Mechanism of the formation and properties of antimony polyphosphate

Formation of antimony polyphosphate using Sb2O3 and/or (NH4)2HPO4 and NH4H 2PO4 as starting materials has been simulated by thermal analysis technique. The elimination of water and ammonia molecules induced by heating leads to the formation of intermediate ammonium polyphosphate, which subsequently reacts with Sb2O3. Morphologically, vitreous Sb(PO3)3 is composed of plaques having irregular shapes. Infrared spectra and NMR study is consistent with tetrametaphosphate anion arrangement. The compound is thermally unstable and may be recommended as a donor of -O-P-O- linkers in the preparation of special phosphate glasses. © 2005 Akadémiai Kiadó, Budapest.

Sintering of cobalt and strontium doped lanthanum chromite obtained by combustion synthesis

Lanthanum chromite (LaCrO3) is one of the most adequate materials for use as interconnector in solid oxide fuel cell (SOFC) applications, due to its intrinsic properties, namely its good electrical conductivity and resistance to environment conditions in fuel cell operations. Due to difficulties in sintering, additives are usually added to help in the densification process. In this work, the influence of added cobalt and strontium, in the sintering of LaCrO3 obtained by combustion synthesis was studied. The starting materials were respectively nitrates of chromium, lanthanum, cobalt and strontium, and urea was used as fuel. The results show that by increasing the strontium and cobalt concentrations it is possible to reduce the temperature of sintering. Using both additives, the sintering processes took place in lesser times than normally used for this material, as well as greater values of density were attained.

Physicochemical analysis of Ti-Si-B powder aalloys

Titanium alloys of Ti-Si-B system were manufactured by blended elemental powder method using Ti, Si and B powders as starting materials. It was found that uniaxial and isostatic pressing followed by hot pressing at around 1000°C, for 20 minutes, provided good densification of such alloys. The physicochemical studies were performed by means of scanning electron microscopy, X-ray diffraction, atomic force microscopy and microindentation/wear tests. The investigations revealed a multiphase microstructure formed mainly by α-titanium, Ti6Si2B, Ti5Si3, TiB and Ti3Si phases. The phase transformations after pressureless sintering at 1200°C was also studied by X-ray diffraction for the Ti-18Si-6B composition. As stated in some other researches, these intermetallics in the α-titanium matrix provide high wear resistance and hardness, with the best wear rate of 0.2 mm3/N.m and the highest hardness of around 1300 HV. © (2012) Trans Tech Publications, Switzerland.

Syntheses of bismuth titanate templates obtained by the molten salt method

Bismuth titanate templates (Bi4Ti3O12) were synthesized by the molten salt method in Na2SO4 and K2SO4 fluxes, using an amorphous Bi4Ti 3O12 precursor and a mechanically mixed Bi 2O3+TiO2 mixture as the starting materials. The templates were characterized by means of X-Ray Diffraction, FT-IR, FT-Raman, FEG-SEM and TEM. The templates are free of secondary phases and present orthorhombic structure with orientation in the c-plane. FT-IR suggests no traces of sulfate groups revealing that the molten salt synthesis was beneficial for elimination of inorganic species and for the arrangement of individual nanocrystals into ordered lattices. FEG-SEM analyses of BIT templates revealed that most of the grains were homogeneous with a length of 3.1 μm and a width of 0.3 μm and had plate-like morphology. TEM investigations show that the c-axis of the perovskite units is parallel to the thickness direction of the grains and no liquid-phase was formed during BIT phase formation. © 2013 Elsevier Ltd and Techna Group S.r.l.

Síntese e caracterização do sistema vítreo (1-x) NaPO 3 – (x)WO 3

Pós-graduação em Ciência dos Materiais - FEIS

Estudo da influência do tempo de reação e do teor de “Na” na síntese de zeólitas

Este trabalho objetiva sintetizar zeólita tipo “A” utilizando como matéria-prima caulim de enchimento. A síntese das Zeolitas foi realizada em curto tempo e sem agitação. Os materiais de partida e o produto obtido foram identificados e caracterizados por Difração de Raios X (DRX), Espectrometria de Fluorescência de Raios X, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Análise Granulométrica e Análise Térmica Diferencial e Gravimétrica (DTA e TG). No processo de síntese foi utilizado como fonte de sílica e alumina o metacaulim, que foi calcinado na temperatura de 600 °C, por 2 horas de patamar de queima em um forno tipo mufla. Como fonte de sódio se utilizou uma solução de hidróxido de sódio 5 M, no sistema também foi adicionado água destilada. Foram realizadas diversas sínteses no interior de uma estufa a 110 °C. A variação no tempo de reação e no teor de sódio foram as variáveis estudadas no processo. Os resultados da síntese da zeólita A se mostraram satisfatório, principalmente no tempo de 10 h e com a relação Al/Na = 0,57. O tempo de reação e a quantidade de sódio são diretamente proporcionais à formação de outra fase zeolítica denominada hidroxisodalita. A partir da zeólita A, por troca iônica com uma solução de cloreto de cálcio foi possível obter a zeólita 5A sem agitação.

Utilização de rejeito de caulim da Amazônia na síntese da zeólita A

Zeólita A e hidroxisodalita foram sintetizadas a partir de um rejeito industrial do processo de beneficiamento de caulim para papel, de indústrias da região amazônica. Esse rejeito é composto essencialmente por caulinita e possui razão SiO2/Al2O3 igual à requerida para esses dois tipos de zeólitas. Dessa maneira, o processo de síntese passou por duas etapas: primeiramente o caulim foi submetido ao tratamento térmico, através de calcinação a 700 °C por 2 h, para transformação de caulinita em metacaulinita. A metacaulinita obtida reagiu com NaOH em solução, em condições hidrotermais, através de autoclavagem estática, nas temperaturas de 80, 110 e 150 °C por 24 h. Os materiais de partida foram identificados e caracterizados por difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) e os produtos sintetizados, por meio de DRX, MEV, análises térmica diferencial e termogravimétrica, e espectroscopia de infravermelho. No processo realizado a 150 ºC foi obtida uma mistura de zeólita A e hidroxisodalita. A 110 ºC houve a formação de zeólita A. Contudo, na menor temperatura de síntese (80 °C) não houve formação de material cristalino para as condições do processo estabelecidas.

Desenvolvimento de processos de síntese de sodalita a partir de rejeitos de caulins da região Amazônica

No estudo da síntese de Sodalita foram utilizados dois rejeitos de caulins provenientes de duas empresas de beneficiamento de caulim para cobertura de papel, localizadas na região Amazônica, que operam na região do Rio Capim (CRC) e do Rio Jari (CRJ). Além desses rejeitos, também foi utilizado como fonte de alumina e sílica o metacaulim, obtida através da calcinação dos caulins (MRC e MRJ, respectivamente). Dessa forma, para obter informações das suas características foram realizadas análises químicas e mineralógicas destes caulins. A síntese da Sodalita foi realizada variando alguns parâmetros, como material de partida: partindo-se diretamente de caulim nas temperaturas de 80, 100, 120 e 150 °C; e, partindo-se de metacaulim na temperatura de 95 °C. Posteriormente, as sínteses foram realizadas variando-se as soluções básicas a fim de verificar a influencia da presença dos íons OH^-, Cl^- e CO₃^2-, bem como a influencia da relação Na₂O/Al₂O₃ na síntese, com a temperatura fixa em 95 ºC para o material de partida MRC. Verificou-se ainda, a influência da temperatura de síntese variando as em 85, 90 e 95 °C, fixando-se a relação Na₂O/Al₂O₃ na mistura reacional para determinar as condições ótimas de síntese de Sodalita. Os materiais de partida e os produtos de síntese foram identificados e caracterizados através de DRX, FRX, MEV, ATD/TG e EIV. O método de síntese que apresentou melhor resultado foi utilizou o metacaulim como material de partida, com solução NaOH + Na₂CO₃ apresentando relação Na₂O/Al₂O₃de 3,89 conduzida sob agitação, a 95°C, pressão atmosférica e tempo de 4 horas, para os dois tipos de caulins (CRC e CRJ). A utilização do metacaulim MRC, a partir do caulim do Rio Capim, nas condições mencionadas acima obteve-se a conversão de 86,5% em massa de Sodalita, e o metacaulim MRJ, caulim do Rio Jari, a conversão foi de 73,6% em sodalita. No que se refere ao tamanho de poros, os produtos partindo de metacaulim tanto do Rio Capim quanto do Rio Jari foram caracterizados como materiais mesoporosos, porém o produto partindo de metacaulim do Rio Jari apresentou maior área especifica.

Zeólita A sintetizada a partir de rejeitos do processo de beneficiamento de caulim

No processo de síntese da zeólita A decidiu-se testar uma matéria-prima alternativa e mais econômica como fonte de sílica e alumínio, pela utilização de rejeitos da indústria do caulim para papel. As zeólitas são substâncias cristalinas com estrutura caracterizada por um arcabouço de tetraedros interligados, cada um consistindo de quatro átomos de oxigênio envolvendo um cátion. O desenvolvimento de processos de síntese de zeólitas desperta um grande interesse para utilização nas áreas de purificação, catálise e adsorção. Os materiais de partida para a síntese da zeólita A constituíram-se de rejeitos de beneficiamento de caulim para papel de empresas do estado do Pará. A zeólita foi obtida após calcinação em 85 e 110 ºC durante 24 h. A caracterização dos materiais de partida foi feita por difração de raios X, análise química, análise térmica gravimétrica e térmica diferencial, e microscopia eletrônica de varredura. A caracterização da zeólita A foi feita por difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. Os rejeitos de caulim utilizados como materiais precursores mostraram ser compostos essencialmente pelo mineral caulinita. Para as temperaturas e tempo empregados na síntese foi possível a formação da fase cristalina da zeólita A, para os dois materiais precursores.

Estudos computacionais e sintéticos visando o planejamento racional de novos agentes anticolinesterásicos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação da promiscuidade catalítica de soroalbuminas em sínteses orgânicas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Transesterification of Palm Oil Catalyzed by Pseudomonas fluorescens Lipase in a Packed-Bed Reactor

Transesterification of palm oil with ethanol catalyzed by Pseudomonas fluorescens lipase immobilized on epoxy-polysiloxane-polyvinyl alcohol composite (epoxy-SiO2-PVA) was performed in a continuous packed-bed reactor (PBR). Two strategies were used for improving the miscibility of the substrates: the addition of the organic solvent tert-butanol and the surfactant Triton X-100. Results were compared to those obtained in a solventless reactor, which displayed a biphasic system that passed through the reactor. Using this system, the ethyl ester yield of 61.6 +/- 1.2% was obtained at steady state. Both Triton X-100 and tert-butanol systems were found to be suitable to promote the miscibility of the starting materials; however, the use of Triton X-100 reduced the yield to levels lower than 20%, because of the enzyme desorption from the support surface, as confirmed by scanning electron microscopy analysis. The best performance was found for the reactor running in the presence of tert-butanol which resulted in a stable operating system and an average yield of 87.6 +/- 2.5%. This strategy also gave high biocatalyst operational stability, revealing a half-life of 48 days and an inactivation constant of 0.6 X 10(-3) h(-1).

Tellurium in organic synthesis: a general approach to buteno- and butanolides

The naturally occurring butanolides (-)-blastmycinolactol, (+)-blastmycinone, (-)-NFX-2, (+)-anti-mycinone as well as the four stereoisomers of the butenolide Acaterin were prepared in high enantiomeric purity using hydroxy-vinyl tellurides as starting materials. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Functionalization of gold and silver nanoparticles with diphenyl dichalcogenides probed by surface enhanced Raman scattering

This paper describes a surface-enhanced Raman scattering (SERS) systematic investigation regarding the functionalization of gold (Au) and silver (Ag) nanoparticles with diphenyl dichalcogenides, i.e. diphenyl disulfide, diphenyl diselenide, and diphenyl ditelluride. Our results showed that, in all cases, functionalization took place with the cleavage of the chalcogenchalcogen bond on the surface of the metal. According to our density functional theory calculations, the molecules assumed a tilted orientation with respect to the metal surface for both Au and Ag, in which the angle of the phenyl ring relative to the metallic surface decreased as the mass of the chalcogen atom increased. The detected differences in the ordinary Raman and SERS spectra were assigned to the distinct stretching frequencies of the carbonchalcogen bond and its relative contribution to the ring vibrational modes. In addition, the SERS spectra showed that there was no significant interaction between the phenyl ring and the surface, in agreement with the tilted orientation observed from our density functional theory calculations. The results described herein indicate that diphenyl dichalcogenides can be successfully employed as starting materials for the functionalization of Au nanoparticles with organosulfur, organoselenium, and organotellurium compounds. On the other hand, diphenyl disulfide and diphenyl diselenide could be employed for the functionalization of Ag nanoparticles, while the partial oxidation of the organotellurium unit could be detected on the Ag surface. Copyright (C) 2011 John Wiley & Sons, Ltd.

Synthesis and properties of substituted Hg-based superconductors

This thesis is focused on studies of substituted Hg-based superconducting copper oxides ((Hg1-xMx)Ba2Can-1CunO2n+2+δ). These compounds are promising objects of investigation, not only from a fundamental point of view but also because of their high values of superconducting transition temperature (Tc) and irreversibility field (Hirr). The first part of the thesis is devoted to optimization of the synthesis procedure for Hg-based cuprates. The influence of different parameters (T, t, p(Hg), p(O2)) on the synthesis of these compounds in sealed silica tubes was studied. Optimal conditions yielded samples containing up to 95% of HgBa2Ca2Cu3O8+δ (Hg-1223). The formation of solid solutions with the formula (Hg1-xCux)Ba2Ca2Cu3O8+δ (where x <= 0.5) was also established. Another technique was developed, using LiF as a flux, for synthesis of samples containing up to 90% of the HgBa2CaCu2O6+δ (Hg-1212) phase. The second part concerns synthesis and studies of oxyfluorides using Hg-1212 and Hg-1223 as starting materials together with XeF2 as a fluorinating agent. It was found that oxyfluorides of both phases have a parabolic dependence of Tc vs. a parameter as well as enhanced Tc values (ΔT ≈ 3-4 K) in comparison with optimally doped non-fluorinated analogues. The crystal structure of Hg-1223 oxyfluoride was studied by X-ray powder and neutron diffraction methods. It is suggested that chemical modification of the crystal structure leads to a decrease in Cu-O distance without noticeable change in Cu-O-Cu angle (in the (CuO2) layers), which may be the significant factors influencing this Tc increase. Hg-1223 oxyfluoride was also studied under high pressure for first time. It was found that this compound has a record-high Tc value (≈ 166 K) at P ≈ 23 GPa. The last part describes the investigation of substituted Hg-based superconductors in the series (Hg0.9M0.1)Ba2CuO4+δ {(Hg,M)-1201}, where M = Tl, Pb, W, Mo, Nb and V. A comprehensive study of these compounds by various methods (X-ray powder diffraction, EDX, IR-, EXAFS- and XANES -spectroscopy) indicated that the change of charge carrier doping level is a crucial factor determining the irreversibility line. (Hg0.9Mo0.1)Ba2CuO4+δ showed the most improved irreversibility line position among the (Hg,M)-1201 compounds studied in this series.