Resumo Neste trabalho foram propostos obter e caracterizar o Fe3O4 e o CoFe2O4 associados ao tetraetilortossilicato (TEOS) e do 3-aminopropiltrimetoxissilano (APTS), visando avaliar o efeito da modificação de superfície das partículas magnéticas sobre as propriedades estrutural, morfológica e magnéticas para aplicação como carreador de fármaco. As amostras foram caracterizadas por difração de raios X, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, análise textural, microscopia eletrônica de varredura e medidas magnéticas. A partir dos resultados observou-se que o Fe3O4 e o CoFe2O4 foram sintetizados com sucesso. A presença da fase principal do Fe3O4 foi notada no sistema obtido com o Fe3O4/SiO2 e CoFe2O4 no sistema obtido com o CoFe2O4/SiO2. A formação dos híbridos (core-shell) foi confirmada pela presença de bandas características da sílica. Os sistemas obtidos com o Fe3O4 apresentaram diâmetros de partícula superiores aos formados com o CoFe2O4, ambos formados de aglomerados de tamanho e formato irregulares e com comportamento típico de materiais ferrimagnéticos.

Abstract In this work, the obtention and characterization of Fe3O4 and CoFe2O4 associated to tetraethyl orthosilicate (TEOS) and 3-aminopropyltrimethoxysilane (APTS) were proposed, aiming to evaluate the effect of surface modification of magnetic particles on structural, morphological and magnetic properties for application as a drug carrier. The samples were characterized by X-ray diffraction, Fourier-transform infrared spectroscopy, textural analysis, scanning electron microscopy and magnetic measurements. The results showed that Fe3O4 and CoFe2O4 were synthesized successfully. The presence of the Fe3O4 main phase was observed in the system obtained with Fe3O4/SiO2 and CoFe2O4 in the system obtained with CoFe2O4/SiO2. The formation of hybrids (core-shell) was confirmed by the presence of characteristic bands of silica. The systems obtained with Fe3O4 had larger particle diameters than those formed with CoFe2O4, both formed by agglomerates of irregular size and shape and with typical behavior of ferrimagnetic materials.

Resumo Um material que se destaca para uso em várias aplicações é o dióxido de titânio (TiO2), devido principalmente às suas propriedades de estabilidade térmica e química e as suas excelentes propriedades ópticas. Porém, estas propriedades são dependentes do tipo de fase e da característica morfológica, o que está diretamente relacionado com o método de processamento do TiO2. Desta forma, este trabalho propôs sintetizar nanopartículas de TiO2 pelo método Pechini com diferentes fases e avaliar a influência dessas fases nas propriedades fotoluminescentes do TiO2. Para este fim, as proporções estequiométricas molares entre ácido cítrico:cátions metálicos de 1:1, 2:1, 3:1, 4:1 e 5:1 foram investigadas. As nanopartículas foram caracterizadas por difração de raios X (DRX), espectroscopia de infravermelho, análise de textura, microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de excitação e emissão e determinação da banda proibida (band gap) por espectroscopia de refletância difusa. Foi confirmada a presença de duas fases, anatásio e rutilo, por DRX em diversas proporções para cada amostra; por MEV observou-se que os tamanhos de aglomerados aumentaram com a relação entre ácido cítrico:cátions metálicos. Com relação à fotoluminescência, observou-se que a intensidade máxima no espectro de emissão ocorreu no comprimento de onda de 533 nm para a amostra 3:1 e a intensidade máxima no espectro de excitação ocorreu na amostra 2:1 em comprimento de onda de 451 nm.

Abstract Titanium dioxide (TiO2) stands out for use in various applications mainly due to its properties of thermal and chemical stability and its excellent optical properties. However, these properties are dependent on the type and phase morphology, which is related to the TiO2 processing method. Thus, this paper proposed to synthesize TiO2 nanoparticles by polymeric precursor method with different polymorphs, and evaluate the influence of these phases in the photoluminescent properties. For this, the stoichiometric molar proportions of citric acid:metallic cations of 1:1, 2:1, 3:1, 4:1 and 5:1 were investigated. The nanoparticles were characterized by X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy, textural analysis, scanning electron microscopy (SEM), excitation and emission spectroscopy and determination of the band gap by UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy. The presence of anatase and rutile was confirmed by XRD in different proportions for each sample. The agglomerate size increased with the citric acid/metal cations ratio as observed by SEM. Concerning photoluminescence, the maximum intensity in the emission spectrum occurred at the wavelength of 533 nm for the 3:1 sample and the maximum intensity in the excitation spectrum occurred for the 2:1 sample at the wavelength of 451 nm.

Resumo Este trabalho teve como objetivo investigar a modificação de superfície do ZnAl1,9Eu0,05O4 visando a obtenção do híbrido ZnAl1,9Eu0,05O4/SiO2 para aplicação como biossensor. Inicialmente as nanopartículas de ZnAl1,9Eu0,05O4 foram sintetizadas por reação de combustão e, subsequentemente, as suas superfícies foram modificadas com o agente silano. As amostras foram caracterizadas por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e espectroscopia de excitação e de emissão. Os resultados evidenciaram a formação da fase majoritária do ZnAl2O4. Através de MEV observou-se a presença de aglomerados de aspecto duro, com formato irregular na forma de placas, com presença de poucos poros irregulares e variáveis. A modificação da superfície foi confirmada por FTIR através dos grupos silanóis e siloxanos. Os espectros de excitação e de emissão revelaram a presença de uma banda larga da matriz ZnAl2O4 e transições finas e intensas do íon európio provenientes da dopagem do óxido não estequiométrico ZnAl2O4 com o európio. Pelos resultados de emissão e excitação constatou-se que a luminescência do híbrido ZnAl1,9Eu0,05O4/SiO2 apresentou uma pequena diminuição em relação às nanopartículas de ZnAl1,9Eu0,05O4, sendo esta diminuição praticamente insignificante diante dos benefícios da silanização ocasionada pela introdução de grupos funcionais que promovem a conjugação do híbrido ZnAl1,9Eu0,05O4/SiO2 com biomoléculas, sendo este promissor para aplicação como biossensor aplicado na área biomédica para o diagnóstico e tratamento de doenças.

Abstract This study aimed to investigate the influence of surface modification of ZnAl1.9Eu0.05O4 nanoparticles for obtaining hybrid ZnAl1.9Eu0.05O4/SiO2 for application as a biosensor. Initially ZnAl1.9Eu0.05O4 nanoparticles were synthesized by combustion reaction and, subsequently, their surfaces were modified with silane agent. The samples were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, and excitation and emission spectroscopy. The results showed formation of ZnAl2O4 as the major phase. By SEM, hard agglomerates, irregularly shaped in the form of plaques, with the presence of few irregular and variables pores were observed. The surface modification was confirmed by FTIR through the silanol and siloxane groups. The excitation and emission spectra revealed the presence of a broadband of ZnAl2O4 matrix, and fine and intense transitions from europium ion arising from doping of non-stoichiometric ZnAl2O4 with the europium. From the results of emission and excitation, it was observed that the luminescence of ZnAl1.9Eu0.05O4/SiO2 hybrid presented a small decrease in relation to the ZnAl1.9Eu0.05O4 nanoparticles. This decrease was almost insignificant in relation to the benefits of silanization caused by the introduction of functional groups that promote combination of hybrid ZnAl1.9Eu0.05O4/SiO2 with biomolecules, being this promising for application as a biosensor used in the biomedical field for the diagnosis and treatment of diseases.

Este estudo objetivou avaliar o efeito da dopagem de európio na estrutura e na morfologia do espinélio ZnAl1,9Eu0,1O4 e seu desempenho como catalisador na transesterificação metílica do óleo de soja. Os pós do espinélio ZnAl1,9Eu0,1O4 foram sintetizados por meio da reação de combustão e caracterizados por difração de raios X (DRX), espectroscopia de absorção óptica na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura e análise termogravimétrica. As reações de transesterificação foram conduzidas a 160 e 180 ºC, razão molar óleo/álcool 1:15, 2% de catalisador e tempo de reação 3 h. Os resultados das caracterizações por DRX e FTIR indicaram a fase espinélio do aluminato e duas bandas de absorção entre 450 e 700 cm-1, características da estrutura de espinélio. Os resultados das reações de transesterificação mostraram que a dopagem de ZnAl2O4 com 0,1 mol de európio favoreceu um aumento na conversão catalítica de 15,8% para 68,7%, indicando que os íons európio tornam o catalisador mais ativo. Aumentando a temperatura da reação de 120 para 180 ºC promoveu um aumento considerável na conversão catalítica de 18,4 para 68,7%, utilizando o catalisador dopado com európio. A conversão do catalisador reutilizado ZnAl1,9Eu0,1O4 mostrou uma redução em cerca de 31% quando foi utilizado pela terceira vez.

This study aimed to evaluate the effect of Eu doping on the structure and morphology of the ZnAl1.9Eu0.1O4 spinel and its performance as catalyst in methyl transesterification of soybean oil. The catalyst materials were synthesized by the combustion reaction and characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy and thermogravimetric analysis. The transesterification reactions were conducted at 160 and 180 ºC, oil:alcohol molar ratio 1:15, 2% of catalyst and time reaction 3 h. The XRD and FTIR results indicate the presence of the aluminate spinel phase and two absorption bands between 450 and 700 cm-1, characteristic of the spinel structure. The results of transesterification reactions showed that doping ZnAl2O4 with 0.1 mol of europium promoted an increase in the catalytic conversion (15.8% to 68.7%), indicating that europium turns the catalyst more active. Increasing the reaction temperature from 120 to 180 ºC caused a considerable increase in the catalytic conversion of 18.4 to 68.7% using the catalyst doped with europium. The conversion of the reused catalyst ZnAl1.9Eu0.1O4 showed a reduction of 31% when used for the third time.