Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2016-05-18T11:55:46Z No. of bitstreams: 1 arquivo total.pdf: 3924761 bytes, checksum: 10fd32043ab09f5cc3f02a7885814b08 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-18T11:55:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivo total.pdf: 3924761 bytes, checksum: 10fd32043ab09f5cc3f02a7885814b08 (MD5) Previous issue date: 2014-12-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Potassium niobates are mixed oxides that can be applied to various photocatalytic processes. The synthesis of these materials by assisted microwave solvothermal method is proposed, considered impactful due to several factors. The literature contains little information on the employment this synthesis method to obtain potassium niobates. This study evaluates the influence of various synthesis parameters, such as reaction time, pH of the reaction medium, concentration of K+ in the composition of the synthesized material and implementing them in photodegradation tests Remazol Golden Yellow Dye. The powders were characterized by X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (IR), Raman spectroscopy, ultraviolet and visible spectroscopy (UV-Vis), surface area analysis by the BET method, thermogravimetric analysis (TG), and field emission scanning electronic microscopy (FE-SEM). The evaluation short and long range allows inferred through that the SMO method there was obtained two materials in pH function, the Lindquist salt (pH 14) and amorphous materials (pH 5 and pH 6). These materials when undergo to calcination temperatures of 650 °C lead to the formation of KNbO3 and two lamellar perovskite materials (KNb3O8 and K4Nb6O17) respectively . The powders obtained after calcination also were assessed as to their organization in the short and long range, and the results are in agreement with literature. The obtained semiconductors were tested as photocatalysts, and the results obtained show that the perovskite phase has no direct activity on the other hand, the lamellar niobates had satisfactory photocatalytic activity. / Niobatos de potássio são óxidos mistos de nióbio que podem ser aplicados em diversos processos fotocatalíticos. Propõe-se como rota de síntese desses materiais o método solvotermal assistido por micro-ondas considerado como impactante devido a vários fatores. Apesar disso, na literatura, pouco se reporta sobre o emprego deste método de síntese na obtenção de niobatos de potássio. O presente trabalho se propôs a avaliar a influência de diferentes parâmetros de síntese, tais como tempo de reação, meio racional, concentração de íons potássio, dentre outros na composição do material sintetizado e aplicação dos mesmos em testes de fotodegradação do Corante Amarelo Ouro Remazol. Os pós obtidos foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho (IV), espectroscopia Raman, espectroscopia na região do ultravioleta e do visível (UV-Vis), análise de área superficial pelo método de BET, analise termogravimétrica (TG) e Microscopia Eletrônica de Varredura com Emissão de campo (MEV-EC). As avaliações a curto e a longo alcance permitem inferir que por meio do método SMO obteve-se dois materiais em função do pH do meio, o Sal de Lindquist (pH 14) e um material amorfo (pH5 e pH6). Estes quando submetidos a temperaturas de calcinação de 650 °C levam a formação da perovskita KNbO3 e dois materiais lamelares (KNb3O8 e K4Nb6O17), respectivamente. Os pós obtidos ao fim da calcinação, foram avaliados a curto e longo alcance, os dados obtidos estão de acordo com os dados reportados em literatura. E por fim, testou-se os semicondutores enquanto fotocatalisadores, e os resultados obtidos revelam que a fase perovskita não apresenta atividade direta, por outro lado, os niobatos lamelares apresentaram atividade fotocatalítica satisfatória.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ArquivoTotal.pdf: 4033083 bytes, checksum: 6a05100e863d9679efe9792a62865701 (MD5) Previous issue date: 2013-08-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The present work consists in two steps the synthesis of TiO2 nanoparticles and its evaluation in the photodegradation of textile dyes. The first step involves the synthesis of TiO2 by the microwave assisted solvothermal method, using templates in order to obtain new properties for the materials, due to changes in the surface area, morphology variations and control of the crystalline phase. An usual way to produce these materials is by the use of surfactants and polymers. In the present work, four templates were used, polyethylene glycol (PEG 2000), sodium dodecyl sulfate (SDS), cetiltrimetylamonium bromate (CTAB) and carboxymethylcelulose (CMC). Synthesis were done using na ethanolic route with titanium isopropoxide (1 mol/L), containing the templates or not. Solutions were solvothermalized in the microwave reactor for different times of synthesis (1, 30 and 60 min), in order to evaluate the behavior of the material with different periods of irradiation. Materials with high surface areas and different morphologies were obtained with average particle sizes in the range of 10-30 nm. Powders were characterized by X-ray diffraction (XRD), BET surface area, infrared spectroscopy (IR), Raman spectroscopy, ultraviolet-visible spectroscopy (UV-vis) and field emission scanning electronic microscopy (FE-SEM). The second step consists in the application of the photocatalysts in the photodegradation of the remazol golden yellow dye (RNL), when the photocatalytic efficiency of the TiO2 was observed with a meaningful influence of the properties as surface area and morphology in the photodegradation activity, with about 81 % of discoloration using TiCMC. Reactions were done using a photoreactor at room temperature, with periods of 1, 2 and 4 h with characterization of the azo dye by UV-vis spectroscopy. Photodegradation efficiency was compared to the TiO2 made by Degussa, the P25 one. / O presente trabalho consiste em duas etapas a síntese de nanopartículas de TiO2 e a sua avaliação na fotodegradação de corantes têxteis. A primeira etapa envolve a síntese dos fotocatalisadores de TiO2 pelo método solvotermal assistido por micro-ondas utilizando direcionadores com o intuito de promover novas propriedades nos materiais, acarretando em mudanças na área superficial, variações morfológicas e controle da fase cristalina. Uma maneira muito usual de produção destes materiais é o uso de surfactantes e polímeros, sendo que no presente trabalho foram utilizados quatro direcionadores, polietileno glicol (PEG 2000), sulfato de sódio dodecil (SDS), brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB) e carboximetilcelulose (CMC). As sínteses foram preparadas utilizando uma solução etanólica de isopropóxido de titânio (1 mol/L), contendo ou não os direcionadores supracitados. As soluções foram solvotermalizadas no reator de micro-ondas em diferentes tempos de síntese (1, 30 e 60 min.), visando estudar o comportamento do material com o tempo de radiação. Foi obtidos materiais com altas áreas superficiais e diferentes morfologias com tamanho médio de partículas da ordem de 10-30 nm, os pós foram caracterizados por difratometria de raios-X (DRX), análise superficial de BET, espectroscopia na região do infravermelho (IV), espectroscopia Raman, espectroscopia na região do ultravioleta visível (UV-Vis) e microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (FE-MEV). A segunda etapa consiste na aplicação desses fotocatalisadores na fotodegradação do corante remazol amarelo ouro (RNL), onde observamos alta eficiência fotocatalítica do TiO2 e grande influência de propriedades como área superficial e morfológica na atividade de fotodegradação, obtendo cerca de 81% de descoloração usando o TiCMC, as reações foram realizadas utilizando um fotoreator a temperatura ambiente, com tempos de 1, 2 e 4 h sendo o corante caracterizado por espectroscopia na região do ultravioleta visível. A capacidade de fotodegradação foi comparada com a atividade fotocatalítica do TiO2 degussa P25.

Esta tesis versa en la síntesis, mediante métodos de baja temperatura(sol-gel y solvotermal), la caracterización y el estudio de las propiedades eléctricas, mediante Espectroscopia de Impedancia, de dos tipos de materiales ferroeléctricos: el óxido mixto de titanio y bario, BaTiO3(BT), dopado con diferentes iones (con estructura perovsquita), y la familia de compuestos Ba2LnTi2Nb3O15 (Ln = ión lantánido), con estructura de bronce de tungsteno tetragonal (TTB). Los principales resultados en el primer sistema estudiado (BT) es el descubrimiento de un nuevo fenómeno en materiales dopados con iones aceptores relacionado con la respuesta no-óhmica de su resistencia al aplicar un pequeño voltaje dc, tanto de la frontera como del interior de grano, lo que los hace prometedores para aplicaciones tales como dispositivos de memoria (similares a los memristores), de protección o sensores. Respecto al segundo sistema estudiado (TTB), el principal resultado fue la inusual histéresis térmica en la transición ferroeléctrica y la gran diferencia entre la temperatura de transición y la temperatura de Curie-Weiss. En todos los materiales se ha analizado en detalle la relación existente entre estructura, composición y propiedad.

En la presente Tesis Doctoral se centra en la síntesis de óxidos con estructura perovskita y espinela para las reacciones electroquímicas de reducción de oxígeno (ORR), evolución de oxígeno (OER) y evolución de hidrógeno (HER). Debido a que los óxidos metálicos poseen una baja conductividad eléctrica y baja área superficial que limitan sus aplicaciones catalíticas se mezclan con materiales de carbón para mitigar estas dos desventajas. Además, los materiales de carbón juegan un papel fundamental en las reacciones catalíticas favoreciéndolas debido a un efecto sinérgico con los óxidos metálicos. Los óxidos tipo perovskita LaB1-xB'xO3 (donde B es Mn o Ni y B' es Co) se sintetizaron a través de un método sol-gel. Tal como se puede observar en la formulación en este tipo de perovskitas se realiza una sustitución parcial del catión B con otro metal de transición 3d con el fin de modificar las propiedades fisicoquímicas y de este modo mejorar la actividad catalítica. Los materiales obtenidos presentan una buena actividad catalítica tanto en la ORR como en la OER. Del conjunto de materiales obtenidos se ha observado que los materiales. LaMn1-xCoxO3/ Vulcan presentan una buena actividad catalítica en la ORR, mientras que los materiales LaNi1-xCoxO3/ Vulcan tienen un mejor comportamiento en la OER. Además los materiales presentan una buena estabilidad y en el caso de la ORR una buena tolerancia al metanol. Además, con el fin de incrementar el número de sitios catalíticos en superficie se ha modificado la relación atómica de lantano y manganeso durante la síntesis y se ha obtenido materiales con una buena actividad catalítica debido al aumento de sitios catalíticos de Mn en la superficie debido a la formación de nuevas fases cristalinas catalíticamente activas. Los óxidos con estructura tipo espinela CuFe2O4 se han sintetizado mediante un método solvotermal con el fin de obtener nanopartículas para la ORR. Además, con el fin de mejorar las propiedades físicas, el óxido posteriomente se ha sometido a un tratamiento térmico a diferentes temperaturas pudiéndose observar que la temperatura afecta a la formación de nuevas fases cristalinas más activas catalíticamente y al tamaño promedio de los cristales. Por lo tanto, el tratamiento térmico es una buena forma de modificar la actividad catalítica de estos óxidos. Para el estudio de la HER se han sintetizado nanopartículas de Co3O4 mediante un método de nanocasting, y con el fin de mejorar su comportamiento catalítico se ha dopado con Cu dando lugar a la formación de las espinelas CuCo2O4. Los óxidos obtenidos se han mezclado físicamente con un carbón activado de alta área superficial que mejora la actividad catalítica de los óxidos debido a un efecto sinérgico de ambos materiales. En general, los materiales sintetizados durante la elaboración de esta Tesis Doctoral presentan un buen comportamiento catalítico para las reacciones electroquímicas comentadas y, por lo tanto, se pueden considerar como materiales alternativos para sustituir a los actuales basados en metales nobles.