Síntese e caracterização de nanoestruturas à base de dióxido de titânio

Exportado OPUSMade available in DSpace on 2019-08-11T08:12:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 f_biodisserta__o.pdf: 4106333 bytes, checksum: d686c8efde8b6686427a8d4017a9f963 (MD5) Previous issue date: 19Nanoestruturas produzidas a base de dióxido de titânio tem sido bastante estudadas devido ao seu potencial para inúmeras aplicações tecnológicas. Uma de suas aplicaões mais promissoras é a fotocatálise, aplicaão em que a área superficial do material tem um fator determinante para um processo de alta eficiência. Desde a descoberta de uma rota simples, que consiste em tratar hidrotermicamente o dióxido de titânio cristalino em pó em uma solução alcalina de hidróxido de sódio para produção de nanotubos de titanato com grande área superficial, muito interesse tem sido despertado nessas nanoestruturas. Neste trabalho, amostras de nanotubos e nanofitas de titanato foram sintetizadas variando os parâmetros síntese, tempo de reação e agitação da solução. O dióxido de titânio submetido ao tratamento hidrotémico por um e quatro dias estaticamente resultou em nanotubos com multicamadas, sendo que a amostra produzida sob agitação apresentou um maior número de paredes do que amostra sintetizada estaticamente. Nanofitas foram obtidas com o tratamento do TiO2 por quatro dias sob agitação magnética. Duas amostras, uma formada por nanotubos e outra por nanofitas, foram submetidas a uma lavagem com solução de ácido clorídrico para provocar a troca dos íons de s&oacite;dio por hidrogênio. As técnicas de Microscopia Eletrônica de Varredura e de Transmissão confirmaram a formaão dessas nanoestruturas, que também foram analisadas por Difração de Raios-X e Espectroscopia Raman. A estrutura cristalina dos nanotubos e nanofitas foi identificada como sendo a mesma apresentada pelo NaTi3O6(OH2(H2O), pertencente à siimetria monoclínica do grupo de espaço C2/m. Observamos que a posição e a razão de intensidade de alguns modos Raman sofreram alterações com a troca iônica sódio-hidrogênio. Estes efeitos podem ser explicados pela diminuição da distância entre as camadas que formam os nanotubos/fitas e pela mudança de sódio por hidrogênio, confirmados pelos padrões de difração.Nanostructures based in Titanium dioxide have been extensively studied due to their potential technological applications. One of their most promising applications is the photocatalysis, in which the surface area is a crucial property for a high efficient process. Since the discovery of a simple wet chemical route, which is, NaOH treatment of crystalline TiO2 powders to produce TiO2-based nanotubes with a large surface area, significant interest have been given to this nanostructure. In this study, anatase titanium dioxide nanoparticles were submitted to a hydrothermal treatment statically and under stirring during one and four days. The samples synthesized during one day and during four days statically yielded multi-walled nanotubes, however the sample produced under stirring yielded nanotubes with more walls than the statically one. The titanium dioxide synthesized during four days under stirring resulted in nanoribbons. Two samples, one made of nanotubes and other made of nanoribbons, were washed with hydrochloric acid for proton exchange. Scanning and transmission electron microscopy confirmed the formation of these nanostructures, which were also analyzed with X-Ray diffraction and Raman spectroscopy. Through the X-Ray diffraction the structure of the nanotubes and nanoribbons were assigned to a NaTi3O6(OH)·2(H2O). The proton exchange Na to H influences in the position and ratio of the relative intensities of some Raman modes. The shifts in frequency of the bands and the changes in their ratio intensity can be explained by the decrease in interlayer distance and the proton exchange, confirmed by X-Ray patterns