Sinthesys and Characterization of Tin Oxide Nanoribbons.

Tin oxide nanoribbons were synthesized by a carbothermal method, which is based on evaporation-condensation reactions. The source material was composed of commercial tin dioxide (SnO2) powders mixed with carbon black. This mixture was placed in the center of a tube furnace. The carbon reduces tin dioxide, resulting in tin oxide (SnO) vapor, which is carried to colder regions of the furnace, where condensation takes place and SnO2 nanoribbons are formed. During the synthesis, the furnace was heated up to 1250oC for 2 hours. The effect of the furnace atmosphere was also studied in this work. In this manner, one-dimensional tin oxide nanostructures with different oxidation states were obtained (SnO, Sn2O3 and SnO2). The samples were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. It was possible to distinguish two growth mechanisms for the prepared nanostructures. The vapor-solid (VS) mechanism seems to be the most probable growth process for the SnO2 and Sn2O3 nanostructures. On the other hand, a self-catalytic vapor-liquid-solid (VLS) mechanism can be ascribed to the formation of SnO nanowires. Finally, a experimental procedure was developed to verify the possibility of preparing doped tin oxide nanoribbons. Antimony oxide (III) was added as a dopant in tin oxide powders by the oxide mixture method. The resultant material was mixed with carbon black and used as a source powder for the preparation of the doped nanostructures. The samples were analyzed by scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and energy-dispersive X-ray spectroscopy. Although there are some evidence on the doping of the tin oxide nanoribbons with antimony, it was not possible to directly confirm it.Universidade Federal de Sao CarlosNanofitas de oxido de estanho foram sintetizadas pelo método de evaporação carbotérmica, o qual consiste no processo de evaporaçãocondensação. Uma mistura de SnO2 com carbono (negro de fumo) é colocada no centro de um forno tipo tubo. O carbono reduz o óxido de estanho, formando SnO vapor que é levado para regiões mais frias do forno formando as nanoestruturas de óxido de estanho. Durante a síntese a temperatura de 1250oC e o tempo de 2h foram mantidos constante. Também se estudou a influência da atmosfera dentro do forno sobre a síntese das nanoestruturas, assim obteve-se nanoestruturas unidimensionais com diferentes estados de oxidação (SnO2, Sn2O3 e SnO). As amostras foram caracterizadas por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e microscopia eletrônica de transmissão. Foi possível distinguir dois diferentes mecanismos de crescimento para as nanoestruturas unidimensionais. O mais provável para as nanofitas de SnO2 e Sn2O3 é o mecanismo vapor-sólido (VS) um pouco modificado, pelo fato de que a condensação dos cristais ocorre simultaneamente com as reações químicas. Já para os nanofios de SnO, o mecanismo mais evidente é o auto-catalítico vapor-liquido-sólido (VLS). Outro estudo foi realizado com o objetivo de sintetizar nanofitas de SnO2 dopadas com Sb2O3. O material de partida utilizado foi SnO2 dopado com 5% e 20% em massa de Sb2O3 (sintetizado por mistura de óxidos). A metodologia utilizada também foi evaporação carbotérmica. As amostras foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica de transmissão e análise de energia dispersiva de raios X. Apesar de que existem evidências de que foi possível dopar as nanofitas de óxido de estanho com antimônio, as medidas não são diretamente conclusivas