Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-06-11T15:52:39Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese completa versão final.pdf: 13125308 bytes, checksum: 7dbcbc2967ce03174ca53b1f7d521f22 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-06-11T15:52:56Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese completa versão final.pdf: 13125308 bytes, checksum: 7dbcbc2967ce03174ca53b1f7d521f22 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-11T15:52:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese completa versão final.pdf: 13125308 bytes, checksum: 7dbcbc2967ce03174ca53b1f7d521f22 (MD5) Previous issue date: 2018-04-27 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The present work presents and discusses the results concerning the electrochemical syntheses of CoOOH-Ni(OH)2 bilayer films. For this, different conditions of electrodeposition of the simple components Ni(OH)2 and CoOOH were studied. In the case of Ni(OH)2 deposition, the influence of the electrodeposition temperature on the electrochemical response of the films was studied from the deposition to 5 oC, 10 oC, 15 oC, 20 oC and 25 oC . By means of the Cyclic Voltammetry the different contributions in the charge stored in the material were determined. As a result, it was found that in the films deposited at 10 oC, both the innermost areas of the material, as well as the external ones, participate in the charge storage process, obtaining high capacitance values of 2549 F g-1. In the CoOOH films, the influence of the substrate on the performance of the material was studied. For this the films were deposited in Ti plates, steel plates and steel mesh. The films deposited on a steel plate showed superior electrochemical performance with high capacitance values of 614,3 F g-1 and a stability of 92,6% after 1000 cycles of Cyclic Voltammetry. Taking into account the best conditions of obtaining simple films, CoOOH-Ni(OH)2 bilayer films were developed from the electrochemical oxidation of Co(OH)2 and Ni(OH)2 films used as precursors. The characterization from Raman Spectroscopy showed the effective conversion of Co(OH)2 to CoOOH, with preservation of Ni(OH)2. The bilayer films showed high electrochemical performance as a result of the synergy between the components. Capacitance values of 1795 F g-1 at 1,0 mA cm-2 and capacitance retention of 96,82 % at 10 mA cm-2 were relevant characteristics of bilayer films, making these a promising material in the application as electrode for energy storage devices. / No presente trabalho se apresentam e discutem os resultados referentes à obtenção por via eletroquímica de filmes bicamadas de CoOOH-Ni(OH)2. Para isso foram estudadas diferentes condições de eletrodeposição dos componentes simples Ni(OH)2 e CoOOH. No caso da deposição de Ni(OH)2 se estudou a influência da temperatura de eletrodeposição na resposta eletroquímica dos filmes a partir da deposição a 5 oC, 10 oC, 15 oC, 20 oC e 25 oC. Por meio da Voltametria Cíclica foram determinadas as diferentes contribuições na carga armazenada no material. Como resultado a destacar foi encontrado que nos filmes depositados a 10 oC, tanto as áreas mais internas do material, como as externas, participam do processo de armazenamento de carga, obtendo-se elevados valores de capacitância de 2549 Fg-1. Nos filmes de CoOOH foi estudada a influência do substrato no desempenho do material. Para isso os filmes foram depositados em placas de Ti, placas de aço e malha de aço. Os filmes depositados em placa de aço mostraram desempenho eletroquímico superior, com elevados valores de capacitância de 614,3 F g-1 e uma estabilidade de 92,6 % despois de 1000 ciclos de Voltametria Cíclica. Tendo em conta as melhores condições de obtenção dos filmes simples, foram desenvolvidos filmes bicamada de CoOOH-Ni(OH)2 a partir da oxidação eletroquímica dos filmes de Co(OH)2 e Ni(OH)2 usados como precursores. A caracterização a partir da Espectroscopia Raman mostrou a efetiva conversão de Co(OH)2 a CoOOH, com preservação do Ni(OH)2. Os filmes bicamadas mostraram elevado desempenho eletroquímico como resultado da sinergia entre os componentes. Valores de capacitância de 1795 F g-1 a 1,0 mA cm-2 e uma retenção da capacitância de 96,82 % a 10 mA cm-2 foram características relevantes dos filmes bicamada, tornandoos um material promissor na aplicação como eletrodo para dispositivos de armazenamento de energia.

Submitted by Luciana Sebin (lusebin@ufscar.br) on 2016-10-10T18:12:48Z No. of bitstreams: 1 DissMAA.pdf: 3706175 bytes, checksum: 849f2e6fb88e0e236a824a72bfb02512 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-13T20:12:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissMAA.pdf: 3706175 bytes, checksum: 849f2e6fb88e0e236a824a72bfb02512 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-13T20:12:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissMAA.pdf: 3706175 bytes, checksum: 849f2e6fb88e0e236a824a72bfb02512 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-13T20:13:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissMAA.pdf: 3706175 bytes, checksum: 849f2e6fb88e0e236a824a72bfb02512 (MD5) Previous issue date: 2015-11-27 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Among the variety of semiconductor materials investigated to apply in electrochemical cells bismuth vanadate (BiVO4) is one of the candidate which would be used as photoanode. Thus, this study aimed to synthesize thin films of BiVO4 and their modification with a thin layer of iron (III) oxyhydroxide (FeOOH) by photodeposition and study their photoelectrocatalytic properties. The optimization of BiVO4 synthesis condition was assessed by a factorial design 23 and an analysis of univariate type. The parameters studied were annealing temperature (500 and 600 °C), calcinations time (30, 60, 150 and 270 min.), solvent type employed for dissolving the BiVO4 precursor reagents (poly ethylene glycol 300-PEG 300, PEG 400, ethylene glycol-EG, mixture 1:1 by volume of PEG 300 and EG), deposition method of BiVO4 films (dropping and spin coating) and method of drying layers (heating at 500 °C, heat gun and no drying). From the optimized condition BiVO4 film was prepared by dissolving bismuth (III) nitrate and ammonium metavanadate in a mixture of 1:1 by volume of EG and PEG 300, it was deposited onto glass containing FTO by spin coating and then calcinated directly at 500 °C for 60 min. The photodeposition was carried out in the mixture FeSO4 and sodium citrate medium both 1 mmol L-1 and pH 4.7 by applying the open circuit potential for 5 min. and under light incidence. and then polarizing at 1.2 V for 1 min. BiVO4 and BiVO4/FeOOH films were characterized by XRD, SEM, EDS, UV-vis, voltammetry (cyclic and linear) and electrochemical impedance spectroscopy. The results reveled that photocurrent values increased 2.5 times at 0.71 V and the on set potential shifted to less positive value in the presence of FeOOH, also there was a considerable reduction of the charge transfer resistance in the interface photoanode/solution. The bare BiVO4 films were photostable during the illumination time studied which was 4 h. However, the modified films did not show the same behavior, the photocurrent value decreased 29% after 4 h illuminated. The results in the sulphite presence showed that photocurrent value for bare BiVO4 and BiVO4/FeOOH were less than the maximum photocurrent value which would achieve for this materias. / Dentre os diversos materiais semicondutores estudados para aplicação em células fotoeletroquímicas encontra-se o vanadato de bismuto (BiVO4), o qual pode ser utilizado como fotoanodo. Deste modo, o presente trabalho teve como objetivo principal a síntese de filmes finos de BiVO4 e sua modificação com uma fina camada de oxihidróxido de ferro (III) (FeOOH) por fotodeposição e avaliação das propriedades fotoeletrocatalíticas destes materiais. A otimização das condições de síntese do BiVO4 foi avaliada por um planejamento fatorial 23 e por uma análise do tipo univariada. Os parâmetros estudados foram temperatura de calcinação (500 e 600 °C), tempo de calcinação (30, 60, 150 e 270 min.), tipo de solvente empregado para dissolução dos reagentes precursores do BiVO4 (polietileno glicol 300-PEG 300, PEG 400, etileno glicol-EG, mistura 1:1 em volume de PEG 300 e EG), método de deposição dos filmes de BiVO4 (dropping e spin coating) e método de secagem das camadas dos filmes (aquecimento a 500 °C, soprador térmico e sem secar). Nas condições otimizadas o filme de BiVO4 foi preparado pela dissolução de nitrato de bismuto (III) e metavanadato de amônio em uma mistura de 1:1 em volume de EG e PEG 300, depositado sobre vidro contendo FTO por spin coating e depois calcinado diretamente a 500 ºC por 60 min. A fotodeposição foi realizada em meio da mistura FeSO4 e citrato de sódio ambos a 1 mmol L-1 e pH 4,7, aplicando-se o potencial de circuito aberto por 5 min. e com incidência de luz, seguida de polarização em 1,2 V por 1 min. Os filmes de BiVO4 e BiVO4/FeOOH foram caracterizados por DRX, MEV, EDX, UV-vis, voltametria (cíclica e linear) e espectroscopia de impedância eletroquímica. Os resultados mostram que na presença do FeOOH houve aumento de 2,5 vezes nos valores de densidade fotocorrente em 0,71 V e o potencial de on set deslocou-se para valores menos positivos, bem como uma redução considerável na resistência de transferência de carga na interface fotoanodo/solução. Os filmes de BiVO4 puro apresentaram-se fotoestáveis durante o tempo de iluminação estudado, 4 h. No entanto, os filmes modificados não apresentaram o mesmo comportamento, houve um decréscimo de 29% no valor de densidade de fotocorrente após 4 h de iluminação. O estudo na presença do sulfito mostrou que os valores de fotocorrentes para o BiVO4 puro e o BiVO4/FeOOH estão abaixo do valor máximo que se poderia obter para estes materiais.