Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-04-12Bitstream added on 2014-06-13T18:50:41Z : No. of bitstreams: 1 santos_jm_me_bauru.pdf: 549067 bytes, checksum: 7489ebe71b862060486033eb00f03299 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa e ao Desenvolvimento Científico do Maranhão (FAPEMA) / Esse estudo investigou a cinética de coagulação floculação do TiO2 em suspensão aquosa de baixa força iônica (água destilada)e força iônica média (água de abastecime to público),em função do pH e da adição de sulfato de alumínio. A coagulação floculação do TiO2 ocorre quando o pH é ajustado próximo ao pH do potencial isoelétrico, pela compressão da camada de difusão ou pela adsorção hidrólise com íons Al 3+ . Em suspensões de TiO2 com baixa força iônica,a coagulação ocorre a um determinado pH (4,0 e 7,0), uma vez que ele depende basicamente da superfície do óxido. Com adição de um coadjuvante de sedimentação (por ex. sulfato de alumínio), a qual a força iônica é alta,a coagulação floculação ocorre muito rápido. O tempo de decantação do material em suspensão foi de 2:00 h, foi comparada a cinética de sedimentação da decantação simples com a realizada em Jar Test sob a influência de agitação rápida (eletrocinético) e lenta (ortocinético) antes de permitir a sedimentação. O melhor desempenho foi em Jar Test,turbidez final de 10 NTU. / This study investigated the coagulation-flocculation kinetics of TiO2 in an aqueous Suspension of low-strength ionic solution (distilled water) and a medium strength ionic solution (tap water) as a function of pH and of the addition of aluminum sulfate. Coagulation-flocculation of TiO2 occurs when the pH is adjusted close to the isoelectric potential (iep), by compression of the diffusion layer or by adsorption-hydrolysis with Al 3+ ions. In TiO2 suspensions with low electric strength,coagulation takes place at certain pH (4,0 a d 7,0) since it depends basically on the oxide surface.With the addition of sedimentation aid (e.g.,aluminum sulfate), in which the ionic strength is high, coagulation-flocculation, takes place very fast. The decantation time of the material in suspension was of 2h. The sedimentation kinetic of the simple decantation was compared to that carried out in Jar Test under influence of fast stirring (electrokinetic) and slow stirring (ortokinetic) before sedimentation set up.The best performance was in Jar Test,final turbidez of 10 NTU.

Orientador: Ederio Dino Bidoia / Banca: José Carlos Marconato / Banca: Antonio Sérgio Spanó Seixas / Resumo: O tratamento adequado da água nas redes de abastecimento é de grande importância, para que doenças sejam evitadas. O processo tradicional mais utilizado para desinfecção de água é a cloração, porém esta vem causando sérios problemas, já que subprodutos são formados. Entre eles estão os trihalometanos, prejudiciais à saúde humana, por serem cancerígenos e mutagênicos. Busca-se então, métodos alternativos de desinfecção da água para abastecimento público. Processos Oxidativos Avançados (POAs) são as chamadas "tecnologias limpas" e vêm sendo estudados para este fim, pois consistem na produção de radicais altamente oxidantes, que provocam a morte de microrganismos, sem deixar resíduos na água. Dentre os POAs estão os processos fotocatalíticos, que através de luz UV e um eletrodo semicondutor, produzem radicais hidroxila, capazes de inativar uma série de microrganismos. No presente trabalho testamos o processo fotocatalítico, utilizando luz UV-A e eletrodos de TiO2 para verificar a eficiência da fotocatálise sobre a inativação das bactérias Escherichia coli e Staphylococcus aureus. Foi verificado que o processo é eficaz, sendo que sua eficiência pode ser significativamente melhorada quando o eletrodo é dopado com íons prata (aceptor de elétrons), promovendo a desinfecção total da água / Abstract: The disinfection of water has great importance because illnesses transmitted by water are prevented by killing of pathogenic microorganisms. The traditional process used for water disinfection is the chlorination. However, the chlorination produces some problems when chlorine reacts with organic matters forming trialomethanes. They are harmful to the health human and are carcinogenic and mutagenic. Thus, alternative methods for water disinfection such as: the advanced oxidative processes (AOP), such as the photocatalytic can be considered a "clean technology" because it consists of the highly oxidative substances like the hydroxyl radicals that provoke the death of microorganisms without leaving chemicals residues in the water. In the present work we tested the photocatalytic process using thermal TiO2 electrodes that works a semiconductor surface to producing hydroxyl radicals when UV light incises on the surface. The radical are capable to inactivate many kinds of microorganisms. We tested two bacteria, Staphylococcus aureus and Escherichia coli. It was verified that the process is efficient to kill bacteria and its efficiency can significantly be improved when the electrode was doped with silver ions (aceptor of electrons) promoting a total disinfection of water / Mestre

Orientador: Fenelon Martinho Pontes / Banca: Alejandra Hortência Miranda Gonzáles / Banca: Luiz Carlos da Silva Filho / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as aticidades de pesquisa em diversos campi / Resumo: A fotocatálise heterogênea, utilizando dióxido de titânio com estrutura do tipo anatase, tem se mostrado uma alternativa promissora para a remediação de sistemas aquáticos contaminados. Com o intuito de aumentar a eficiência do fotocatalisador, estudos científicos têm reportado a heterojunção deste óxido com estruturas do tipo hematita do óxido de ferro, α-Fe2O3. Neste estudo, foi investigada a síntese de nanoestruturas de TiO2 puro, α-Fe2O3 pura e heteroestruturas de TiO2/α-Fe2O3 em diferentes proporções dos óxidos a fim de testá-los como fotocatalisadores na degradação de um corante com elevada toxicidade, a Rodamina B. Os materiais foram sintetizados por rotas híbridas, utilizando o Metódo do Peróxido Oxidante com posterior tratamento hidrotérmico, totalizando a produção de 8 amostras. Foram empregadas três rotas de síntese: a rota (a) foi responsável pela síntese de TiO2 puro variando-se o pH do meio reacional na etapa de tratamento hidrotérmico, a rota (b) foi utilizada para a preparação de α-Fe2O3 pura e a rota (c) foi empregada na produção das heteroestruturas de TiO2/α-Fe2O3 nas concentrações de 0,1, 0,5, 1,0 e 5,0% p/p de hematita. As amostras foram caracterizadas quanto a sua estrutura, microestrutura e propriedades superficiais com o auxílio das técnicas de DRX, FT-Raman, método de BET, MEV/FEG, MET, TG e FT-IR. A análise dos resultados de caracterização estrutural mostrou que a rota (a) é eficiente para a síntese de TiO2 anatase quando realizada em meio básico, p... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The heterogeneous photocatalysis using titanium dioxide with anatase type structure, has proved to be a promising alternative for the remediation of contaminated aquatic systems. In order to increase the efficiency of this photocatalyst, scientific studies have reported the heterojunction of this oxide with hematite structures of iron oxide, α-Fe2O3. In this study, it was investigated the synthesis of pure TiO2 nanostructures, pure α-Fe2O3 and TiO2/α-Fe2O3 heterostructures in different proportions in order to test them as photocatalysts in the degradation of a dye having high toxicity, the Rhodamine B. The materials were synthesized by hybrid routes, using the Oxidant Peroxo Method with subsequent hydrothermal treatment, producing a total of 8 samples. Three synthesis routes were employed: the route (a) was responsible for the pure TiO2 synthesis by varying the pH of the reaction medium in the hydrothermal treatment step, route (b) was used for the preparation of pure α-Fe2O3 and route (c) was employed in the production of TiO2/α-Fe2O3 heterostructures in concentrations of 0.1, 0.5, 1.0 and 5.0% w/w of hematite. The samples were characterized as their structure, microstructure and surface properties with XRD, FT-Raman, BET method, SEM/FEG, TEM, TG and FT-IR techniques. The results of the structural characterization showed that route (a) is effective for the synthesis of anatase TiO2 when carried out in basic medium, producing a mixture of phases anatase/rutile when performed ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Nilson Cristino da Cruz / Banca: Clodomiro Alves Junior / Banca: Walter Ruggeri Waldman / Resumo: A fotocatálise heterogênea utilizando óxido de titânio tem se mostrado promissora na degradação de poluentes orgânicos. Neste contexto, a oxidação eletrolítica assistida por plasma (do inglês, Plasma electrolytic oxidation - PEO) é um método bastante compatível por possibilitar a formação de superfícies fotocatalíticas com porosidade e com composição química controladas. Neste trabalho, a oxidação por PEO foi utilizada na geração de superfícies porosas em um substrato de titânio, usando uma solução eletrolítica contendo 5 ou 10 g/L de oxalato amoniacal de nióbio, com a finalidade de incorporar nióbio às superfícies de óxido de titânio, visando de aumentar sua atividade fotocatalítica sob luz visível. No processo de PEO foram utilizadas as tensões de 500 e 600 V, com frequência fixada em 60 Hz e tempo de tratamento variando de 60 a 600 s. As morfologias, topografias superficiais e estruturas cristalinas das amostras foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (AFM) e difração de raios X (DRX), respectivamente. Energia dispersiva de raios X (EDS) foram empregadas para determinação de estrutura cristalina e composição química, respectivamente. O gap óptico das amostras foi determinado a partir de espectros de reflexão na região do ultravioleta visível (UV-Vis). Rugosidade foi determinada por perfilometria e um goniômetro automatizado foi usado para determinação do ângulo de contato e energia de superfície. A atividade fotocatalíti... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Heterogeneous photocatalysis using titanium oxide has shown to be promising in degradation of organic pollutants, reducing their toxicity and allowing them to be degraded by the environment. In this context, Plasma Electrolytic Oxidation (PEO) is a very interesting method because it allows the formation of photocatalytic surfaces with controlled porosity and chemical composition. In this work, PEO oxidation was used for the generation of porous surfaces of titanium substrates, using an electrolytic solution containing 5 or 10 g / L of niobium ammonium oxalate, with the purpose of incorporating niobium to titanium oxides, aiming the enhance of its photocatalytic activity under visible light. In the PEO process, voltages of 500 and 600 V were used, with a frequency set at 60 Hz and treatment time ranging from 60 to 600 s. The samples surface morphologies; topography and crystallographic structure were analyzed by scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM) and X-ray diffraction (XRD), respectively. X-ray dispersive energy spectroscopy (EDS) have been employed for crystallographic structure and chemical composition evaluations, respectively. The optical gap of the samples was determined from reflection spectra in the visible ultraviolet region (UV-Vis). Roughness was determined by profilometry and an automated goniometer was used for contact angle and surface energy measurements. The photocatalytic activity was evaluated from the degradation of methylene bl... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:11:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327866.pdf: 24351732 bytes, checksum: d97cececcbe355501c127d8649cd75ea (MD5) Previous issue date: 2014 / A fotocatálise é um processo oxidativo avançado capaz de degradarsubstâncias orgânicas e inorgânicas, usando um semicondutor (ex:dióxido de titânio) que atua como fotocatalisador das reações.Atualmente, é empregada em diversos setores de interesse, como naprodução de bens de consumo, geração de energia e preservaçãoambiental. Na área ambiental, a tecnologia tem ganhado destaque notratamento de poluentes atmosféricos, tais como NOx, COV, NH4 e H2S.Por trabalhar com baixas taxas de remoção, a fotocatálise é adequada aotratamento do ar de ambientes internos, onde a atenção é voltada àpresença de poluentes em baixíssimas concentrações. Na indústria têxtil,os fotocatalisadores são aplicados a tecidos para conferir propriedadesautolimpante, biocida e de proteção UV. Este trabalho objetivou avaliara aplicação de tecidos de algodão impregnados com nanopartículas dedióxido de titânio no tratamento de misturas gasosas contendo gássulfídrico. Os objetivos específicos foram: (1) caracterizar a morfologiado recobrimento de TiO2 formado sobre tecidos de algodão; (2) verificara capacidade autolimpante e hidrofílica de tecidos de algodãoimpregnados com nanopartículas de TiO2; (3) avaliar a degradaçãofotocatalítica do gás sulfídrico em um reator anular revestido com tecidode algodão impregnado com nanopartículas de TiO2; e (4) aplicar omodelo cinético de Langmuir-Hinshelwood. Foram utilizados trêsmétodos diferentes para a modificação dos tecidos de algodão: prétratamentocom ativação por irradiação UVC, pré-tratamento comativação por espaçadores químicos, e nenhum pré-tratamento, todosseguidos da deposição de nanopartículas de TiO2 Degussa P25 pelométodo ?dip-pad-dry?. O recobrimento de TiO2 formado sobre as fibrasfoi caracterizado por métodos microscópicos, MEV-EDS e TEM, etermogravimétricos. A observação das características morfológicasapontou superfícies fotocatalíticas formadas por aglomerados de cristais,constituindo um recobrimento irregular e de aspecto poroso. Assuperfícies apresentavam espessuras muito variáveis e intercalavamperfil contínuo e fracionado. A análise termogravimétrica (TGA)mostrou que a amostra preparada pelo método UVC+TiO2 resulta emmaior carga de TiO2 nas fibras. A confirmação da existência decaracterísticas hidrofílicas e autolimpantes indicam que a superfície deTiO2 formada fornece propriedades fotocatalíticas aos tecidos. Naavaliação da degradação fotocatalítica do H2S, para concentrações deH2S variando entre 5 e 20 ppm, a conversão de H2S variou de 80% a697%, onde a vazão do fluxo gasoso era 57 L.h-1 e o tempo de residência53 segundos. Os resultados obtidos da degradação do H2S em tecidos dealgodão impregnados com nanopartículas de TiO2 apresentaram boaaderência à regressão linear do modelo de reator de fluxo pistãoproposto, apresentando coeficientes de determinação, R2, entre 0,9055 e0,9946. Destaca-se a existência de um processo de inativação dasuperfície fotocatalítica, cujo mecanismo não pôde ser compreendidopela metodologia proposta. A possível desativação dos fotocatalisadorese a forma de regenerá-los devem ser exploradas a fim de viabilizar aaplicação da tecnologia para a degradação do gás sulfídrico.<br> / Photocatalysis is an oxidative process capable of degrading organic andinorganic substances. The photocatalytic reactions occur at the surfaceof a semiconductor (i.e., titanium dioxide), acting as the reactioncatalyst. Photocatalysis is currently employed in different sectors ofinterest, as in production of consumer goods, power generation andenvironmental preservation. In air pollution field, the technology hasattracted attention by promoting the degradation of low concentrationpollutants, characteristic condition of indoor air pollution. In textileindustry, the photocatalysts are applied on fabric to provide selfcleaning, biocide and UV protection properties. This study aims toevaluate the application of titanium dioxide impregnated cotton fabricson the treatment of hydrogen sulfide gas mixtures. The specificobjectives are: (1) characterize the morphology of the TiO2 coating,formed on cotton fabrics, obtained by different methods; (2) verify thehydrophilic and self-cleaning properties of TiO2 impregnated cottonfabrics, obtained by different methodologies; (3) evaluate thephotocatalytic degradation of hydrogen sulfide gas in an annular reactorcoated by titanium dioxide impregnated cotton fabrics; (4) applyLangmuir-Hinshelwood kinetic model. Three different methods havebeen used for impregnating TiO2 on the fabrics: UVC irradiationprevious activation; chemical spacers previous activation; and noprevious activation. The three methods were followed with Degussa P25TiO2 deposition by "dip-pad-dry?. The TiO2 coating formed on thefibers was characterized by microscopic methods, SEM-EDS and TEM,and thermogravimetric analysis. The observation of morphologicalcharacteristics reveals photocatalytic surfaces formed by clusters ofcrystals, forming an irregular and porous coating appearance. Thesurfaces showed highly variable thicknesses and intervalate continuousand fractional aspect. Thermogravimetric analysis (TGA) showed higherloading of TiO2 for the previous UVC irradiated sample. Theconfirmation of hydrophilic and self-cleaning properties indicates thatthe TiO2 surface provides the fabric photocatalytic properties. In theevaluation of photocatalytic degradation of H2S, in concentrationsranging from 5 to 20 ppm, the efficiency of the reactor fluctuated in therange between 80% and 97%, where the flow of the gaseous stream was57 L.h-1. The results of the H2S degradation by cotton TiO2 impregnatedfabrics, showed good adherence to the plug flow reactor linearregression model, with determination coefficients (R2) between 0.9055and 0.9946. Noteworthy, it was observed the presence of an inactivationprocess, which mechanism could not be understood by the methodology8presented in this paperwork. In order to propitiate the application ofphotocatalysis on the degradation of hydrogen sulfide gas, the possiblephotocatalysts deactivation and the regeneration solution should beexplored.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2013-06-25T23:34:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 309695.pdf: 1174488 bytes, checksum: 212c30099d2464d82391dd4d558e3fd7 (MD5) / Entre as atuais tecnologias existentes para remoção de poluentes em águas e efluentes industriais, a oxidação fotocatalítica mostra-se bastante promissora. Desde a descoberta das propriedades do TiO2 por Fujishima em 1972, muitos trabalhos têm focado seus esforços em tornar viável sua aplicação em larga escala, o que implica em catalisadores mais estáveis e que possam ser ativados não somente por radiação UV, mas também por comprimentos de onda acima de 400nm com a diminuição da energia de bandgap. Uma das alternativas para reduzir esta energia de ativação é a dopagem com elementos como S, P e N. Além disso, a morfologia dos materiais nanométricos interfere drasticamente em suas propriedades, tornando o controle de tamanho e forma em grande campo de pesquisa, uma vez que relativamente pouca atenção tem sido dada à fotocatálise por nanofios de TiO2. Uma das formas mais versáteis de síntese de nanofios de TiO2 se dá por rota hidrotérmica, onde é possível controlar o tamanho e a forma das nanoestruturas pelo tempo, temperatura e concentração da reação. No presente trabalho foram sintetizados nanofios de TiO2 e nanofios de TiO2 dopados com nitrogênio via rota hidrotérmica e realizada sua caracterização com MEV, EDS, TEM, DRX, UV-Vis, FT-IR e XPS. Os resultados de microscopia eletrônica de transmissão mostram estruturas 1D com relação diâmetro-comprimento de 20-500 nm. Os difratogramas revelam que após o material ser calcinado por 2 h a 700°C, ocorre a formação de uma fase única anatase. TiO2 com baixa cristalinidade é obtido com a ausência de tratamento térmico após a síntese hidrotérmica. Os resultados da mineralização de fenol em fase aquosa mostraram que a além do controle do tamanho das estruturas e do grau de cristalinidade dos fotocatalisadores, a área superficial tem papel predominante no caso de degradação de fenol, tanto sob irradiação UV quanto visível. / Among the current technologies available for removal of pollutants in industrial effluents, photocatalytic oxidation appears like most promising technique. Since the discovery of the properties of TiO2 by Fujishima in 1972, many studies have focused their efforts to make application feasible on a large scale, which results in more stable catalysts that can be activated not only by UV radiation, but also by wavelengths above 400nm with reduced energy bandgap. An alternative to reduce this activation energy is doping with elements such as S, P and N. Furthermore, the morphology of nanoscale materials interfer dramatically in their properties, making control of size and shape, large field of research, since relatively little attention has been paid to photocatalysis by nanowires of TiO2. One of the most versatile synthesis of TiO2 nanowires occurs by hydrothermal route, where it's possible control the size and shape of the nanostructures by time, temperature and concentration of the reaction. In the present work were synthesized nanowires of TiO2 and TiO2 nanowires doped with nitrogen via hydrothermal route and their characterization performed by SEM, EDS, TEM, XRD, UV-Vis, FT-IR and XPS. The results of transmission electron microscopy show 1D structures with relation of diameter and length of 20-500nm. The diffractograms show that after the material was calcined for 2 h at 700 °C, there is the formation of a single phase anatase. TiO2 with low crystallinity is obtained in the absence of heat treatment after hydrothermal synthesis. The results of phenol mineralization in the aqueous phase showed that the addition of size control structures and the degree of crystallinity of photocatalysts, the surface area has a predominant role in case of degradation of phenol under visible light and UV irradiation.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:24:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 318835.pdf: 4437025 bytes, checksum: 0487f8cf29c5fcadb7ff67b35a8fff0a (MD5) Previous issue date: 2013 / Desde a descoberta por Fujishima e Honda, em 1972, de que eletrodos de TiO2 atuam como fotocatalisadores para a decomposição de água sob ação de luz ultravioleta, observa-se um enorme interesse da comunidade científica pela fotoatividade deste óxido semicondutor, levando a aplicações promissoras, tanto em dispositivos fotovoltaicos como fotocatalíticos. Este trabalho teve como objetivo principal a otimização da propriedade fotocatalítica de filmes de TiO2 eletrossintetizados sobre substratos de ITO, variando os parâmetros de síntese. Os instantes iniciais do processo de eletrossíntese foram monitorados por microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, análises de EDS, e perfilometria. Determinamos a eficiência do processo de eletrossíntese para vários potenciais e propusemos um modelo para explicá-lo. Com o intuito de caracterizar as propriedades fotocatalíticas do material produzido, construímos um sistema de medidas fotoeletroquímicas (PEC), que nos permitiu a otimização dos vários parâmetros de fabricação: potencial de eletrossíntese, espessura do depósito, temperatura de tratamento e taxa de resfriamento. A eficiência fotocatalítica para decomposição da água é proporcional à fotocorrente medida. As maiores densidades de fotocorrente foram obtidas para amostras eletrossintetizadas em potencial catódico de 1.05 V/SCE, com densidade nominal de carga de 640 mC/cm2 e temperatura de tratamento a 600 °C, com as quais obtivemos 0,13 % de eficiência total, num regime quase estacionário. Algumas medidas PEC foram realizadas com incidência de luz intermitente, de forma que os transientes de fotocorrente forneceram informações sobre o armadilhamento de cargas e a recombinação de pares elétron/buraco fotogerados. Para a obtenção de dados de fotocorrente espectral, montamos e automatizamos uma bancada para tais medidas ópticas. A eficiência espectral das amostras fabricadas se mostrou bastante suscetível aos parâmetros de síntese, revelando-se uma poderosa ferramenta para otimização de materiais fotovoltaicos e fotocatalíticos Propusemos um modelo para explicar de forma integrada os resultados de absorbância óptica, fotocorrente, eficiência espectral, tratamento térmico e taxa de resfriamento. Pelo modelo proposto, a alta eficiência da amostra otimizada decorre de múltiplas transições eletrônicas, da banda de valência para níveis energéticos situados dentro do gap, e destes para a banda de condução, abrindo a possibilidade de realização de fotocatálise da água com luz visível. <br> / Abstract : Since 1972, when Fujishima and Honda found out that TiO2 electrodes are photocatalyzers for water decomposition under UV light incidence, the scientific community has witnessed an increased interest in the photoactivity of this oxide semiconductor, leading to promising applications in both photovoltaic and photocatalytic devices. The main goal of this work is to optimize TiO2 films electrosynthesized on ITO substrates, regarding its photocatalytical properties, varying the synthesis parameters. The initial instants of the electrosynthesis process were monitored by both optical and scanning electron microscopy, EDS analysis and profilometry. We have determined the efficiency of the electrosynthesis process for different potentials and we have proposed a model to explain it. In order to characterize the photocatalytical properties of the produced material, we have assembled an experimental set-up for photoelectrochemical (PEC) measurements, which enabled us to optimize several fabrication parameters: electrosynthesis potential, thickness of the deposit, heating temperature and cooling rate. The photocatalytical efficiency for water decomposition is proportional to the measured photocurrent. The highest photocurrent density values were obtained for samples electrosynthesized at -1.05 V/SCE with a nominal charge density of 640 mC/cm2 and thermally treated at 600 °C, which yielded 0.13 % total efficiency, in a quasi-stationary regime. PEC measurements conducted under chopped light gave us information about charge trapping and photogenerated electron/hole pair recombination. In order to obtain spectral photocurrent data, we have assembled and automated a bench for such optoelectronic measurements. The spectral efficiency of the produced samples was very sensitive to the synthesis parameters, revealing this to be a powerful tool for the optimization of photovoltaic and photocatalytical materials. We have proposed a model to explain in an integrated manner the results on the optical absorption and photocurrent measurements, spectral efficiency, heating treatment and cooling rate. In this model, the high efficiencies of the optimized sample is due to multiple electronic transitions from the valence band to energetic levels inside the gap, and from the last to the conduction band, opening the possibility of water photocatalysis with visible light.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-02Bitstream added on 2014-06-13T18:29:04Z : No. of bitstreams: 1 silva_mn_me_araiq.pdf: 1718356 bytes, checksum: 68ef757714e2d3267c41b888c991aff5 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-06-22T12:53:57Z: silva_mn_me_araiq.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-22T12:54:49Z : No. of bitstreams: 1 000685646_20170416.pdf: 377151 bytes, checksum: bbde13afe6fe498b3991d7acb24856a7 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-06-25T13:01:26Z: 000685646_20170416.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-25T13:03:36Z : No. of bitstreams: 1 000685646.pdf: 2238142 bytes, checksum: 86d497fb5b45f6263a11344cb6a6564e (MD5) Bitstreams deleted on 2017-04-17T13:37:16Z: 000685646.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2017-04-17T13:38:04Z : No. of bitstreams: 1 000685646.pdf: 5725930 bytes, checksum: 90d3a6094ca399227d560ca3d587f037 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / 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 / 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

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-05-26Bitstream added on 2014-06-13T18:46:19Z : No. of bitstreams: 1 araujo_ab_dr_araiq.pdf: 1779379 bytes, checksum: 50326f1d473f7e1c075f9321705d0377 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente trabalho descreve a utilização de filmes de TiO2 e TiO2 modificados com prata, preparados pelo método sol-gel, na fotodegradação de fenol e fluidos de corte. Os filmes foram imobilizados em substratos de vidro pela técnica de dip-coating e caracterizados por espectrofotometria no UV-Vis, difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de varredura de alta resolução (FEG-MEV). Dentre os filmes de TiO2, o que apresentou maior atividade foi o filme denominado TiO2 misto 24 h, que degradou em torno de 65% (pH= 5,0) dos poluentes orgânicos estudados. O filme modificado apresentou um aumento de cerca de 20% na degradação dos mesmos poluentes quando comparado ao filme de TiO2 misto 24 h. Também foi estudada a fotodegradação de fluidos de corte empregando o TiO2 P 25 em função do pH das amostras. A maior porcentagem de degradação, foi obtida em pH= 8,0 para todos os fluidos estudados. / The present work describes the use of immobilized films of TiO2 and TiO2 modified with silver, prepared by the sol-gel method, in the photodegradation of phenol and cutting fluids. TiO2 films had been immobilized in glass substrate by the dip-coating technique and characterized by UV-visible spectroscopy, X-ray diffraction, scanning electron microscopy (SEM) and field emission gun - scanning electron microscopy (FEG-SEM). Among the TiO2 films, what presented greater activity was the one called film mixing TiO2 24 h, which degraded around 65% (pH= 5,0) of the studied organic pollutants. The modified film presented an increase of about 20% in the photodegradation of the same pollutants when compared to the film mixing TiO2 24 h. The fotodegradation of cut fluid using TiO2 P 25 as a function of pH of the samples was also studied. The greater percentage of photodegradation, was gotten in pH= 8,0 for all studied fluids.

Made available in DSpace on 2015-07-13T12:10:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-12-19. Added 1 bitstream(s) on 2015-07-13T12:24:10Z : No. of bitstreams: 1 000827359_20160127.pdf: 77899 bytes, checksum: 6b02ed519f08e50aa9f14e869acaca5a (MD5) Bitstreams deleted on 2016-01-28T17:44:58Z: 000827359_20160127.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-01-28T17:45:38Z : No. of bitstreams: 1 000827359.pdf: 3546505 bytes, checksum: 1a55419c9034fdde19219a7bb38966d9 (MD5) / Este trabalho tem como principal objetivo obter nanoestruturas de titanato de sódio (Na2Ti6O13) puras e dopadas usando o método hidrotermal assistido por micro-ondas, visando aplicação fotocatalítica na descoloração do corante rodamina B. No processo de síntese hidrotérmica os parâmetros potência de irradiação de micro-ondas (450W), volume de solução (50 mL), concentração de TiO2 (~0,5 g) e NaOH (10 M) foram mantidos fixos. Na primeira etapa do trabalho utilizou-se o TiO2 (anatase) comercial como precursor para a formação dos nanotubos. Nesta etapa foi avaliado o efeito da temperatura e do tempo de reação nas características do produto formado. A faixa de temperatura usada para a obtenção dos nanotubos foi de 130 a 200 °C enquanto que o tempo de reação variou de 0,5 a 4h. Em todas as sínteses o produto formado foi o titanato de sódio (Na2Ti6O13) identificado pela presença de picos em 2θ iguais a 10, 24, 28, 48°, quando analisados por difratometria de raios X, DRX. Por análises de microscopia eletrônica de varredura de alta resolução, MEV, observou-se a morfologia de nanoestruturas 1D, que pelas imagens de microscopia de transmissão, MET, associada a análise de área superficial (BET), da ordem de 300 - 400 m2 g-1, ficou evidenciado serem nanotubos. Todas as amostras, preparadas nesta etapa, apresentaram atividade na descoloração da rodamina B, com destaque para as obtida a 130 °C por 3 h e 180 °C por 1 h. A caracterização óptica destas amostras indicou emissão na região visível dos espectros de fotoluminescência, principalmente no azul (proporção relativa de 3 a 7%), e também emissão no verde maior ou igual a do laranja. Também foi usado o isopropóxido de titânio como precursor, mantendo-se todas as condições da primeira etapa, obtendo-se amostras com os mesmos perfis estruturais e ópticos, as quais também se mostraram ativas ... / This work aims to obtain sodium titanate nanostructures (Na2Ti6O13), pure and doped, using the microwave assisted hydrothermal method, aiming photocatalytic application in rhodamine B dye discoloration. In hydrothermal synthesis process, parameters such power microwave irradiation (450W), volume (50 mL), TiO2 concentration (~ 0.5 g) and NaOH (10 M) were kept fixed. In the first stage of this study TiO2 (anatase) commercial was used as a precursor for nanotubes formation. In this step, the effects of temperature and reaction time in the product characteristics. The temperature range used for obtaining the nanotubes was 130 to 200 ° C while the reaction time varied from 0.5 to 4 hours. In all syntheses the product formed was sodium titanate (Na2Ti6O13) identified by the presence of peaks at 2θ equal to 10, 24, 28, 48 °, when analyzed by X-ray diffraction, XRD. For high-resolution electron microscopic analysis, SEM, it was observed that the morphology of 1D nanostructures, which by transmission microscopy images, MET, associated surface area analysis (BET), in the range 300-400 m2 g-1, be evidenced nanotubes. All samples prepared at this stage, were active in the rhodamine B discoloration, and that obtained at 130 ° C for 3 h and 180 ° C for 1 h were better. The optical characteristics of these samples showed emission in the visible region of the photoluminescence spectra, particularly in the blue (relative proportion of 3 to 7%) and also green emission that was greater than or equal to orange. The titanium isopropoxide was also used as a precursor, keeping all the conditions established at the first stage, obtaining samples with the same structural and optical profiles, which were also active for photocatalysis. The nanotubes obtained were modified with silver, which was added to the precursor solution synthesis (dopant) or after synthesis (surface modifier). It has been found that the presence ...