Nos últimos anos, a utilização de nanotubos (Nts) de dióxido de titânio (TiO2) têm atraído interesse tecnológico e científico de forma significativa devido às suas propriedades únicas, tais como grande área de superfície específica, alta capacidade de absorção e apresentam excelentes atividades fotoeletroquímicas e um meio para melhorar essas propriedades está relacionada ao controle da morfologia dos Nts durante a sua sintetização no processo de anodização. O objetivo desse estudo é avaliar a influência do potencial aplicado durante o processo de anodização para obtenção de Nts de TiO2, tendo em vista a utilização desses nanotubos como catalisador fotoeletroquímico. Para que houvesse a cristalização do óxido, realizou-se tratamento térmico a 400 °C ao ar, durante 3 h com taxa de aquecimento de 10 °C / min. Analisou-se a relação do potencial aplicado durante o processo de anodização com a morfologia dos nanotubos e a sua resposta fotoeletroquímica. As caracterizações foram realizadas através das técnicas de microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (MEV-FEG), difração de raios X (DRX), espectrofotometria no ultravioleta visível (UV-VÍS), voltametria linear e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE).Observou-se que o potencial de anodização exerce influência na geometria do nanotubo, isto é, no comprimento, na espessura da parede e no diâmetro, alterando a absorção de luz e, consequentemente, o desempenho fotoeletroquímico das amostras. Os resultados obtidos por espectroscopia de impedância eletroquímica mostraram pouca diferença na resistividade das amostras estudas. Contudo, as correntes desenvolvidas no ensaio de voltametria linear, indicaram que a amostra Nt30 é um fotoeletrodo promissor para formar heteroestruturas baseado em nanotubos de dióxido de titânio. / In recent years, the use of TiO2 nanotubes (Nts) has attracted technological and scientific interests in a significant way due to its unique properties, such as large specific surface area, high absorption capacity and excellent photoelectrochemical activities. One way to improve these properties is to control the nanotubular morphology during its synthesis through the anodizing process. The objective of this study is to evaluate the influence of the applied potential during the anodization process to obtain titanium dioxide (TiO2) nanotubes and applying these nanotubes as a photoelectrochemical catalyst. In order to crystallize the Nts, heat treatment was carried out at 400 ° C in air for 3 h at a heating rate of 10 ° C / min. The effect of the applied potential during the anodizing process on the morphology of the nanotubes and their photoelectrochemical response were analyzed. The characterization was carried out using scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), visible ultraviolet spectrophotometry (UV-VIS) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). It was observed that the anodization potential influences the geometry of the nanotubes, that is, their length, wall thickness and diameter, altering their light absorption properties; consequently, influencing the photoelectrochemical performance of the samples. The results obtained from the electrochemical impedance spectroscopy showed a slightly small difference in the charge transportation resistance of the studied samples. However, the currents developed in the linear voltammetry tests indicated that the Nt30 sample is a promising photoelectrode to apply for other applications such as heterostructures and cationic/anionic doped structures based on titanium dioxide nanotubes.

A investigação das possibilidades do uso da energia solar tem se intensificado nas últimas décadas. Existem muitos desafios na busca de melhorar a eficiência de conversão de energia solar em outras formas de energia. Os diferenciados comportamentos apresentados por dispositivos semicondutores nanoestruturados tem viabilizado processos fotocatalíticos sob irradiação solar. Encontrar um semicondutor estável, com a possibilidade de expandir a eficiência das reações fotocatalíticas, para o espectro visível da radiação solar, é um dos principais desafios em muitas investigações. Dado um semicondutor específico dióxido de titânio (TiO2), algumas modificações são fundamentais tanto para otimizar o semicondutor e expandir seu espectro de absorção para o visível, quanto para aumentar a eficiência de separação de carga na interface entre as fases sólido e líquido. Esse trabalho tem como objetivo investigar as propriedades de nanotubos de TiO2 via carregamento com nanopartículas de Au utilizando dois métodos físicos para tal: i) implantação iônica e ii) pulverização catódica (DC Magnetron Sputtering). Os materiais assim obtidos resultaram em distintas características estruturais, morfológicas, superficiais e óticas que foram investigadas através da realização de variadas técnicas. A estabilidade temporal destes materiais, quando utilizados em processos fotocatalíticos para a produção de H2, também foi investigada Os nanobubos de TiO2 sem adição de nanopartículas de Au apresentaram uma maior estabilidade, mas menor atividade fotocatalítica comparado aos nanotubos carregados com nanopartículas de Au. Os nanotubos carregados com nanopartículas pelo método de implantação iônica apresentaram um aumento de até 7 vezes na produção fotocatalítica de H2, comparadas a amostra livre de Au. A atividade fotocatalítica das amostras submetidos a carregamento de Au pela técnica de DC Magnetron Sputtering tiveram um amento de até 40 vezes comparadas a amostra livre de Au. Apesar dos NTs carregados com NPs de Au por DC Magnetron Sputtering apresentarem uma maior atividade fotocatalítica os NTs carregados com Au por implantação apresentaram maior estabilidade temporal, reproduzindo a mesma produção de H2 em 4 ciclos de 24 horas de ensaios fotocatalíticos, enquanto os NTs carregados com Au por DC Magnetron Sputtering tiveram uma queda maior que 40% na produção de H2 no mesmo número de ciclos. A queda na produção de H2 verificada na amostra carregada por DC Magnetron Sputtering é justificada pela perda de mais de 80% do Au depositado. / In the last decades, several publications have been shown different approaches to use solar energy. There are many challenges in order to improve the efficiency of solar energy conversion to other types of energy. The unique behaviour of the nanostructured semiconductors devices has allow the photocatalytic process under solar irradiation. However, the search for a stable semiconductor that can improve the efficiency of photocatalytic reaction under the visible spectrum is one of the current biggest challenge. Among several semiconductors, dioxide titanium (TiO2) is one of the most promising candidates. However, in order to expand the visible absorption and increase the charge separation efficiency is require modified the TiO2 structure. This work aimed the investigation of TiO2 nanotubes properties loaded with Au nanoparticles via two physics approaches: i) ion implantation and ii) sputtering deposition (DC Magnetron sputtering). The samples produced presented different structural, morphological and optical properties that were investigated thought several techniques The temporal stability of these materials, when submitted to photocatalytic process for hydrogen production also has been investigated. TiO2 nanotubes without Au nanoparticles showed a better stability and a lower photocatalytic activity when compared with the nanotubes with Au nanoparticles. The nanotubes loaded with Au nanoparticles by ion implantation presented an increase of up to 7 times in the photocatalytic production of H2, compared to the Au free sample. The photocatalytic activity of samples submitted to Au loading by the Magnetron Sputtering DC technique had an increase of up to 40 times compared to the Au free sample. Although NTs loaded with Au NPs by DC Magnetron Sputtering exhibited a higher photocatalytic activity, the Au-loaded NTs by ion implantation presented higher temporal stability, reproducing the same H2 production in 4 cycles of 24 hours of photocatalytic tests, while NTs loaded with Au by DC Magnetron Sputtering had a drop greater than 40% in H2 production in the same number of cycles. The decrease in H2 production verified in the sample loaded by DC Magnetron Sputtering is justified by the loss of more than 80% of the deposited Au.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-03-21T04:16:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 344132.pdf: 1478148 bytes, checksum: ca6847aae55bf81826a6a801f571930e (MD5) Previous issue date: 2016 / O gás amônia (NH3) é um composto odorífico apontado como um dos principais compostos nitrogenados reativos (NR). Quando presente na atmosfera afeta negativamente a qualidade ambiental. Os malefícios à saúde humana e animal, somados aos impactos odoríficos causados por este composto, fomentam o desenvolvimento de técnicas eficazes para sua remoção. A oxidação fotocatálitica representa uma nova geração de tecnologia de tratamento destrutivo. A sua aplicação na degradação de NH3 se mostra interessante, uma vez que o principal produto gerado da reação é o N2, um composto inerte ao ambiente. O objetivo deste trabalho é a degradação fotocatalítica do gás amônia em manta de poliéster com carvão ativado, impregnada com TiO2 em um reator tubular de leito fixo, com fluxo ascendente e contínuo de 30 l.h-1 e lâmpada UV-A 365 nm. A eficiência do tratamento foi avaliada segundo a porcentagem de conversão do NH3 nas seguintes condições: volumes de 9,8 cm3 e 19,6 cm3 de manta de poliéster com carvão ativado impregnadas com 2,5 g·m-2 de nanopartículas de TiO2 na fase cristalina anatase; concentrações de entrada de amônia no reator de 20 e 60 ppm; e, a influência da variação da umidade relativa, de 0% e 75%. As mantas contendo carvão ativado, com e sem deposição de TiO2, foram caracterizadas por MEV, EDS e DRX. A oxidação fotocatalítica, atingiu 100% de eficiência de degração de NH3 durante todo o perído de reação avaliado, 160 minutos, quando o sistema operou com a seguinte configuração: volume de manta de poliéster com carvão ativado e TiO2 de 9,8 cm3, concentração de entrada no reator de 20 ppm de NH3, e em regime seco.<br> / Abstract : The gas ammonia (NH3) is an odorous compound identified as one of the main reactive nitrogen compounds (NR). When volatilized into the atmosphere, it affects negatively the air quality. Hazards to human and animal health added to environmental impacts caused by ammonia promote the development of techniques and efficient odor control systems to remove this component. The photocatalytic oxidation represents a new generation of destructive treatment technologies. Its application in the NH3 degradation is interesting, once the main product generated by the reaction is N2, a compound inert to the environment. This work touches on the study of photocatalytic degradation of the gas ammonia NH3 in a polyester coat with activated charcoal impregnated with TiO2 nanoparticles (MPcadt) in a fixed bed reactor void with continuous up flow of 30 l.h-1 and UV-A light 365 nm. The treatment efficiency has been validated according to the percentage of conversion of NH3 in following conditions: volumes of 9,8 cm3 and 19,6 cm3 of polyester coat with activated charcoal impregnated with 2,5 g·m-2 of TiO2 nanoparticles in the crystalline anatase phase; ammonia inlet concentrations of 20 and 60 ppm; influence of the relative humidity variation of 0 and 75 %. Coats containing activated charcoal, with and without TiO2 deposites, have been characterized by scanning electron microscopy - energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS) and x-ray diffraction (XRD). The photocatalytic oxidation reached 100% of NH3 degradation efficiency during the entire reaction period measured, 160 minutes, when the system was operating with the following configuration: polyester coat volume with activated charcoal and TiO2 of 9,8 cm3, inlet NH3 concentration in the reactor of 20 ppm , in dry conditions.

Made available in DSpace on 2015-09-17T15:26:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-05-21. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:45:42Z : No. of bitstreams: 1 000844443.pdf: 3752317 bytes, checksum: f680e496a447dc6bccd59ff923df64a7 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / No presente trabalho, realizou-se a modificação estrutural da argila bentonita sódica pela interação com géis de TiO2 e TiO2 dopado com ZnO, e também pela pilarização da argila com óxidos mistos de Al/Fe e Al/Fe dopado com Cu. Objetivou-se a aplicação desses materiais como matrizes adsorventes e fotocatalíticas do herbicida paraquate. Os materiais foram caracterizados por difratometria de raios-X (DRX), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier e reflectância total atenuada (FTIR-ATR), análise térmica (TG/DTG), microscopia eletrônica de varredura (MEV), medida da área superficial pelo método BET, determinação do potencial Zeta e do tamanho médio de partícula. Como caracterização estrutural complementar, realizou-se o estudo temporal do comportamento espectroscópico do corante azul de metileno, utilizado como sonda fotoquímica, nas suspensões das diferentes argilas, afim de avaliar as propriedades físico-químicas dos microambientes dos materiais. Foi investigado a capacidade adsortiva e as propriedades fotocatalíticas da argila bentonita e das argilas modificadas frente ao herbicida paraquate, em sistemas aquosos. Por meio dos ensaios de cinética e equilíbrio de adsorção, aplicando modelos matemáticos linearizados aos dados experimentais, observou-se que as modificações não contribuíram para o aumento da adsorção do paraquate. No entanto, todas as argilas apresentaram considerável capacidade adsortiva, com concentração máxima adsorvida (Qmáx) acima de 100 mg g-1, aliada há uma cinética de adsorção muito rápida, atingindo o equilíbrio entre 30 e 45 minutos. Observou-se que a capacidade de troca catiônica (CTC), dos adsorventes, exerceu significativa influência na capacidade de adsorção frente ao herbicida. Por meio de estudos térmicos verificou-se que essa adsorção ocorre em regiões diferentes de acordo com as características... / In this work, the structure of sodium bentonite clay was modified using TiO2 and TiO2-oxides, doped with ZnO, and also by pillaring with mixed oxide Al/Fe and Al/Fe-doped Cu. The aim of this, is the application of these materials as adsorbents and photocatalyst of the paraquat herbicide. The materials were characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform mid-infrared spectroscopy with attenuated total reflection (FT-IR/ATR), thermal analysis (TG/DTG), scanning electron microscopy (SEM), determination of specific surface area by the BET method, determination of particle average size and Zeta potential. As a complementary structural characterization, we conducted the temporal study of spectroscopic behavior of methylene blue dye. This dye was used as photochemical probe in suspensions of different clays in order to determine the physicochemical properties of the materials microenvironments. We investigated the adsorptive capacity and photocatalytic properties of bentonite clay and modified clays against paraquat herbicide in aqueous systems. Using adsorption kinetic and equilibrium studies applying linearized mathematical models to experimental data, we observed that the changes have not contributed to the increasing adsorption of paraquat. However, all clays showed substantial adsorptive capacity with maximum concentration adsorbed (Qmax) above 100 mg g-1, combined with a very rapid adsorption kinetics, reaching the equilibrium between 30 and 45 min. We observed that the cation exchange capacity (CEC) of the adsorbents, exerted a significant influence on the adsorption capacity against the herbicide. And by thermal adsorption studies we noticed that this occurs in different regions according to the structural characteristics of the material. Photodegradation tests of paraquat herbicide showed that on the experimental conditions, the clays modified with TiO2, showed the best photocatalytic ...

Made available in DSpace on 2016-03-07T19:21:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-08-04. Added 1 bitstream(s) on 2016-03-07T19:25:20Z : No. of bitstreams: 1 000854505_20160804.pdf: 499580 bytes, checksum: e0f78d605c45db1db7c59d0fca476bc0 (MD5) Bitstreams deleted on 2016-08-05T12:20:24Z: 000854505_20160804.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-08-05T12:20:58Z : No. of bitstreams: 1 000854505.pdf: 8120690 bytes, checksum: eb782c5171f32dc120c86661117feec0 (MD5) / Neste trabalho, nanopartículas de TiO2 foram obtidas a partir de uma metodologia baseada no processo sol-gel seguido pelo método solvotérmico assistido por micro-ondas (SAM), em diferentes tempos de processamento. Os TiO2 foram caracterizado pelas técnicas de análise térmica termogravimetria/calorimetria diferencial exploratória (TG/DSC), difração de raios X (XRD), espectroscopia Raman, espectroscopia de ressonância paramagnética nuclear (EPR), espetroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), microscopia eletrônica de varredura com canhão de elétrons por emissão de campo (FEG-SEM), espectroscopia de energia dispersiva (EDS), microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (HR-TEM). As análises da superfície e porosidade foram efetuadas a partir do método BET, enquanto que as propriedades ópticas foram investigadas pela espectroscopia de absorção óptica na região UV-Vis, espectroscopia de fotoluminescência (FL) e experimentos fotocatalíticos. As temperaturas de calcinação em 380 °C e 450 °C formaram um material cristalino heteroestruturado (anatase+bruquita) e monofásico (anatase), respectivamente. Porém, a curta distância, estes estão altamente ordenados pela presença somente dos modos vibracionais relativos à fase anatase ativos no Raman. Os resultados de FEG-SEM e HR-TEM relevaram que o TiO2 é um material policristalino formado por cristalitos (~10 nm) que crescem por meio de um mecanismo de coalescência orientada e aleatória, resultando em um aglomerado microscópico de nanopartículas. A presença de defeitos estruturais foi atribuída às vacâncias de oxigênios monoionizadas (VO•) pelos sinais de EPR em g ≈2,023 e g≈1,966, que de acordo com os resultados de XPS e EDS sugerem que estas vacâncias estão tanto no bulk quanto na superfície. A partir do refinamento Rietveld, as vacâncias de oxigênio foram interpretadas como desvios em... / In this work, TiO2 nanoparticles were obtained from methodology based on the sol-gel process followed by the microwave-assisted solvothermal method (MAS), in different processing times. The TiO2 were characterized by thermal analysis (TG/DSC), X-ray Diffraction (XRD), Raman spectroscopy, electron paramagnetic resonance (EPR), high-resolution transmission electron microscopy (HR-TEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), X-ray Photoelectron spectroscopy (XPS). Porosity and surface analysis were performed from the Brunauer-Emmett-Teller (BET) method, while the optical properties were investigated by UV-Vis absorption spectroscopy, photoluminescence (PL) and photocatalytic experiments. The calcination temperatures at 380 °C and 450 °C were responsible by the heterostructured (anatase + bruquita) and the monophase (anatase) crystalline materials, respectively. However, at short range are highly ordered due the presence of vibrational modes ascribed to only anatase phase active in Raman. The FEG-SEM e HR-TEM results showed TiO2is a polycrystalline material consisting of nanocrystals (~10 nm) grow up by means of the Oriented attachment mechanism, resulting in a microscopic agglomeration of nanoparticles. The presence of structural defects was attributed to singly ionized oxygen vacancies (VO•) by EPR signals at g≈2,023 and g≈1,966, which according to XPS and EDS results, suggest that these vacancies are in both bulk and surface. From the Rietveld refinement, the oxygen vacancies were interpreted as deviations from (Ti−O) and (O−T̂i−O), which tend to turn the ordered [TiO6] clusters in complex clusters [TiO5.VOx], [TiO5.VO•] and [TiO5.VO••]. The decreasing in the optical band gap (2,68-2,99 eV) and the PL at room temperature, indicate that these complex clusters represent the defects responsible for disorder at medium-range which exhibit a broadband at visible (350-700 nm) and another...

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-08-31Bitstream added on 2014-06-13T19:02:33Z : No. of bitstreams: 1 caiut_rck_dr_araiq.pdf: 4347029 bytes, checksum: 8d72345740146df6af94f20bbd83266c (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Este trabalho focaliza o estudo de materiais a base de TiO 2 obtidos utilizando-se do processo sol- gel. Buscou-se, através desse processo, controlar a hidrólise, o tamanho e a agregação das partículas, utilizando modificadores orgânicos nas primeiras etapas da síntese das suspensões coloidais, o que possibilitou preparar pós redispersáveis. As suspensões foram preparadas a partir da hidrólise do tetra-isopropóxido de titânio Ti(OPri)4 modificado com acetilacetona (Acac) em solução aquosa de ácido para-toluenossulfônico (PTSH). O efeito das razões de Acac/Ti, PTSH/Ti e H2O/Ti nas características físicoquímicas dos sistemas (soluções, sois, pós e filmes finos) foi avaliado pelo emprego de técnicas espectroscópicas (Raman, 13C RMN, EXAFS e XANES), análises térmicas (TG, ATD) e nanoscópicas (SAXS, RERX) Nas suspensões obtidas após hidrólise evidenciouse por espectroscopia Raman a presença dos grupos Acac e OPri ligados aos átomos de titânio. Todas as suspensões preparadas em presença de Acac, PTSH e H2O (H2O/Ti<20) são formadas por um conjunto monodisperso de nanopartículas com raio de giro de aproximadamente 10Å. Evidenciou-se a formação de agregados com estrutura fractal na ausência de PTSH ou pela adição de grande excesso de água (H2O/Ti>20). O estudo dos pós obtidos por secagem convencional (xerogéis) revelou a presença de grupos Acac formando anéis quelato com os átomos de titânio da superfície das nanopartículas de TiO2 bem como de moléculas de PTSH. A presença dessas duas espécies protege a superfície das partículas contra a agregação irreversível, resultando em pós totalmente redispersáveis em uma mistura álcool/água (70/30 v/v). O pós secos não são cristalinos e a ordem local dos átomos de titânio, revelada por EXAFS e XANES, apresenta uma característica intermediária entre a coordenação tetraédrica e octaédrica... / In this work the study of TiO2 based materials prepared by the sol-gel process is focused. The aim of using this process was to control the hydrolysis, the size and aggregation of particles, by organic modification of the colloidal suspensions particles surface during the first synthesis steps. This strategy allowed to redispersible powders. Suspensions were prepared from titanium tetraisopropoxide Ti(Opri)4 modified by acetilacetone (Acac) in para-toluene sulfonic acid (PTSH) aqueous solution. The effect of Acac/Ti, PTSH/Ti and H2O/Ti ratios on the physico-chemical characteristics of systems (solutions, sols, powders and thin films) was followed by spectroscopic (Raman, 13C RMN, EXAFS and XANES), thermometric (TG, DTA) and nanoscopic (SAXS, RERX) measurements. Raman results evidenced the presence of Acac and OPri groups bonded to titanium atoms for suspensions prepared from hydrolysis. Suspensions prepared in presence of Acac, PTSH and H2O (H2O/Ti<20) are formed by monodisperse set of nanoparticles with giration radius of almost 10Å. The formation of fractal structured aggregates was evidence in absence of PTSH or under excess of water (H2O/Ti=20). Conventionally dried powders (xerogels) show the presence of Acac groups or PTSH molecules quelated to surface titanium from TiO2 nanoparticles. The presence of both these species protect the particles surface against irreversible aggregation, giving rise to totally redispersible powders in alcohol water mixture (70/30 v/v). Dried powders are non-crystalline, but the local structure around titanium atoms, reveled by EXAFS e XANES, present intermediate characteristic between tetrahedral and octahedral coordination. The thermal analysis of powders revealed that the high liberation of heat during organic combustion favours material densification at relatively low temperatures (~500ºC). This behavior was explored in the preparation of transparent...(Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2015-05-14T16:52:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-08-22Bitstream added on 2015-05-14T16:59:35Z : No. of bitstreams: 1 000824400.pdf: 1274907 bytes, checksum: e1a8ab0e68a35e7dc28dc76db0bf6d7b (MD5) / O alto custo na produção de células fotovoltaicas ainda é uma problemática para a utilização da energia solar como fonte de energia elétrica. Neste contexto, o trabalho realizado estuda a viabilidade do uso do dióxido de titânio como aceptor de elétrons em células fotovoltaicas híbridas. Neste estudo foi utilizando o polímero PFO (polidietilfluoreno) como doador de elétrons. Filmes de TiO 2 , eletrodepositados em diferentes potenciais, foram tratados termicamente para se obter a fase cristalográfica anatase. O surgimento desta fase foi monitorado por meio da técnica de difração de raios-X. Os resultados obtidos demonstraram que todos os filmes apresentaram a fase anatase a 600°C, porém para o maior potencial de eletrodeposição (-1,2 V), não foi possível detectar a presença de qualquer fase. No intuito de se determin ar a eficiência dos filmes eletrodepositados de TiO 2 como aceptor de elétrons, foram realizadas medidas de fluorescência utilizando o recurso da microscopia confocal de fluorescência de varredura laser (LSCM). Foi possível observar que o PFO, quando utilizado em conjunto com o TiO 2 , apresenta uma menor taxa de emissão quando comparado com o filme na ausência de TiO 2 . Esta diferença mostra que o filme de TiO 2 obtido neste trabalho está atuando efetivamente como um aceptor de elétrons. Neste trabalho também foi desenvolvido um novo método de síntese para a obtenção de pó de TiO 2 . As diferentes fases cristalográficas obtidas após tratamento térmico foram analisadas por difração de raios -X. Os resultados obtidos mostraram que a fase anatase foi obtida pura em 600°C com um tamanho de cristalito de 24 nm e a fase rutilo pura em 1000°C com um tamanho de cristalito de 55 nm. O tamanho do cristalito, assim como a estabilidade ... / The high cost in the production of photovoltaic cells is still a problem for the solar energy usage as an electrical power source. In this context, the work studies the feasibility of using titanium dioxide as an electron acceptor in hybrid photovoltaic cells. In this study was used the polyfluorene (PFO) polymer as electron donor. TiO 2 films, electrodeposited at different potentials, were treated thermally to obtain anatase crystallographic phase. The phase evolution was monitored by X-ray diffraction. The results showed that all films had the anatase phase at 600°C, but for higher electrodeposition potential (-1.2 V), it was not possible to detect the presence of any phase. In order to determine the efficiency of electrodeposited TiO 2 films as electron acceptor, fluorescence measurements were performed using laser scanning confocal microscope (LSCM). It was possible to observe that the PFO when used in conjunction with TiO 2 has a lower emission rate as compared to film in the absence of the TiO 2 . This difference shows that the TiO 2 film obtained in this work is acting effectively as an electron acceptor. In this work has also been developed a new synthesis method for obtaining TiO 2 powder. The different crystallographic phases obtained after heat treatment were analyzed by X-ray diffraction. The results showed that the anatase phase was obtained pure at 600°C with a crystallite size of 24 nm and pure rutile phase at 1000°C with a crystallite size of 55 nm. The crystallite size, as well as the stability of the anatase phase was also studied as a function of the concentration of H 2 O 2 in solution. The crystallite size varied from 11 to 35 nm, for concentrations of 0.009 mol/L and 0.138 mol/L H 2 O 2 , respectively. When heat treated at 825°C the sample obtained with lower concentrations of H 2 O 2 and hence smaller crystallite size became completely into rutile phase, however, for the obtained sample with the highest ...

Orientador: Edson Alves de Campos / Banca: Flávia Magnani Bevlaqua / Banca: Patrícia Petromilli Nordi Sasso Garcia / Resumo: Este trabalho teve como objetivo estudar a efetividade de dois agentes clareadores compostos por peróxido de hidrogênio 38 % e a 15% contendo dióxido de titânio como semicondutor. Foram utilizadas 170 fatias de incisivos bovinos, distribuídas em 17 grupos (n=10), previamente manchadas por infusão de chá preto, por 7 dias. Os grupos de G1 a G4 receberam gel clareador à 15% e foto-catalisação, os grupos de G5 a G8 receberam apenas gel clareador. O grupo 9 (controle) não recebeu tratamento. Os grupos G10 ao G13 foram clareados com gel à 38% e fotocatalização, enquanto os grupos G14 ao G17 receberam apenas o tratamento clareador. Foram realizadas 3 aplicações, nos tempos experimentais de 4 (G1, G5, G10 e G14), 8 (G2, G6, G11 e G15), 12 (G3, G7, G12 e G16) e 16 (G4, G8, G13 e G17) minutos em 3 simulações com intervalos de 7dias. A efetividade do clareamento foi analisada por espectrofotometria (Color Guide) e processamento de imagens digitais (ScanWhite). Realizaram-se registros de cor antes do manchamento (M1) e após cada sessão (M2-M4). A longevidade do clareamento foi avaliada no período de 7 (M5) dias após o tratamento. Conclui-se que protocolos de tempo completo foram mais efetivos nas sessões iniciais (T1 e T2). A fotocatalização melhorou significativamente a eficácia do clareamento. Não houve diferença em relação à concentração utilizada (15% e 38%) nem ao tempo em que o agente clareador permaneceu em contato com o dente. Conclui-se que protocolos de tempo reduzido deveriam ser adotados para evitar exposição desnecessária. / Abstract: This work aimed to study the effectiveness of two bleaching agents composed of 38% hydrogen peroxide and 15% containing titanium dioxide as a semiconductor. 170 slices were used bovine incisors divided into 17 groups (n = 10), previously stained with black tea infusion for 7 days. Groups G1 to G4 received the 15% whitening gel and photo-catalysis, groups G5 to G8 received only whitening gel. The 9 group (control) received no treatment. The groups G10 to G13 were bleached with 38% gel and fotocatalização while G14 to G17 groups received only the bleaching treatment. 3 applications were made, at days 4 (G1, G5, G10 and G14), 8 (G2, G6, G11 and G15), 12 (G3, G7, G12 and G16) and 16 (G4, G8, G13 and G17) simulations in 3 minutes with intervals of 7 days. The effectiveness of bleaching was analyzed by spectrophotometry (Color Guide) and digital image processing (ScanWhite). There were records color before staining (M1) and after each session (M2-M4). The longevity of bleaching was evaluated within 7 days (T5) after treatment. We conclude that full-time protocols were more effective in the initial sessions (T1 and T2). The fotocatalização significantly improved the effectiveness of whitening. There was no difference in the concentration used (15% and 38%) or the time at which the bleaching agent remained in contact with the tooth. We conclude that reduced time protocols should be followed to avoid unnecessary exposure. / Mestre

Resumo: Materiais com potencial para aplicação como sensores de gás tem sido estudados desde meados dos anos 70. Conhecer o comportamento destes materiais é de fundamental importância para o sucesso de pesquisas nesta área. No presente trabalho foram sintetizadas amostras de dióxido de titânio puro e dopado com os seguintes metais: alumínio, lantânio, cobre ou tungstênio utilizando os métodos Pechini e sol gel. As amostras foram obtidas na forma de pó e filmes finos por ambos os métodos. Na preparação dos pós foram usadas duas rotas de processamento para ambos. No método Pechini variou-se a temperatura de calcinação e a concentração do dopante, no método sol gel variou-se a concentração do dopante e o procedimento, inserindo tratamento hidrotermal assistido por micro-ondas. Os pós obtidos apresentam tamanhos de partículas nanométricos com áreas superficiais entre 8 e 190 m2/g, valores de energia do band gap óptico entre 2,58 a 3,47 eV. Na preparação dos filmes a partir de solução Pechini variou-se a razão de aquecimento, durante o tratamento térmico, a concentração dos dopantes e presença de polietilenoglicol na solução. Na preparação dos nos filmes obtidos a partir de sol gel variou-se a concentração dos dopantes. Todos os filmes foram depositados sobre substrato de silício recoberto com uma camada de 300nm de oxido de silício, utilizando o processo spin-coating. Obteve-se indicativo de resposta sensora a O2 nos filmes dopados com lantânio, cobre ou tungstênio, obtidos a partir de solução Pechini, e para o filme dopado com alumínio a partir de método sol gel. / Abstract: Materials with potential applications as gas sensor have been studied since the mid seventies. The success of researchers in this area is strongly dependent on the knowledge of the behavior of these materials. In the present work, both pure and aluminum-, lanthanum-, copper- or tungsten-doped titanium dioxide samples were synthesized by the Pechini and sol gel methods. Samples were obtained as powders and thin films. Powders were prepared by two routes in each of the processes. Sintering temperature and dopant concentration were varied in the Pechini method, whereas the dopant concentration and synthesis process were varied in the sol gel method, in which the microwave-assisted hydrothermal synthesis was implemented. The powders presented nanometric particles with specific surface areas between 8 and 190 m2/g, optical band-gap energies among 2.58 and 3.47 eV. Films were deposited by means of spin-coating technique onto silicon substrates covered with a 300 nm silicon oxide layer. Films doped with La, Cu and W obtained by the Pechini method, and films doped with Al obtained by the sol gel method, showed response towards O2. / Orientador: Maria Aparecida Zaghete Bertochi / Coorientador: Rodrigo Parra / Banca: Miguel Jafelicci Junior / Banca: Cauê Ribeiro de Oliveira / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-01-21Bitstream added on 2014-06-13T19:49:42Z : No. of bitstreams: 1 pegler_gf_me_araiq.pdf: 1754677 bytes, checksum: 933e5a43ec264378906ee0708203a98e (MD5) / Pelo presente trabalho foram obtidos fotocatalisadores formados por composições binárias e ternárias dos óxidos comerciais TiO2 anatase (marca Synth), SnO2 rutilo (marca Cesbra) e Ag2O (marca Vetec). Anteriormente à preparação dos materiais ternários houve a preparação e estudo de três composições binárias preparadas em três temperaturas distintas de calcinação (400 °C, 600 °C, 800 °C), formadas por TiO2 + SnO2 variando nas razões em porcentagem molar de 25/75, 50/50, 75/25 respectivamente. O material binário TiO2 + SnO2 (75/25 - 400 °C), assim como TiO2 puro foram modificados pela adição de Ag2O nas composições em porcentagem molar de 0,02; 0,1; 0,2 e 1,0. Os materiais foram obtidos pelo método de mistura de óxidos e homogeneização em moinho de bolas rotativo com posterior tratamento térmico à temperatura de 400 °C por 4 horas. Os desempenhos fotocatalíticos desses materiais foram monitorados através de ensaios de descoloração dos corantes orgânicos Rodamina B e Azul de Metileno sob iluminação de luz ultravioleta em reator fotocatalítico desenvolvido neste trabalho. Os picos de absorção molecular dos corantes foram monitorados durante os ensaios fotocatalíticos através de medidas de espectrofotometria UV-vis. Os fotocatalisadores foram caracterizados quanto às fases cristalinas por difração de Raios X, quanto à área superficial específica S(BET) em equipamento de análise de adsorção de N2, quanto à morfologia dos pós por FEG-SEM e quanto à composição química superficial por análise de XPS. Os fotocatalisadores ternários apresentaram cinética reacional superior ao encontrado para o óxido comercial referência TiO2 P25 (marca Degussa) nos ensaios com Rodamina B. Nos ensaios com Azul de Metileno foram obtidos resultados de cinética próximos do encontrado para o óxido... / In this study were obtained photocatalysts consisting of binary and ternary compositions of the commercial oxides TiO2 (Synth), SnO2 (Cesbra) and Ag2O (Vetec). Prior to the preparation of ternary materials there was the preparation and study of three binary compositions prepared in three different calcination temperatures (400 °C, 600 °C, 800 °C) formed by TiO2 + SnO2 ranging in percentage molar ratios of 75/25, 50/50, 75/25 respectively. The binary material TiO2 + SnO2 (75/25 - 400 °C), as well as pure TiO2, has been modified by the addition of Ag2O in 0.02, 0.1, 0.2 and 1.0 molar percentage compositions. The materials were obtained by the oxide mixture technique and homogenization in a rotary ball mill with subsequent thermal treatment at 400 °C for four hours. The photocatalytic performances of these materials were studied by testing of Rhodamine B and Methylene Blue photobleaching under the activation of materials by ultraviolet light in photocatalysis reactor developed in this work. Molecular absorption peaks of the dyes during the tests of photobleaching were monitored by UV-vis spectrophotometry. Crystal structure patterns of the powders were examined by X-ray diffraction (XRD), BET surface area measurement were carried out by using N2 as the adsorptive gas, the morphology analysis were performed by scanning electron microscopy (FEG-SEM) and the elemental chemical composition at the powder surfaces was analysed by XPS analysis. The kinetic analysis showed that the ternary materials had better results than commercial reference oxide TiO2 P25 (Degussa) in the tests with Rhodamine B. When comparing the Methylene Blue performances realized with ternary and TiO2 + Ag2O compositions, the kinetic for both were near the P25. It was also checked photocatalytic activation by sunlight... (Complete abstract click electronic access below)