Made available in DSpace on 2016-08-29T15:35:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9761_Bruno Henrique Arpini.pdf: 7901693 bytes, checksum: 5935e86ed8124854681614cf8c933ef5 (MD5) Previous issue date: 2016-03-30 / O presente estudo tem como objetivo obter novas metodologias de obtenção de biodiesel etílico e metílico a partir de três diferentes compostos de nióbio atuando como catalisadores em reações de transesterificação, são eles: pentóxido de nióbio, pentacloreto de nióbio e oxalato amoniacal de nióbio. Vários parâmetros como, temperatura, tempo de reação, proporção em massa dos catalisadores, sistema reacional (refluxo e banho de ultrassom) foram variados a fim de se obter as melhores condições para a obtenção de biodiesel. Sabe-se por vários estudos que os compostos de nióbio apresentam acidez de Lewis. O Nb2O5 é um sólido branco, e em sua forma hidratada também é conhecido como ácido nióbico, podendo atuar tanto como ácido de Bronsted quanto ácido de Lewis. O NbCl5 é um sólido amarelo, facilmente hidrolisável quando em contato com água e possui elevada acidez. O NH4[NbO(C2O4)2(H2O)].nH2O é um sólido branco, muito solúvel em água e usado principalmente como precursor para óxidos de nióbio. O NbCl5 obteve rendimentos não satisfatórios devido a seu difícil manuseio e a presença de água como subproduto na reação paralela a de transesterificação, a esterificação de ácidos graxos livres. O NH4[NbO(C2O4)2(H2O)].nH2O apresentou bons rendimentos principalmente em refluxo por 48 horas, em especial utilizando etanol e em proporção de 100% em massa para com os óleos. O Nb2O5 pode atuar tanto como ácido de Bronsted quanto ácido de Lewis, porém em temperatura de calcinação de 300 ºC ele leva a melhores rendimentos, fato relacionado ao aumento de sítios de Lewis e sua maior organização da sua estrutura cristalina. As reações utilizando banho de ultrassom ainda não demonstraram resultados satisfatórios em comparação às reações em refluxo, por conta do tempo de reação muito menor e consequentemente o menor acréscimo de energia ao sistema reacional.

O presente trabalho consiste na preparação e caracterização de filmes finos de óxido nióbio (Nb2O5) dopados com trifluoro metano sulfonato de lítio (CF3SO3Li). A adição do sal de lítio tem como objetivo verificar a influência do mesmo nas performances opto-eletroquímicas dos filmes de óxido de nióbio. Os sóis para deposição dos filmes foram preparados pelo processo sol-gel submetendo a mistura de NbCl5, butanol, ácido acético e o sal de lítio à irradiação ultra-sônica por alguns minutos. Em seguida, os filmes foram depositados pela técnica dip-coating sobre um substrato de vidro recoberto com camada condutora (ITO-Asahi). Os filmes foram então submetidos a um tratamento térmico entre 400&#176C e 600&#176C durante alguns minutos em atmosfera de ar. A reversibilidade eletroquímica destes filmes foi estudada através de voltametria cíclica e cronoamperometria. As medidas de transmissão ótica foram realizadas in-situ na região entre 350 e 800nm (ultravioleta ao visível). Análises microscópicas (MEV, EDX, AFM) foram feitas para verificar a textura, composição e a topografia dos filmes. Foram feitas também, medidas de espectroscopia de infravermelho para a caracterização dos sóis e análises térmicas (DTA/TGA) e difração de raios-X para os precipitados. O possível uso destes filmes em sistemas eletrocrômicos para aplicação em arquitetura foi estudado através de comparação com os resultados de transmissão ótica de vidros comuns. / Present work shows the preparation and characterization of niobium (V) oxide films (Nb2O5) doped with lithium trifluoromethanesulfonate (CF3SO3Li). The main objective of lithium salt addition was to verify its influence on the opto-electrochemical performance of the niobia films. Sols to deposition of the films were prepared by sol-gel process. The mixture of NbCl5 butanol, acetic acid and lithium salt was submitted to ultrasonic irradiation for some minutes. After, films were deposited by dip-coating on glass substrate re-covered with conductor layer (ITO-Asahi). Films were submitted to the thermal treatment between 400 and 600&#176C during some minutes in air atmosphere. The electrochemical reversibility of these films was studied by cyclic voltammetry and chronoamperometry. Their optical transmission measurements were performed in-situ in the UV-VIS range (between 350 and 800nm). Microscopic analysis (SEM, EDX, AFM) was made to check the texture, composition and topography of the films. Infrared spectroscopy measurements were made to sols characterizations and thermal analyses (TGA/ DTA) and X-ray diffraction to the precipitates. The possible use these films in architecture was studied by comparing with the optic transmission results of the common glass.

Neste trabalho foi estudada a produção, por síntese hidrotermal assistida por microondas, nanoestruturas de pentóxido de nióbio (Nb2O5) a partir do precursor pentacloreto de nióbio (NbCl5). A síntese foi realizada nas temperaturas de 150 e 200 °C durante 130 min, e o produto obtido foi tratado termicamente a temperaturas de 600, 800 e 1000 °C por 60 min com taxa de aquecimento de 10 °C/min. Os produtos obtidos foram caracterizados por análise termogravimétrica (ATG), para detectar a perda de massa com a temperatura; por difração de raios X (DRX), para análise da estrutura cristalina; por espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e por espectroscopia Raman, para identificação das fases formadas; por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET), para verificação da morfologia do material; e por espectroscopia de refletância difusa (ERD), para identificar as propriedades ópticas do material. Além dessas, foram realizados cálculos do tamanho do cristalito pela equação de Scherrer. Os resultados indicaram a formação de nanoestruturas com diversas fases cristalinas de nióbio (TT, T, B, M e H-Nb2O5). O tamanho do cristalito variou em função da temperatura de tratamento térmico praticado: entre 35,85 e 38,80 nm para as amostras sintetizadas a 150 °C; e entre 34,84 e 40,93 nm para as amostras sintetizadas a 200 °C. Com a análise por refletância difusa foram obtidos os valores de band gaps para as amostras sintetizadas, e os resultados identificaram material semicondutor com uma variação de 3,13 a 3,90 eV. / In this work was studied the production by hydrothermal synthesis assist for microwave, niobium pentoxide nanocrystals (Nb2O5) obtained from the precursor pentachloride niobium (NbCl5). The synthesis was carried out at temperature of 150 and 200 °C for 130 min and the product obtained was calcined at temperatures 600, 800 and 1000 °C for 60 min and heating rate at 10 °C/min. The following characterizations were performed for analysis of the material, among them, thermal gravimetric analysis (ATG) for detecting the lost mass by temperature, X-ray diffraction (XRD) for analysis of the crystal structure, Fourier Transform Infrared spectroscopic (FTIR) and Raman spectroscopic was used for analyze the changes in superficial chemical connections, scanning electron microscopy (SEM) and transmission electronic microscopic (TEM) for morphology of material and diffuse reflectance spectroscopy (DRS) for identification the material optical properties. Moreover, calculate were realized of crystallite size by Scherrer’s equation. The results showed the formation of nanostrutured with various phases (TT, T, B, M e H-Nb2O5). The crystallite size varied in function of thermal treatment temperature from 35,85 to 38,80 nm for synthesizes samples in 150 °C and 34,84 to 40,93 nm for synthesizes samples in 200 °C. With the analysis by diffuse reflectance were obtained the band gap values for the synthesized samples and the results identify a semiconductor material with a variation from 3,13 to 3,90 eV.

Neste trabalho foi estudada a produção, por síntese hidrotermal assistida por microondas, nanoestruturas de pentóxido de nióbio (Nb2O5) a partir do precursor pentacloreto de nióbio (NbCl5). A síntese foi realizada nas temperaturas de 150 e 200 °C durante 130 min, e o produto obtido foi tratado termicamente a temperaturas de 600, 800 e 1000 °C por 60 min com taxa de aquecimento de 10 °C/min. Os produtos obtidos foram caracterizados por análise termogravimétrica (ATG), para detectar a perda de massa com a temperatura; por difração de raios X (DRX), para análise da estrutura cristalina; por espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e por espectroscopia Raman, para identificação das fases formadas; por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET), para verificação da morfologia do material; e por espectroscopia de refletância difusa (ERD), para identificar as propriedades ópticas do material. Além dessas, foram realizados cálculos do tamanho do cristalito pela equação de Scherrer. Os resultados indicaram a formação de nanoestruturas com diversas fases cristalinas de nióbio (TT, T, B, M e H-Nb2O5). O tamanho do cristalito variou em função da temperatura de tratamento térmico praticado: entre 35,85 e 38,80 nm para as amostras sintetizadas a 150 °C; e entre 34,84 e 40,93 nm para as amostras sintetizadas a 200 °C. Com a análise por refletância difusa foram obtidos os valores de band gaps para as amostras sintetizadas, e os resultados identificaram material semicondutor com uma variação de 3,13 a 3,90 eV. / In this work was studied the production by hydrothermal synthesis assist for microwave, niobium pentoxide nanocrystals (Nb2O5) obtained from the precursor pentachloride niobium (NbCl5). The synthesis was carried out at temperature of 150 and 200 °C for 130 min and the product obtained was calcined at temperatures 600, 800 and 1000 °C for 60 min and heating rate at 10 °C/min. The following characterizations were performed for analysis of the material, among them, thermal gravimetric analysis (ATG) for detecting the lost mass by temperature, X-ray diffraction (XRD) for analysis of the crystal structure, Fourier Transform Infrared spectroscopic (FTIR) and Raman spectroscopic was used for analyze the changes in superficial chemical connections, scanning electron microscopy (SEM) and transmission electronic microscopic (TEM) for morphology of material and diffuse reflectance spectroscopy (DRS) for identification the material optical properties. Moreover, calculate were realized of crystallite size by Scherrer’s equation. The results showed the formation of nanostrutured with various phases (TT, T, B, M e H-Nb2O5). The crystallite size varied in function of thermal treatment temperature from 35,85 to 38,80 nm for synthesizes samples in 150 °C and 34,84 to 40,93 nm for synthesizes samples in 200 °C. With the analysis by diffuse reflectance were obtained the band gap values for the synthesized samples and the results identify a semiconductor material with a variation from 3,13 to 3,90 eV.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6579.pdf: 3532756 bytes, checksum: 99797ee779fe5670ad3ec249ff9b5c13 (MD5) Previous issue date: 2014-12-10 / Universidade Federal de Sao Carlos / From 2010, Brazil ranks as the largest consumer of pesticides in the world, being 99% or more of sprayed pesticides can disseminate to the environment, and consequently reaching the ground and water. A possibility attempt to remedy this contamination is the use of Advanced Oxidation Processes (AOP). These processes consist in formation of highly oxidizing species in a way to mineralize organic molecules. The species can be generated from photoactivation reactions using a semiconductor under ultraviolet-visible radiation. A promising and underexplored semiconductor in catalysis is Nb2O5 which presents notable chemical and physical properties also, niobium is highly available in Brazil and present low cost. This work aimed to evaluate the use of an abundant material in Brazil, niobium, in order to contribute to the resolution of an environmental problem and public health, the water contamination by pesticides. In this way, it tried to draw parallels between the structural, morphological and surface characteristics of the synthesized Nb2O5, and its photocatalytic activity against pesticides. Nb2O5 was synthesized by three different methods, Polymeric Precursors, Hydrothermic and Decomposition. The process was optimized for each method varying different parameters in the employed methodology. The techniques X-ray diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy with Field Emission Gun (SEM-FEG), Zeta Potential, Infrared, Diffuse Reflectance and Raman spectroscopies; were used to characterize the synthesized materials. The photodegradation process under UVC radiation (254 nm) was monitored using UV-spectroscopy in the UV-visible region and its efficiency was evaluated by means of kinetic study. In general, it was found that the polymeric precursors method produces the most efficient Nb2O5 photocatalyst. Thus, this method was used for impregnating the previously synthesized magnetic nanoparticles (magnesium and cobalt ferrites) with Nb2O5, in order to remove the photocatalyst from water and enable to reuse this material. From the obtained results it was observed that the magnetic nanoparticles do not influence the photocatalytic response and may provide the removal and reuse of the photocatalyst. / Desde 2010 o Brasil ocupa o posto de maior consumidor de agrotóxicos do mundo, sendo que 99% ou mais dos pesticidas pulverizados podem se espalhar pelo meio ambiente, fazendo com que grande parte atinja o solo e, consequentemente, a água. Uma medida para tentar remediar esta contaminação é o uso de Processos Oxidativos Avançados (POAs). Estes processos consistem na formação de espécies altamente oxidantes que buscam mineralizar as moléculas orgânicas. Essas espécies podem ser geradas a partir de reações de fotoativação de um semicondutor usando radiação ultravioleta UV. Um semicondutor candidato a essa aplicação, e pouco explorado na área de fotocatálise, é o Nb2O5, que além de apresentar propriedades químicas e físicas notáveis, o precursor nióbio é altamente disponível no Brasil e apresenta baixo custo. Este trabalho teve como objetivo principal avaliar uma possibilidade de empregar e agregar valor a um material abundante no Brasil, o nióbio, buscando contribuir com a resolução de um problema ambiental e de saúde coletiva, a contaminação da água por agrotóxicos. Desta maneira, procurou-se traçar paralelos entre as características estruturais, morfológicas, superficiais do Nb2O5 sintetizado e a sua atividade fotocatalítica frente a agrotóxicos. O Nb2O5 foi sintetizado por três métodos distintos, dos Precursores Poliméricos, Decomposição e Hidrotérmico. Em cada um deles, buscou-se a otimização do processo variando-se diversos parâmetros na metodologia empregada. Para a caracterização dos materiais sintetizados foram utilizadas as técnicas de Difração de Raios X (DRX); Microscopia Eletrônica de Varredura com Fonte de Emissão de Campo (MEV-FEG); espectroscopias Raman, Infravermelho e Reflectância Difusa; e Potencial Zeta. O processo de fotodegradação sob radiação UVC (254 nm) foi monitorado utilizando-se espectroscopia na região UV- visível e sua eficiência foi avaliada realizando seu estudo cinético. Verificou-se que, em geral, o método que produziu os fotocatalisadores mais eficientes foi o dos Precursores Poliméricos. Deste modo, este método foi empregado para a impregnação do Nb2O5 sobre nanopartículas magnéticas de ferritas de magnésio e cobalto, previamente sintetizadas, a fim de realizar a remoção do fotocatalisador do meio e possibilitar a reutilização do material. Nos resultados obtidos observou-se que as nanopartículas magnéticas não influenciaram na resposta fotocatalítica e que podem proporcionar a remoção e reutilização do fotocatalisador do meio de análise.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, 2007. / Submitted by Fabrícia da Silva Costa Feitosa (fabriciascf@gmail.com) on 2010-01-14T21:09:52Z No. of bitstreams: 1 2007_ValdeilsonSouzaBraga.pdf: 1112154 bytes, checksum: f71e16845930917794306c158d644b43 (MD5) / Approved for entry into archive by Carolina Campos(carolinacamposmaia@gmail.com) on 2010-01-20T16:38:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_ValdeilsonSouzaBraga.pdf: 1112154 bytes, checksum: f71e16845930917794306c158d644b43 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-01-20T16:38:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_ValdeilsonSouzaBraga.pdf: 1112154 bytes, checksum: f71e16845930917794306c158d644b43 (MD5) Previous issue date: 2007-02-26 / Os catalisadores contendo Nb O /SiO -Al O , CuO/Nb O /SiO -Al O , 2 5 2 2 3 2 5 2 2 3 Nb O /CCA (CCA=cinza de casca de arroz) cristalina ou amorfa e CuO/CCA 2 5 investigados neste estudo, foram preparados via diferentes rotas (impregnação em meio aquoso (incipiente ou evaporação) ou grafitização em meio orgânico, em variadas proporções (2, 5, 10, 15, 20 e 25 % em massa). Estes materiais foram aplicados em reações de esterificação de ácido acético com álcoois (etanol, n-butanol e iso-pentanol), esterificação de ácido oléico ou transesterificação de óleo de soja com etanol ou metanol, mostrando ótima conversão e seletividade na maioria dos processos. As caracterizações utilizadas foram: DRX, TG/DTA, FTRaman, FTIR, DRIFTS, Calorimetria, BET, RMN e CG/FID e CG/MS. Os catalisadores de Nb O /SiO -Al O foram 2 5 2 2 3 avaliados quanto à transição de fase que ocorre a cerca de 1350 C, confirmando a formação das fases ortorrômbica (T) e monoclínica (M e H), em contraste com o Nb O puro que forma somente a fase H nas mesmas 2 5 condições. O estudo destes catalisadores calcinados mostrou a forte dependência da temperatura na acidez e na estrutura. O material suportado mais ácido é amorfo, contém 10% em massa do Nb O (~ o limite da 2 5 C. Os catalisadores de monocamada) e deve ser calcinado a 300 CuO/Nb O /SiO -Al O mostraram um alto grau de influência do CuO sobre o O , sendo que a estabilidade térmica é dependente do método de Nb 2 5 preparação. Os materiais calcinados a 800 C e com alto teor de Cu e Nb mostraram a formação de óxidos mistos (CuNb O ) e possuem a monocamada 2 6 em torno de 5-10 % em massa dos óxidos de CuO e Nb O . Já os calcinados a 2 5 C, somente é observado o CuO cristalino, quando esse possui teores 300 acima de 10 % em massa. Os sistemas de Nb O /CCA amorfa ou cristalina 2 5 mostraram uma forte interação das espécies superficiais de óxido de nióbio, evidenciado pela formação das fases TT e T-Nb O , nas amostras contendo 2 5 10-25 % em massa e calcinadas a 800 C. Além disso, não mostraram a transição de fase nas curvas de TG/DTA. O catalisador mais ativo no processo de esterificação do ácido oléico contém 10 % em massa e foi calcinado a 300 C. O catalisador contendo 10 % de CuO/CCA amorfa, calcinado a 300 C, mostrou alta dispersão das espécies de cobre na superfície. ________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / O /SiO -Al O , CuO/Nb O /SiO -Al O , Catalysts comprising of Nb 2 5 2 2 3 2 5 2 2 3 Nb O /CCA (CCA=rice husk ash) crystalline or amorphous and CuO/CCA 2 5 investigated in this study were prepared by different routes (impregnation in aqueous solution (incipient or evaporation) or graftization in organic medium) (2, 5, 10, 15, 20 e 25 mass%). under different proportions These materials were applied in esterification reactions of acetic acid with alcohols (ethanol, n-butanol and isopentanol), esterification of oleic acid or transesterification of soybean oil with ethanol or methanol, showing excellent conversion and selectivities in the majority of the processes. The catalyst characterizations used were: XRD, TG/DTA, FTRAMAN, FTIR, DRIFTS, Calorimetry, BET, NMR, GC/FID and O /SiO -Al O were tested to the transition phase, GC/MS. The catalysts of Nb 2 5 2 2 3 1350 C, confirming formation of the orthorhombic (T) which occurs at about and monoclinic (M and H) phases. This is in contrast to pure Nb O that forms 2 5 only the H phase under the same conditions. The study of the calcined catalysts showed the strong dependence of the temperature on the acidity and structure. The most acidic material is amorphous, have 10 mass% of Nb o (~the limit of 2 5 C. The catalysts of the monolayer), and must be calcined at 300 CuO/Nb O /SiO -Al O showed a high degree influence of CuO over Nb O , 2 5 2 2 3 2 5 and the thermal stability is dependent on the preparation method. The materials and higher Cu and Nb loadings showed the formation of calcined at 800 °C O ), and have the monolayer around 5-10 mass% of CuO mixed-oxides (CuNb 2 6 O . When loadings are over 10 mass% and calcination is at 300 °C, and Nb 2 5 only crystalline CuO is observed. The Nb O /CCA amorphous or crystalline 2 5 showed a strong interaction of the niobium oxide surface species, evidenced by the formation of TT and T-Nb O phases in the samples with 10-25 mass% and 2 5 calcined at 800 °C. Moreover, they have not displayed the transition phase in the TG/DTA curves. The most active catalyst for the esterification of oleic acid process has 10 mass% and was calcined at 300 °C. The catalyst with 10 mass% of CuO/CCA amorphous, calcined at 300 °C showed high dispersion of copper species on the surface.

Submitted by SILVIA LETICIA FERNANDES null (sy.fernandes@hotmail.com) on 2016-05-31T17:30:17Z No. of bitstreams: 1 Tese_Silvia Leticia Fernandes.pdf: 5734164 bytes, checksum: 5485bc4d14d63bd72484d78e0e3a1907 (MD5) / Rejected by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo a orientação abaixo: O arquivo submetido está sem a ficha catalográfica. A versão submetida por você é considerada a versão final da dissertação/tese, portanto não poderá ocorrer qualquer alteração em seu conteúdo após a aprovação. Corrija esta informação e realize uma nova submissão contendo o arquivo correto. Agradecemos a compreensão. on 2016-05-31T20:24:02Z (GMT) / Submitted by SILVIA LETICIA FERNANDES null (sy.fernandes@hotmail.com) on 2016-05-31T22:31:21Z No. of bitstreams: 1 Tese_Silvia Leticia Fernandes.pdf: 5362328 bytes, checksum: 3ad1eb46dfedf8840bc516a67f927a4f (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-06-01T14:17:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 fernandes_sl_dr_bauru.pdf: 5362328 bytes, checksum: 3ad1eb46dfedf8840bc516a67f927a4f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-01T14:17:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 fernandes_sl_dr_bauru.pdf: 5362328 bytes, checksum: 3ad1eb46dfedf8840bc516a67f927a4f (MD5) Previous issue date: 2016-04-27 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O desenvolvimento das células solares de perovskita foi acompanhado por uma revolução no campo dos dispositivos fotovoltaicos. Células solares de perovskita atingiram eficiências de conversão de energia maiores que 21% em apenas 5 anos após sua descoberta, colocando-as em competição com as células solares comerciais de silício. Apesar de promissores, os dispositivos de perovskita enfrentam desafios que impedem sua comercialização, sendo o maior deles o problema de estabilidade. Nesse âmbito, a presente tese teve como principal foco o desenvolvimento de células solares de perovskita baseadas em filmes nanoestruturados de Nb2O5 e TiO2, visando melhor compreensão do funcionamento desses dispositivos afim de se obter a solução dos problemas hoje enfrentados. Os resultados obtidos mostram eficiências maiores que 13% para o sistema: filme compacto de Nb2O5/ filme mesoporoso de TiO2/ CH3NH3PbI3; e eficiências tão elevadas quanto 15% para sistema usando filme compacto e mesoporoso de TiO2/ CH3NH3PbI3. As melhores células solares montadas com filmes compactos de Nb2O5 apresentaram correntes de curto circuito de 19 mA/cm2, tensão de circuito aberto de 960 mV, fator de preenchimento de 75% e eficiências de 13%. Para as células formadas com filmes de compactos de TiO2 foram obtidas correntes de curto circuito de 20 mA/cm2, tensão de circuito aberto de 1V, fator de preenchimento de 70% e eficiências de 15%. A estabilidade dos dispositivos e a presença de histerese nas curvas de tensão-corrente foram estudadas variando parâmetros como a composição da camada compacta (TiO2 versus Nb2O5), a espessura dessa camada; assim como o método de síntese utilizado para preparar os filmes de perovskitas (método de deposição sequencial versus método de engenharia dos solventes). De maneira geral, os resultados mostraram que células solares preparadas com filmes de Nb2O5 de 50 nm em conjunto com perovskitas preparada pelo método de deposição sequencial resultaram em dispositivos sem histerese e com maior estabilidade do que os preparados com filmes de TiO2 ou mais espessos que 50nm. / The development of perovskite solar cells was accompanied by a revolution in the photovoltaics field. Perovskite solar cells have reached higher energy conversion efficiencies of 21% in just 5 years after its discovery, putting them in competition with commercial silicon solar cells. Although promising, the perovskite devices face some challenges which delay their commercialization, and one of most important is the stability. In this context, the present thesis intended the development of perovskite solar cells based on nanostructured films of Nb2O5 and TiO2, in order to better understand the functioning of these devices. Efficiencies up to 13% were obtained for the system composed of: compact Nb2O5 / mesoporous TiO2/ CH3NH3PbI3 and efficiencies as high as 15% for compact system using compact TiO2/ mesoporous TiO2/ CH3NH3PbI3. The best solar cells prepared using compact Nb2O5 films showed a short circuit current of 19 mA/cm 2 , open circuit voltage of 900 mV, fill factor of 75% and 13% of efficiency. Devices prepared using compact TiO2 films reached short circuit current of 20 mA/cm2 , open circuit voltage of 1V, fill factor of 70% and 15% of efficiency. The stability of the devices and the presence of current-voltage hysteresis were studied by changing parameters such as the composition and the thickness of the compact layer (TiO2 vs. Nb2O5), as well as the synthesis method used to prepare the perovskite films (sequential deposition method vs solvent-engineering method). Overall, the results showed that solar cells prepared with 50 nm Nb2O5 film in combination with perovskite prepared by sequential deposition method have resulted in devices without hysteresis and greater stability than those prepared with TiO2 films or thicker than 50nm. / FAPESP: 2012-07745-9

Neste trabalho foi estudada a produção, por síntese hidrotermal assistida por microondas, nanoestruturas de pentóxido de nióbio (Nb2O5) a partir do precursor pentacloreto de nióbio (NbCl5). A síntese foi realizada nas temperaturas de 150 e 200 °C durante 130 min, e o produto obtido foi tratado termicamente a temperaturas de 600, 800 e 1000 °C por 60 min com taxa de aquecimento de 10 °C/min. Os produtos obtidos foram caracterizados por análise termogravimétrica (ATG), para detectar a perda de massa com a temperatura; por difração de raios X (DRX), para análise da estrutura cristalina; por espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e por espectroscopia Raman, para identificação das fases formadas; por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET), para verificação da morfologia do material; e por espectroscopia de refletância difusa (ERD), para identificar as propriedades ópticas do material. Além dessas, foram realizados cálculos do tamanho do cristalito pela equação de Scherrer. Os resultados indicaram a formação de nanoestruturas com diversas fases cristalinas de nióbio (TT, T, B, M e H-Nb2O5). O tamanho do cristalito variou em função da temperatura de tratamento térmico praticado: entre 35,85 e 38,80 nm para as amostras sintetizadas a 150 °C; e entre 34,84 e 40,93 nm para as amostras sintetizadas a 200 °C. Com a análise por refletância difusa foram obtidos os valores de band gaps para as amostras sintetizadas, e os resultados identificaram material semicondutor com uma variação de 3,13 a 3,90 eV. / In this work was studied the production by hydrothermal synthesis assist for microwave, niobium pentoxide nanocrystals (Nb2O5) obtained from the precursor pentachloride niobium (NbCl5). The synthesis was carried out at temperature of 150 and 200 °C for 130 min and the product obtained was calcined at temperatures 600, 800 and 1000 °C for 60 min and heating rate at 10 °C/min. The following characterizations were performed for analysis of the material, among them, thermal gravimetric analysis (ATG) for detecting the lost mass by temperature, X-ray diffraction (XRD) for analysis of the crystal structure, Fourier Transform Infrared spectroscopic (FTIR) and Raman spectroscopic was used for analyze the changes in superficial chemical connections, scanning electron microscopy (SEM) and transmission electronic microscopic (TEM) for morphology of material and diffuse reflectance spectroscopy (DRS) for identification the material optical properties. Moreover, calculate were realized of crystallite size by Scherrer’s equation. The results showed the formation of nanostrutured with various phases (TT, T, B, M e H-Nb2O5). The crystallite size varied in function of thermal treatment temperature from 35,85 to 38,80 nm for synthesizes samples in 150 °C and 34,84 to 40,93 nm for synthesizes samples in 200 °C. With the analysis by diffuse reflectance were obtained the band gap values for the synthesized samples and the results identify a semiconductor material with a variation from 3,13 to 3,90 eV.

O presente trabalho consiste na preparação e caracterização de filmes finos de óxido nióbio (Nb2O5) dopados com trifluoro metano sulfonato de lítio (CF3SO3Li). A adição do sal de lítio tem como objetivo verificar a influência do mesmo nas performances opto-eletroquímicas dos filmes de óxido de nióbio. Os sóis para deposição dos filmes foram preparados pelo processo sol-gel submetendo a mistura de NbCl5, butanol, ácido acético e o sal de lítio à irradiação ultra-sônica por alguns minutos. Em seguida, os filmes foram depositados pela técnica dip-coating sobre um substrato de vidro recoberto com camada condutora (ITO-Asahi). Os filmes foram então submetidos a um tratamento térmico entre 400&#176C e 600&#176C durante alguns minutos em atmosfera de ar. A reversibilidade eletroquímica destes filmes foi estudada através de voltametria cíclica e cronoamperometria. As medidas de transmissão ótica foram realizadas in-situ na região entre 350 e 800nm (ultravioleta ao visível). Análises microscópicas (MEV, EDX, AFM) foram feitas para verificar a textura, composição e a topografia dos filmes. Foram feitas também, medidas de espectroscopia de infravermelho para a caracterização dos sóis e análises térmicas (DTA/TGA) e difração de raios-X para os precipitados. O possível uso destes filmes em sistemas eletrocrômicos para aplicação em arquitetura foi estudado através de comparação com os resultados de transmissão ótica de vidros comuns. / Present work shows the preparation and characterization of niobium (V) oxide films (Nb2O5) doped with lithium trifluoromethanesulfonate (CF3SO3Li). The main objective of lithium salt addition was to verify its influence on the opto-electrochemical performance of the niobia films. Sols to deposition of the films were prepared by sol-gel process. The mixture of NbCl5 butanol, acetic acid and lithium salt was submitted to ultrasonic irradiation for some minutes. After, films were deposited by dip-coating on glass substrate re-covered with conductor layer (ITO-Asahi). Films were submitted to the thermal treatment between 400 and 600&#176C during some minutes in air atmosphere. The electrochemical reversibility of these films was studied by cyclic voltammetry and chronoamperometry. Their optical transmission measurements were performed in-situ in the UV-VIS range (between 350 and 800nm). Microscopic analysis (SEM, EDX, AFM) was made to check the texture, composition and topography of the films. Infrared spectroscopy measurements were made to sols characterizations and thermal analyses (TGA/ DTA) and X-ray diffraction to the precipitates. The possible use these films in architecture was studied by comparing with the optic transmission results of the common glass.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:43:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Felipe Holtz de Andrade.pdf: 6124468 bytes, checksum: f5473082aa79c46a8a2ec002b3185a19 (MD5) Previous issue date: 2015-08-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The purpose of this work is the synthesis and characterizations of a glass foam using sodium hydroxide as the foaming agent, in addition to niobium pentoxide used as filler. For the synthesis of the foam, waste glass, sodium hydroxide and niobium pentoxide were mixed in a mold, dried and sintered at 800 oC. In follow, the foam was characterized by different methods: X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric and diferential scanning calorimetry (DSC), Helium pycnometry, compression testing, high resolution electron microscopy field-emission gun (FEG) and chemical microanalysis energy dispersive x-ray spectroscopy (EDS). The result obtained was a glass foam with 36,50 % of porosity and 44,50 % increase in the compressive strenght by niobium pentoxide. / A proposta deste trabalho consistiu na síntese e caracterização de uma espuma constituída de vidro moído e hidróxido de sódio como agente espumante, além do pentóxido de nióbio utilizado como agente de carga. Para a síntese da espuma, o resíduo de vidro, hidróxido de sódio e pentóxido de nióbio foram misturados em um molde, secados e sinterizados a 800 oC. Em seguida, a espuma foi caracterizada por diferentes ensaios: difração de raios X (DRX), análise termogravimétrica e varredura diferencial de calorimetria (DSC), picnometria de Hélio, ensaio de compressão,microscopia eletrônica de varredura de alta resolução (FEG) e microanálise química por níveis de energia (EDS). Obteve-se uma espuma de vidro com porosidade de 36,50 % e aumento de 44,50 % na resistência a compressão pelo pentóxido de nióbio.