Estudo da relação de ordem-desordem estrutural em nanopartículas de TiO2

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2015
Autor(a) principal: Silva Junior, Eurípedes [UNESP]
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/136092
Resumo: In this work, TiO2 nanoparticles were obtained from methodology based on the sol-gel process followed by the microwave-assisted solvothermal method (MAS), in different processing times. The TiO2 were characterized by thermal analysis (TG/DSC), X-ray Diffraction (XRD), Raman spectroscopy, electron paramagnetic resonance (EPR), high-resolution transmission electron microscopy (HR-TEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), X-ray Photoelectron spectroscopy (XPS). Porosity and surface analysis were performed from the Brunauer-Emmett-Teller (BET) method, while the optical properties were investigated by UV-Vis absorption spectroscopy, photoluminescence (PL) and photocatalytic experiments. The calcination temperatures at 380 °C and 450 °C were responsible by the heterostructured (anatase + bruquita) and the monophase (anatase) crystalline materials, respectively. However, at short range are highly ordered due the presence of vibrational modes ascribed to only anatase phase active in Raman. The FEG-SEM e HR-TEM results showed TiO2is a polycrystalline material consisting of nanocrystals (~10 nm) grow up by means of the Oriented attachment mechanism, resulting in a microscopic agglomeration of nanoparticles. The presence of structural defects was attributed to singly ionized oxygen vacancies (VO•) by EPR signals at g≈2,023 and g≈1,966, which according to XPS and EDS results, suggest that these vacancies are in both bulk and surface. From the Rietveld refinement, the oxygen vacancies were interpreted as deviations from (Ti−O) and (O−T̂i−O), which tend to turn the ordered [TiO6] clusters in complex clusters [TiO5.VOx], [TiO5.VO•] and [TiO5.VO••]. The decreasing in the optical band gap (2,68-2,99 eV) and the PL at room temperature, indicate that these complex clusters represent the defects responsible for disorder at medium-range which exhibit a broadband at visible (350-700 nm) and another...
id UNSP_7457729582f3b9a3b4d1edbe7ebe67a3
oai_identifier_str oai:repositorio.unesp.br:11449/136092
network_acronym_str UNSP
network_name_str Repositório Institucional da UNESP
repository_id_str
spelling Estudo da relação de ordem-desordem estrutural em nanopartículas de TiO2Dióxido de titânioDefeitos pontuaisFotoluminescenciaNanopartículasFotocataliseNanoparticlesIn this work, TiO2 nanoparticles were obtained from methodology based on the sol-gel process followed by the microwave-assisted solvothermal method (MAS), in different processing times. The TiO2 were characterized by thermal analysis (TG/DSC), X-ray Diffraction (XRD), Raman spectroscopy, electron paramagnetic resonance (EPR), high-resolution transmission electron microscopy (HR-TEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), X-ray Photoelectron spectroscopy (XPS). Porosity and surface analysis were performed from the Brunauer-Emmett-Teller (BET) method, while the optical properties were investigated by UV-Vis absorption spectroscopy, photoluminescence (PL) and photocatalytic experiments. The calcination temperatures at 380 °C and 450 °C were responsible by the heterostructured (anatase + bruquita) and the monophase (anatase) crystalline materials, respectively. However, at short range are highly ordered due the presence of vibrational modes ascribed to only anatase phase active in Raman. The FEG-SEM e HR-TEM results showed TiO2is a polycrystalline material consisting of nanocrystals (~10 nm) grow up by means of the Oriented attachment mechanism, resulting in a microscopic agglomeration of nanoparticles. The presence of structural defects was attributed to singly ionized oxygen vacancies (VO•) by EPR signals at g≈2,023 and g≈1,966, which according to XPS and EDS results, suggest that these vacancies are in both bulk and surface. From the Rietveld refinement, the oxygen vacancies were interpreted as deviations from (Ti−O) and (O−T̂i−O), which tend to turn the ordered [TiO6] clusters in complex clusters [TiO5.VOx], [TiO5.VO•] and [TiO5.VO••]. The decreasing in the optical band gap (2,68-2,99 eV) and the PL at room temperature, indicate that these complex clusters represent the defects responsible for disorder at medium-range which exhibit a broadband at visible (350-700 nm) and another...Neste trabalho, nanopartículas de TiO2 foram obtidas a partir de uma metodologia baseada no processo sol-gel seguido pelo método solvotérmico assistido por micro-ondas (SAM), em diferentes tempos de processamento. Os TiO2 foram caracterizado pelas técnicas de análise térmica termogravimetria/calorimetria diferencial exploratória (TG/DSC), difração de raios X (XRD), espectroscopia Raman, espectroscopia de ressonância paramagnética nuclear (EPR), espetroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), microscopia eletrônica de varredura com canhão de elétrons por emissão de campo (FEG-SEM), espectroscopia de energia dispersiva (EDS), microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (HR-TEM). As análises da superfície e porosidade foram efetuadas a partir do método BET, enquanto que as propriedades ópticas foram investigadas pela espectroscopia de absorção óptica na região UV-Vis, espectroscopia de fotoluminescência (FL) e experimentos fotocatalíticos. As temperaturas de calcinação em 380 °C e 450 °C formaram um material cristalino heteroestruturado (anatase+bruquita) e monofásico (anatase), respectivamente. Porém, a curta distância, estes estão altamente ordenados pela presença somente dos modos vibracionais relativos à fase anatase ativos no Raman. Os resultados de FEG-SEM e HR-TEM relevaram que o TiO2 é um material policristalino formado por cristalitos (~10 nm) que crescem por meio de um mecanismo de coalescência orientada e aleatória, resultando em um aglomerado microscópico de nanopartículas. A presença de defeitos estruturais foi atribuída às vacâncias de oxigênios monoionizadas (VO•) pelos sinais de EPR em g ≈2,023 e g≈1,966, que de acordo com os resultados de XPS e EDS sugerem que estas vacâncias estão tanto no bulk quanto na superfície. A partir do refinamento Rietveld, as vacâncias de oxigênio foram interpretadas como desvios em...Universidade Estadual Paulista (Unesp)Silva, Elson Longo da [UNESP]Universidade Estadual Paulista (Unesp)Silva Junior, Eurípedes [UNESP]2016-03-07T19:21:14Z2016-03-07T19:21:14Z2015-08-04info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis225 f. : il. -application/pdfSILVA JUNIOR, Eurípedes. Estudo da relação de ordem-desordem estrutural em nanopartículas de TiO2. 2015. 225 f. Tese (doutorado) - Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Instituto de Quimica., 2015.http://hdl.handle.net/11449/136092000854505000854505.pdf33004030072P8Alephreponame:Repositório Institucional da UNESPinstname:Universidade Estadual Paulista (UNESP)instacron:UNESPporinfo:eu-repo/semantics/openAccess2024-01-15T06:25:38Zoai:repositorio.unesp.br:11449/136092Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.unesp.br/oai/requestopendoar:29462024-08-05T23:05:24.243713Repositório Institucional da UNESP - Universidade Estadual Paulista (UNESP)false
dc.title.none.fl_str_mv Estudo da relação de ordem-desordem estrutural em nanopartículas de TiO2
title Estudo da relação de ordem-desordem estrutural em nanopartículas de TiO2
spellingShingle Estudo da relação de ordem-desordem estrutural em nanopartículas de TiO2
Silva Junior, Eurípedes [UNESP]
Dióxido de titânio
Defeitos pontuais
Fotoluminescencia
Nanopartículas
Fotocatalise
Nanoparticles
title_short Estudo da relação de ordem-desordem estrutural em nanopartículas de TiO2
title_full Estudo da relação de ordem-desordem estrutural em nanopartículas de TiO2
title_fullStr Estudo da relação de ordem-desordem estrutural em nanopartículas de TiO2
title_full_unstemmed Estudo da relação de ordem-desordem estrutural em nanopartículas de TiO2
title_sort Estudo da relação de ordem-desordem estrutural em nanopartículas de TiO2
author Silva Junior, Eurípedes [UNESP]
author_facet Silva Junior, Eurípedes [UNESP]
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Silva, Elson Longo da [UNESP]
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.contributor.author.fl_str_mv Silva Junior, Eurípedes [UNESP]
dc.subject.por.fl_str_mv Dióxido de titânio
Defeitos pontuais
Fotoluminescencia
Nanopartículas
Fotocatalise
Nanoparticles
topic Dióxido de titânio
Defeitos pontuais
Fotoluminescencia
Nanopartículas
Fotocatalise
Nanoparticles
description In this work, TiO2 nanoparticles were obtained from methodology based on the sol-gel process followed by the microwave-assisted solvothermal method (MAS), in different processing times. The TiO2 were characterized by thermal analysis (TG/DSC), X-ray Diffraction (XRD), Raman spectroscopy, electron paramagnetic resonance (EPR), high-resolution transmission electron microscopy (HR-TEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), X-ray Photoelectron spectroscopy (XPS). Porosity and surface analysis were performed from the Brunauer-Emmett-Teller (BET) method, while the optical properties were investigated by UV-Vis absorption spectroscopy, photoluminescence (PL) and photocatalytic experiments. The calcination temperatures at 380 °C and 450 °C were responsible by the heterostructured (anatase + bruquita) and the monophase (anatase) crystalline materials, respectively. However, at short range are highly ordered due the presence of vibrational modes ascribed to only anatase phase active in Raman. The FEG-SEM e HR-TEM results showed TiO2is a polycrystalline material consisting of nanocrystals (~10 nm) grow up by means of the Oriented attachment mechanism, resulting in a microscopic agglomeration of nanoparticles. The presence of structural defects was attributed to singly ionized oxygen vacancies (VO•) by EPR signals at g≈2,023 and g≈1,966, which according to XPS and EDS results, suggest that these vacancies are in both bulk and surface. From the Rietveld refinement, the oxygen vacancies were interpreted as deviations from (Ti−O) and (O−T̂i−O), which tend to turn the ordered [TiO6] clusters in complex clusters [TiO5.VOx], [TiO5.VO•] and [TiO5.VO••]. The decreasing in the optical band gap (2,68-2,99 eV) and the PL at room temperature, indicate that these complex clusters represent the defects responsible for disorder at medium-range which exhibit a broadband at visible (350-700 nm) and another...
publishDate 2015
dc.date.none.fl_str_mv 2015-08-04
2016-03-07T19:21:14Z
2016-03-07T19:21:14Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv SILVA JUNIOR, Eurípedes. Estudo da relação de ordem-desordem estrutural em nanopartículas de TiO2. 2015. 225 f. Tese (doutorado) - Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Instituto de Quimica., 2015.
http://hdl.handle.net/11449/136092
000854505
000854505.pdf
33004030072P8
identifier_str_mv SILVA JUNIOR, Eurípedes. Estudo da relação de ordem-desordem estrutural em nanopartículas de TiO2. 2015. 225 f. Tese (doutorado) - Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Instituto de Quimica., 2015.
000854505
000854505.pdf
33004030072P8
url http://hdl.handle.net/11449/136092
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv 225 f. : il. -
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Estadual Paulista (Unesp)
publisher.none.fl_str_mv Universidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.source.none.fl_str_mv Aleph
reponame:Repositório Institucional da UNESP
instname:Universidade Estadual Paulista (UNESP)
instacron:UNESP
instname_str Universidade Estadual Paulista (UNESP)
instacron_str UNESP
institution UNESP
reponame_str Repositório Institucional da UNESP
collection Repositório Institucional da UNESP
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UNESP - Universidade Estadual Paulista (UNESP)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1808130358804217856