Orientador: Sandra Helena Pulcinelli / Coorientador: Celso Valentin Santilli / Banca: Giancarlo Esposito de Souza Brito / Banca: Luiz Carlos A. de Oliveira / Resumo: O óxido de zinco é material de baixo custo, estável e de baixa toxidade. Suas propriedades potencializam a aplicação como dispositivos ópticoelêtronicos, sensores químicos e biosensores e em catálise entre outras. Neste trabalho foram preparadas suspensões coloidais, filmes finos e pós nanoparticulados a base de ZnO pelo processo sol-gel, a partir de acetato de zinco. Os filmes foram preparados pela imersão de substrato de vidro na suspensão coloidal de ZnO, utilizando-se a técnica de dip-coating, com posterior tratamento térmico a 500 ºC. A suspensão coloidal foi transformada em pó, que também passou por tratamento térmico a 500 ºC, visando a caracterização complementar das propriedades estruturais dos filmes. Caracterizou-se a suspensão coloidal, os pós e os filmes por medidas de absorbância no UV-Vis, DRX, TG, Isotermas de Adsorção, medidas de espessura, espectroscopia RAMAN, MEV-EDS, AFM e testes de molhabilidade da superfícies dos filmes. Por fim a atividade fotocatalítica dos filmes foi avaliada. Os resultados revelaram que tanto os pós como os filmes são constituídos por nanopartículas de ZnO, sendo que os filmes apresentam uma superfície rugosa e bastante irregular, o que lhe confere elevada molhabilidade, e propriedades hidrofílicas. Além disto, os filmes se mostraram eficientes como fotocatalisadores, sendo que esta eficiência aumenta com o aumento da espessura dos filmes / Abstract: The zinc oxide is a low cost and stable material that presents low toxicicity. These properties allow its application as optoelectronic devices, chemical and biosensors, and in catalysis among others. In this study colloidal suspensions, thin films and nanoparticulated powders based on ZnO we prepared by the sol-gel from zinc acetate. The films were prepared by immersion of a glass substrate in the ZnO colloidal suspension, using the dip-coating technique and subsequent heat treatment at 500 ºC. The colloidal suspension was powdered and submitted to thermal treatment at 500 ºC, in order to obtain additional characterization the films. The colloidal suspension, powders and films were characterized by UVVis absorbance, XRD, TG, adsorption isotherms and thickness measurements, Raman spectroscopy, SEM-EDS, AFM and wetability of the films surface. Finally, the films photocatalytic activity was tested. Results have shown that both the powders and the films are constituted by ZnO nanoparticles; films present a rough and irregular surface, favoring its wetability and consequently hydrophilic properties. Moreover, the films area bel to act as photocatalysts, chich efficiency increases as the films thickness increases / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-01-13Bitstream added on 2014-06-13T20:20:41Z : No. of bitstreams: 1 silva_ra_me_bauru.pdf: 2068525 bytes, checksum: 90877fd5381cdf77dcbef03fb36865aa (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O trabalho objetiva a realização do crescimento de materiais nanoestruturados de óxido de zinco (ZnO) pelo método de redução carbotérmica e um estudo de suas propriedades como sensor, utilizando ZnO e distintas fontes de carbono (grafite e negro de fumo) como materiais de partida. Para efeito de comparação, o método hidrotermal assistido por micro-ondas (HAM) também foi utilizado como processo de síntese das nanoestruturas. Os materiais obtidos das sínteses foram caracterizados por difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura com canhão de emissão por campo (MEV-FEG), além de microscopia eletrônica de transmissão (MET). Por meio destas técnicas de caracterização, mostrou-se a eficiência da obtenção de nanoestruturas de óxido de zinco, sendo que a morfologia do material resultante é fortemenete dependente do método utilizado. Testes para sensor de gás e luz foram realizados em amostras selecionadas utilizando como critério sua morfologia nanométrica e uniformidade de crescimento. Para medidas com gás, utilizou-se o oxigênio e também o hidrogênio. A medida foi realizada em uma câmara hermeticamente fechada com controle da temperatura e do fluxo dos gases, onde foi inserido um eletrodo interdigital de alumina com trilhas de contato de ouro para qual foi utilizado para depositar as estruturas de ZnO. Para alimentação do sistema, foi utilizada uma fonte de tensão estabilizada, que é operada remotamente e tem sensibilidade na medida da corrente em picoampére, possibilitando assim maior precisão nas medidas. Para as medidas de sensor de luz, foi utilizado o mesmo eletrodo interdigital supracitado, mas o material foi exposto a uma lâmpada de xenônio com intensidade equivalente à metade da intensidade da luz solar. Com relação às medidas das propriedades como sensor de gás e luz, foram analisados parâmetros como: resposta de sensor, sinal, sensibilidade e tempo de resposta / The work aims to conduct a study on the growth of nanostructured materials of zinc oxide (ZnO) by carbothermal reduction process and its sensor properties for both gas and light stimulus. For comparison, the microwave-assisted hydrothermal method (MAH) was also used as synthesis process of nanostructures. The synthesizes materials were characterized by X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FEG-SEM) and transmission electron microscopy (TEM). Through these characterization techniques it was showed that synthesis methods are efficient, and the morphology of the resulting materials depends on the method used. Sensor tests were performed for some samples, using a selection criteria the size and morphology of the material. For sensor characterization it was used hydrogen and oxigen gases. A sealed chamber with controlled temperature and gas flow was used to perform the measurements, whichwas connected to a stabilized voltage source. This source is operated remontly and has a sensibility in the current measurement of picoampére, allowing greater accuracy in the measurement. For the deposition ZnO nanostructures, was used an Alumina interdigital electrode with tracks of gold contact. To measure the light sensor, the same electrode above mentioned was exposed to the beam with an intensity of half of sun radiation (xenon lamp). Regarding the sensor properties (gas ans radiation) it was analyzed the response of the sensor, signal, sensibility and response time, which are essential parameters for the efficiency a sensor material. Through analysis of sensor measurements, it was found that the samples synthesized by HAM had batter sensor performance than the obtained by carbothermal reduction process

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2014-05-26T11:03:50Z No. of bitstreams: 1 2013_TiagodeJesuseCastro.pdf: 3680728 bytes, checksum: 27705518692541bca0f2f7132b8c7182 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-05-26T11:41:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_TiagodeJesuseCastro.pdf: 3680728 bytes, checksum: 27705518692541bca0f2f7132b8c7182 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-26T11:41:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_TiagodeJesuseCastro.pdf: 3680728 bytes, checksum: 27705518692541bca0f2f7132b8c7182 (MD5) / Neste trabalho, os efeitos da variação do teor de ferrita de cobalto (amostras denominadas ZFX) e da temperatura de recozimento (amostras ZFT) sobre as propriedades estruturais do nanocompósito do tipo (CoFe2O4)x+(ZnO)1-x foram investigados por meio da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Raios-X por Dispersão de Energia (EDS), Difração de Raios-X (DRX) e das Espectroscopias Raman e Mössbauer. As amostras foram preparadas por meio da mistura de nanopartículas de CoFe2O4 e ZnO, previamente sintetizadas pelo método de reação de combustão, e posteriormente recozidas em diferentes temperaturas. O método de Rietveld foi utilizado para refinar os dados de DRX. Esses dados, de modo geral, evidenciaram a troca de íons Zn2+ da fase wurtzita por íons Co2+ e Fe3+ da fase espinélio em ambos os conjuntos de amostras. Como resultado desta troca iônica, foi possível verificar a presença de microdeformações anisotrópicas (strain anisotrópico) ao longo dos diferentes eixos cristalográficos. Por exemplo, foi verificado que para a fase espinélio cúbica, o strain é máximo para as direções cristalográficas: (h00), (0k0) e (00l). Por outro lado, para a fase wurtzita hexagonal, foi observado que as microdeformações são maiores ao longo do eixo l. Contudo, somente a existência de tensões compressivas, εcc<0, não foram suficientes para explicar a variação do deslocamento Raman, observado para o modo E2high da fase wurtzita hexagonal. Para investigar esta discrepância, foi empregado o Modelo de Confinamento de Fônons para o modo E2high, o qual mostrou que o comprimento de correlação L (região espacial no qual o fônon está confinado) decresce à medida que x e T aumentam. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this study, the effects of varying the cobalt ferrite content (referred as ZFX samples) and the annealing temperature (ZFT samples) on the structural properties of the nanocomposities of type (CoFe2O4)x+(ZnO)1-x were investigated by Scanning Electron Microscopy (SEM), X-Ray Diffraction (XRD), Energy Dispersive X-Ray (EDS), Raman and Mössbauer Spectroscopies. The samples were prepared by mixing ZnO and CoFe2O4 nanoparticles, synthesized by the combustion reaction method previously performed and subsequently annealed at different temperatures. The Rietveld Method was used to refine the XRD data. In a general way, the results showed exchange of ions Zn2+ from wurtzite phase to Co2+/Fe3+ions from spinel phase, for both set of samples. As a result, it was possible to verify the presence of anisotropic strain along the different axes. For example, it was found that cubic spinel phase have maximum strain in the crystallographic directions: (h00), (0k0) and (00l). On the other hand, for the hexagonal wurtzite phase, it was observed that strain are greater along l axis. However, only the existence of compressive strain, εcc<0, were not sufficient to explain the variation of the Raman shift from E2high mode (wurtzite hexagonal phase). To investigate this discrepancy, the Phonon Confinement Model was employed, which showed that the correlation length L (spatial region in which the phonon is confined) decreases as x and T increases.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Programa de Pós-Graduação em Física, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-09-23T12:57:37Z No. of bitstreams: 1 2013_MarlyMonteroMunoz.pdf: 73064987 bytes, checksum: a39178a39ee5c261b3387dcbc2b0c53e (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-09-25T12:29:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_MarlyMonteroMunoz.pdf: 73064987 bytes, checksum: a39178a39ee5c261b3387dcbc2b0c53e (MD5) / Made available in DSpace on 2013-09-25T12:29:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_MarlyMonteroMunoz.pdf: 73064987 bytes, checksum: a39178a39ee5c261b3387dcbc2b0c53e (MD5) / Neste trabalho foram sintetizadas nanopartículas de óxido de zinco (ZnO) pelo método de precipitação controlada. Durante a síntese foram avaliados parâmetros tais como, natureza do solvente de síntese e tipo de agente de lavagem. Os solventes de síntese usados foram etanol, etanol acidificado com ácido acético, etileno glicol acidificado com ácido acético e etileno glicol acidificado com ácido nítrico, e os agentes de lavagem foram água e etanol. Os valores de pH e temperatura de tratamento térmico foram definidos a partir dos resultados obtidos das curvas de titulação potenciométrica e da análise térmica feita para cada uma das amostras sintetizadas. Estes resultados determinaram que para amostras sintetizadas com solvente etanol, o pH deve ser de ~ 8. Para as outros solventes de síntese, o pH deve ser de ~ 9. A temperatura de tratamento térmico adequada é de 300oC. Além disso, as amostras em pó obtidas da síntese foram caracterizadas por Espectroscopia Infravermelha com Transformada de Fourier (FT - IR) e Espectroscopia Raman. Através da espectroscopia FT - IR se acompanhou cada uma das etapas da síntese e se observou a evolução dos grupos COO- e os precursores intermediários de ZnO (oxiacetato de zinco, e os grupos etóxidos) no ataque químico (lavagem com água e com etanol). Nos espectros Raman foram observadas bandas características das vibrações do ZnO. O pico principal localizado a 440 cm-1, correspondente ao modo E2(high) foi observado em todas as amostras tratadas termicamente a 300oC; porém, em algumas amostras foram observadas bandas correspondentes a precursores intermediários de zinco (acetato de zinco). As amostras sintetizadas em solvente etileno glicol acidificado com ácido nítrico, apresentam desde o precipitado inicial, só bandas correspondentes aos modos de vibração do ZnO. Através da técnica de difração de raios X (DRX) se determinaram as fases presentes nas amostras durante as etapas de síntese e se corroboraram os resultados obtidos por espectroscopia Raman. Foi determinada a formação de fase cristalina única (estrutura hexagonal compacta tipo wurtzita) após o tratamento térmico das amostras lavadas com diferentes agentes. Os parâmetros de rede foram compatíveis com os do composto ”bulk” (a = 3:2498Å e c = 5:2056Å). Determinou-se, também, que o tamanho médio do cristalito varia de ~7nm até ~46nm, dependendo do solvente utilizado. O estudo morfológico das amostras de ZnO relevou a presença de partículas com formatos variados. Isto significa que estes formatos dependem fortemente do solvente de síntese assim como do agente de lavagem. Foram obtidas partículas em forma de ”donuts” (biscoito), barras com seção transversal hexagonal, pequenos grãos e até formas de esponja. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work, zinc oxide (ZnO) nanoparticles were synthesized by the controlled precipitation method. During the synthesis, parameters such as the nature of the synthesis solvent and washing agent were studied. The solvents were ethanol, ethanol acidified with acetic acid, ethylene glycol acidified with acetic acid and ethylene glycol acidified with nitric acid and the washing agents were water and ethanol. The pH value and the annealing temperature were defined from the potentiometric titration curves and thermal analysis obtained for each of the synthesized samples. These results indicate that the pH should be ~ 8 for the sample synthesized with ethanol as a solvent. For the synthesis with other solvents, the pH should be ~ 9. The suitable annealing temperature was determined to be 300oC. In addition, the vibrational properties of the obtained powders were characterized with Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT - IR) and Raman spectroscopy. Using FT - IR spectroscopy we accompanied each stage of the synthesis and the evolution of the COO- groups and the intermediate precursors of ZnO (zinc oxiacetato and ethoxides groups) during the chemical attack (washing with water and ethanol) was determined. Using Raman Spectroscopy the presence of characteristic vibrational modes of the ZnO has been determined. The main peak located at 440 cm -1 which corresponds to the E2(high) mode was observed in all thermally treated samples. However, it was also observed bands that correspond to the intermediate precursors of zinc oxide (zinc acetate) for some samples. Samples synthesized using ethylene glycol acidified with nitric acid show only bands which correspond to the vibrational modes of ZnO already before the washing process. X-ray diffraction (XRD) technique has been used to determine the phases formed during the synthesis steps and to corroborate the results obtained from the analysis of Raman spectroscopy. It was determined that only one crystalline phase (Wurtzite crystal structure) was formed after the thermal treatment of the samples washed with different washing agents. The lattice parameters were consistent with those of the "bulk"compound (a = 3:2498Å and c = 5:2056Å). It has also been determined that the average crystallite size varied from 46nm to 7nm, depending on the type of solvent. Morphological study of the ZnO samples, it revealed the presence of particles with various shapes. The shapes obtained depend strongly on the synthesis solvent and on the washing agent. It has been obtained particles with donuts like shape, bars with hexagonal cross section; small grains and a sponge like have been observed.

Submitted by Etelvina Domingos (etelvina.domingos@ufpe.br) on 2015-03-11T17:35:11Z No. of bitstreams: 2 Etelino_Dissertação final 09102012.pdf: 9253307 bytes, checksum: 22d8f2b2d1f4d51f54320eb4f05a8303 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-11T17:35:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Etelino_Dissertação final 09102012.pdf: 9253307 bytes, checksum: 22d8f2b2d1f4d51f54320eb4f05a8303 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-09 / CNPq CAPES / No presente trabalho discutimos a preparação e a caracterização de nanofibras poliméricas obtidas pelo método da eletrofiação (“electrospinning”) com o objetivo de desenvolver novos materiais com morfologias fibrosas. Para isso, foram utilizados três diferentes tipos de compósitos. O primeiro foi um compósito de nanopartículas de ZnO com polipirrol (PPi) e álcool polivinílico (PVA). O segundo compósito foi constituído por PVA e dois diferentes polímeros de coordenação, [(Ln)(DPA)(HDPA)] (onde Ln = Tb3+ ou Eu3+), também conhecidos como MOF – de (“Metal Organic Framework”). Finalmente, o terceiro foi um compósito de N-(4-nitro-2-fenoxifenil)metanesulfonamida (nimesulida) com PVA. As nanofibras obtidas foram caracterizadas por espectroscopia na região do infravermelho e do UV-Vis, espectroscopia de fluorescência, medidas elétricas de corrente e voltagem, microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de fluorescência e análise termogravimétrica (TGA). Muito embora todas as nanofibras estudadas apresentassem as mesmas características morfológicas, elas exibiram diferentes propriedades físicas e químicas. As nanofibras de PVA/ZnO/PPi apresentaram fluorescência na região visível com comprimento de onda de 526 nm e, quando expostas à luz ultravioleta, sua resistência elétrica sofre um aumento de cerca de duas ordens de grandeza (um fato atribuído a um provável aumento da zona de depleção da junção ZnO/PPi quando o material é exposto a luz). Já as nanofibras com MOFs exibiram altas intensidades de fluorescência que, de acordo com a natureza do metal presente (se Tb ou Eu), pode apresentar emissão na região visível: verde ou vermelho, respectivamente. Por fim, a caracterização espectroscópica das nanofibras com nimesulida mostraram que o fármaco se encontra incorporado na matriz polimérica, pois é possível observar sua banda de absorção característica no UV-Vis em 315 nm, como também o espectro de infravermelho das nanofibras revela a presença das bandas típicas de absorção tanto da nimesulida quanto do PVA.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:49:26Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2054_1.pdf: 9727352 bytes, checksum: ed34e8f113f3a7a32fb2daf58a8cff03 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho foi desenvolvido um processo de deposição de filmes finos de óxido de zinco a partir do pó (ZnO) sobre substratos de vidro e semicondutores através da técnica de evaporação térmica resistiva. Os filmes foram submetidos a tratamentos térmicos em N2, Ar e O2 e posteriormente foram estudadas suas propriedades estruturais, topográficas, óticas e elétricas. Para isto utilizou-se as técnicas de difração de Raios-x, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de força atômica (AFM), espectroscopia de absorção/transmissão (UV-VIS) e a técnica de medida de quatro pontas. Mostrou-se, dentro de condições de deposição específicas, que usando a técnica de evaporação térmica resistiva é possível a obtenção de filmes de ZnO com boa qualidade topográfica/estrutural, baixa resistividade elétrica (&#8764; 10-3 &#937;.cm) e transmitância ótica superior a 85 %. Verificou-se que o gap desses filmes aumenta com temperatura de recozimento, variando entre 3.09 e 3.24 eV. Neste trabalho também foi realizada a síntese do polímero polianilina (PANI) pelo método químico utilizando-se a metodologia desenvolvida por MacDiarmid et al. A PANI foi utilizada para obtenção de filmes finos, os quais foram depositados em de substratos de vidro com e sem filmes de ouro depositado na superfície, utilizando-se a técnica de spin-coating. Os filmes finos de PANI também foram caracterizados topograficamente, elétrica e oticamente. Os filmes de PANI apresentou baixa resistividade elétrica (10-1 &#937;.cm) e excelente estabilidade química no estado dopado. Os filmes de ZnO e de PANI, previamente caracterizados, foram utilizados no processamento das heterojunções. Com estes filmes foi possível desenvolver uma nova classe de dispositivos eletrônicos. Foi verificado que quando o estado de dopagem da PANI é alterado as heterojunções apresentaram comportamentos I x V distintos. Dessa forma, quando a PANI está no seu estado desdopado e natural a heterojunção ZnO/PANI apresenta uma curva I x V característica de um varistor (retificação com simetria em ambas as polarizações), e dependendo da espessura do filme de ZnO pode-se ter coeficiente de não linearidade (&#945;) entre 3 e 15. Por outro lado, quando a heterojunção ZnO/PANI é preparada com a PANI no seu estado dopado (condutor) a curva I x V apresenta comportamento retificador (numa única polarização). Dispositivos baseados em silício e ZnO (ZnO/Si) também foram preparados e caracterizados eletricamente. Observou-se uma diminuição significativa da corrente de fuga nas curvas I x V em função da temperatura de recozimento

Submitted by Heitor Rapela Medeiros (heitor.rapela@ufpe.br) on 2015-03-03T18:50:08Z No. of bitstreams: 2 Daniela Fernandes Hermínio.pdf: 3730759 bytes, checksum: 90806573e3f90d6085b785b0c8540ef9 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-03T18:50:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Daniela Fernandes Hermínio.pdf: 3730759 bytes, checksum: 90806573e3f90d6085b785b0c8540ef9 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-02-29 / CNPq / O óxido de zinco (ZnO) é um composto químico semicondutor com excelentes propriedades eletrônicas e ópticas. É utilizado como insumo farmacêutico para preparação de protetores solares, funcionando como um filtro físico. Quando reduzido a uma escala nanométrica fornece aos protetores solares maior transparência quando aplicado sobre a pele. Neste contexto, a nanotecnologia apresenta-se como uma nova opção para a produção de protetores solares com boa aparência cosmética, além de oferecer proteção contra o câncer de pele, um dos principais tipos de câncer que acomete a população da Região Nordeste. O Brasil ainda não dispõe de ZnO nanoestruturado em escala industrial a custo acessível. Isto representa um estímulo para o desenvolvimento de processos sintéticos de baixo custo para estes materiais. O objetivo deste trabalho foi sintetizar ZnO nanoestruturado através do método hidrotermal assistido por microondas, caracterizá-lo através das técnicas de Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia Raman e Infravermelho para utilizá-lo como insumo farmacêutico numa formulação de protetor solar. Soluções contendo um sal de Zn2+ (nitrato ou acetato) contendo NaOH e NH4OH na proporção molar 1:2:5 foram preparadas. Em seguida, alíquotas foram colocadas em recipientes apropriados para reator de microondas. As sínteses foram realizadas a temperatura (T) entre 160 e 180 ºC e intervalos de tempo (t) 90 – 300 s, observando-se a formação de um pó fino e branco com rendimento para ZnO entre 59-85%. Posteriormente, as amostras foram lavadas com água ultrapura e etanol P.A. e secas a T = 60 ºC por 2 h. Os resultados de DRX, IV e Raman confirmam a formação de ZnO na fase wurtzita. Os sistemas apresentam morfologias com formações tubulares hexagonais agrupadas. O tamanho dos cristais tubulares de ZnO foi estimado entre 360 e 170 nm. O método desenvolvido apresenta vantagens em relação aos métodos sintéticos convencionais da literatura, tais como: simplicidade, rapidez, rendimento e grande potencial para sua transposição em escala industrial.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2015-10-20T09:36:06Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1740853 bytes, checksum: b79facbb7a54b4d0d46dbee7a43a3611 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-20T09:36:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1740853 bytes, checksum: b79facbb7a54b4d0d46dbee7a43a3611 (MD5) Previous issue date: 2015-02-13 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho foram preparados e caracterizados nanocompósitos de nanotubos de carbono (CNT) revestidos com nanopartículas de óxido de zinco (ZnO/CNT). Diversos estudos realizados mostram que filmes de ZnO/CNT podem ser aplicados em geradores piezoelétricos flexíveis, supercapacitores, biosensores de peróxido de hidrogênio, dentre outros. No presente trabalho, estudou-se a potencialidade de empregar esses filmes em supercapacitores. A preparação dos nanocompósitos foi dividida em etapas. Inicialmente filmes de nanotubos de carbono foram depositados via deposição eletroforética sobre o substrato. Posteriormente, para recobrir os nanotubos com ZnO utilizou-se a técnica de eletrodeposição. Após a obtenção dos nanocompósitos de ZnO/CNT, algumas dessas amostras passaram por uma terceira etapa correspondente ao tratamento térmico. Dois eletrólitos diferentes foram empregados na eletrodeposição de ZnO sobre CNT. Um deles contendo 0,1 M ZnCl2 e 0,5M NaClO4 em DMF e o outro constituído apenas de 0,05 M Zn(NO3)2 dissolvido em água. A morfologia dos nanocompósitos obtidos foi analisada por Microscopia Eletrônica de Varredura (SEM, Scanning Electron Microscopy) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM, Transmission electron Microscopy). As imagens de SEM mostram que os nanotubos foram uniformemente recobertos pelas nanopartículas de ZnO. Verificou-se nas imagens de TEM que de fato o ZnO cresce sobre as paredes externas dos tubos. Para determinar a composição e estrutura dos depósitos utilizou-se a técnica de Difração de Raios-X (XRD, X-ray Diffraction) e Espectroscopia Raman. Essas técnicas confirmaram a presença da fase wurtizita do ZnO eletrodepositado sobre os nanotubos. Não há diferenças significativas nas amostras antes e após tratamento térmico. O comportamento capacitivo foi estudado através de Voltametria Cíclica. / Preparation and caracterization of coating zinc oxide nanoparticles on carbon nanotubes nanocomposite. Adiviser: Maximiliano Luis Munford. Co-adivisers: Sukarno Olavo Ferreira, Renê Chagas da Silva. In this work were prepared and characterized nanocomposite coating ZnO on carbon nanotubes (ZnO/CNT). Several of researches show that ZnO/CNT films can be applied in flexible piezoelectric generators, supercapacitors, hydrogen peroxide biosensor, among others. In the present work, application of these films as supercapacitors was studied. The production of the nanocomposite was divided in steps, firstly, CNT films were deposited on substrates using electrophoretic deposition, next electrodeposition technique was used for coating the nanotubes with zinc oxide, obtaining ZnO/CNT nanocomposites. Some of these samples were submitted to step three, annealing. Two different electrolytes were employed in electrodeposition of ZnO on CNT. One of these containing 0.1 M ZnCl2 and 0.5 M NaClO4 in DMF and the other consisting of 0.05 M Zn(NO3)2 dissolved in water. The nanocomposite morphology was studied by Scanning Electron Microscopy and Transmission Electron Microscopy. The SEM images show that the nanotubes were uniformly covered by nanoparticles. The TEM images confirm that the ZnO grows on the tube external walls. Structural characterizations were performed using X-ray diffraction and Raman Spectroscopy. These techniques confirm the presence of ZnO wurtizita phase on CNT. There are not significant differences the samples before and after annealing. The capacitive behavior was achieved by cyclic voltammetry.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES.

Orientador: Julio Ricardo Sambrano / Banca: Valmor Roberto Mastelaro / Banca: Ricardo Paupitz Barbosa dos Santos / Banca: Aguinaldo Robinson de Souza / Resumo: A modelagem e simulação computacional tem se mostrado como uma ferramenta extremamente útil na pesquisa de novos materiais, pois além de auxiliar e confirmar resultados experimentais, também pode prever e propor novas estruturas. Entre os materiais mais estudados atualmente, podemos destacar o grafeno, que detém ótimas propriedades eletrônicas e mecânicas, com o crescimento do interesse em materiais bidimensionais, foi comprovada a existência de análogos inorgânicos ao grafeno, como por exemplo, o nitreto de boro hexagonal (g-hBN), siliceno(g-Si) e óxido de zinco(g-ZnO); esse leque de estruturas diferentes abriram diversas possibilidades de aplicações, que abrangem desde o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos até a biomedicina. A criação de defeitos estruturais (poros) na estrutura pode auxiliar na modulação das propriedades eletrônicas de certos materiais, as quais podem ter formas organizadas e periódicas. Deste modo, esta tese teve como objetivo a modelagem e simulação computacional de superfícies e nanotubos porosos de carbono, nitreto de boro, silício e óxido de zinco, sendo os três últimos propostos pela primeira vez na literatura, aplicando técnicas de modelagem computacional a estruturas cristalinas, tais como a escolha das funções de base e funcionais, otimização da estrutura e de suas propriedades estruturais, eletrônicas, mecânicas e vibracionais. Estas simulações foram executadas aplicando-se a Teoria do Funcional da Densidade combinadas com o funcional híb... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Computational simulations and modeling has been shown to be an extremely useful tool in the research of new materials, since in addition to helping and confirming experimental results, it can also predict and propose new structures. Among the most studied materials today, graphene can be highlighted, which has excellent electronic and mechanical properties, with the growing interest in two-dimensional materials, it has proven the existence of inorganic analogues to the graphene, as for example, the hexagonal boron nitride (g-hBN), silicene (g-Si) and zinc oxide (g-ZnO); this range of structures have opened several possibilities of applications, ranging from the development of electronic devices to biomedicine. The creation of structural defects (pore) in the structure can help to modulate the electronic properties of certain materials, which can have organized and periodic forms. The aim of this thesis was the computational simulation and modeling of porous surfaces and nanotubes of carbon, boron nitride, silicon and zinc oxide, being the last three proposed for the first time in the literature, applying computational modeling techniques to crystalline structures, such as the choice of basis set and functional, optimization of the structure and its structural, electronic, mechanic and vibrational properties. These simulations were performed by applying the Density Functional Theory combined with the B3LYP hybrid function and all-electron basis set functions. Initially we des... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor