalho teve como um dos objetivos o desenvolvimento de processo de produção da zeólita analcima a partir de um rejeito de caulim menos nobre, diatomito e solução de hidróxido de sódio. Por outro lado, os métodos descritos na literatura para obtenção de zeólitas são desenvolvidos em meio alcalino e utilizam normalmente um excesso de hidróxido de sódio no meio reacional ocasionado problema econômico e ambiental. Assim este trabalho descreve o processo de síntese da zeólita analcima semi-contínuo, no qual o excesso de hidróxido utilizado foi recuperado e reutilizado em um novo ciclo de processo. O processo foi desenvolvido em cinco ciclos consecutivos em autoclave através da reação de caulim calcinado, diatomito como fonte de sílica adicional, solução aquosa de hidróxido de sódio fresco e solução de hidróxido de sódio reciclada. A reação do processo foi desenvolvida a 210 °C por 24 h. O produto obtido no final de cada ciclo foi a zeólita analcima caracterizada por fluorescência de raios X, difração de raios, análise termogravimétrica-térmica diferencial, e microscopia eletrônica de varredura. O processo de produção de analcima apresentou elevado rendimento e o reaproveitamento do hidróxido de sódio por meio de reciclo mostrou-se tecnicamente viável.

Characterization and distribution of pyrogenic carbon in a fraction of archaeological black earth from Caxiuanã

This study aims to determine the atomic ratio of O/C in an archaeological black earth (ABE) profile of the Ilha de Terra site, a region of Caxiuanã in the Pará State, Brazil, to determine the types of pyrogenic carbon (PyC) particles and to infer the source of biomass and burning temperature necessary to produce the PyC. The O/C ratios were monitored using scanning electron microscopy combined with energy dispersive spectroscopy (SEM/EDS). The results indicated atomic ratios for clay, silt and fine sand fractions that were between those registered for the PyC particles types: condensed combustion (CC) (0.09, 0.1, 0.13), charcoal (0.32, 0.31, 0.34) and char (0.43, 0.45, 0.52). CC is the predominant type of particle found because of the high firing temperature (> 350 °C), which is consistent with the probable biomass sources of wood, cellulose and lignin.

Estudos estruturais em vidros e vitrocerâmicas contendo 'PBF IND.2'-'CDF IND.2

Pós-graduação em Química - IQ