Preparação e estudo das propriedades fotoluminescentes de nanoestruturas de In2O3 puro e dopado com íons La3+ e Er3+
Ano de defesa: | 2015 |
---|---|
Autor(a) principal: | |
Orientador(a): | |
Banca de defesa: | , |
Tipo de documento: | Dissertação |
Tipo de acesso: | Acesso aberto |
Idioma: | por |
Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Uberlândia
|
Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-graduação em Química
|
Departamento: |
Ciências Exatas e da Terra
|
País: |
BR
|
Palavras-chave em Português: | |
Palavras-chave em Inglês: | |
Área do conhecimento CNPq: | |
Link de acesso: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17454 https://doi.org/10.14393/ufu.di.2015.515 |
Resumo: | In this study were obtained pure and doped indium oxide (In2O3) nanoparticles with different concentrations of La3+ and Er3+, rare-earth ions (RE), from the preparation of the hydroxide indium (In(OH)3) by microwave hydrothermal method followed by calcination in a microwave oven. The precursors, pure In(OH)3 and RE-doped In(OH)3, were synthesized at 140 °C with a short time reaction of 2.0 minutes, and from the calcination of such materials in a microwave oven at 350 °C for 2.0 min particles were obtained pure and doped In2O3. The X-ray diffraction showed the formation of the cubic phase for the pure In2O3 and two phases, cubic and rhombohedral, for the samples doped with different concentrations of La3+ and Er3+ ions, indicating that the addition of the RE ions in the In2O3 lattice leads to a structural rearrangement with the formation of the second phase. The characteristic Raman modes for the cubic and rhombohedral In2O3 structures were observed for the pure and doped samples, respectively, and the presence of RE ions generates local distortions, causing a disorder to short range in the In2O3 structure. The structural changes resulting from the effect of the incorporation of the Er3+ and La3+ were also observed in the images of electron diffraction patterns. Nanoparticles around 10 nm from rounded to cubic shapes, wherein the sample doped with a higher concentration of La3+ ions exhibited a more regular cubic morphology, was observed by scanning and transmission electronic microscopy. Uv-vis spectra revealed absorption bands resulting from the Er3+ f-f transitions, which are intensified with increasing concentration of these ions incorporated into the In2O3 network, while the samples doped with La3+ ions were characterized by the absence of absorption in the visible region. All samples showed photoluminescent properties with a broad band emission in the visible region and maximum peak in the orange region mainly attributed to the presence of oxygen vacancies. The photoluminescence phenomenon is related to structural defects on medium and short ranges that may be generated during the preparation of the materials in the presence of different concentrations of La3+ and Er3+ added in the crystalline In2O3 lattice. These defects exert important role related to semiconductor features, in this study the influence of doping on photocatalytic performance of the synthesized materials was verified. |
id |
UFU_57efc372d37d64383963b1dce31f7a29 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.ufu.br:123456789/17454 |
network_acronym_str |
UFU |
network_name_str |
Repositório Institucional da UFU |
repository_id_str |
|
spelling |
2016-06-22T18:48:41Z2016-04-262016-06-22T18:48:41Z2015-12-02LEMOS, Samantha Custódio Silva. Preparação e estudo das propriedades fotoluminescentes de nanoestruturas de In2O3 puro e dopado com íons La3+ e Er3+. 2015. 81 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2015. Disponível em: https://doi.org/10.14393/ufu.di.2015.515https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17454https://doi.org/10.14393/ufu.di.2015.515In this study were obtained pure and doped indium oxide (In2O3) nanoparticles with different concentrations of La3+ and Er3+, rare-earth ions (RE), from the preparation of the hydroxide indium (In(OH)3) by microwave hydrothermal method followed by calcination in a microwave oven. The precursors, pure In(OH)3 and RE-doped In(OH)3, were synthesized at 140 °C with a short time reaction of 2.0 minutes, and from the calcination of such materials in a microwave oven at 350 °C for 2.0 min particles were obtained pure and doped In2O3. The X-ray diffraction showed the formation of the cubic phase for the pure In2O3 and two phases, cubic and rhombohedral, for the samples doped with different concentrations of La3+ and Er3+ ions, indicating that the addition of the RE ions in the In2O3 lattice leads to a structural rearrangement with the formation of the second phase. The characteristic Raman modes for the cubic and rhombohedral In2O3 structures were observed for the pure and doped samples, respectively, and the presence of RE ions generates local distortions, causing a disorder to short range in the In2O3 structure. The structural changes resulting from the effect of the incorporation of the Er3+ and La3+ were also observed in the images of electron diffraction patterns. Nanoparticles around 10 nm from rounded to cubic shapes, wherein the sample doped with a higher concentration of La3+ ions exhibited a more regular cubic morphology, was observed by scanning and transmission electronic microscopy. Uv-vis spectra revealed absorption bands resulting from the Er3+ f-f transitions, which are intensified with increasing concentration of these ions incorporated into the In2O3 network, while the samples doped with La3+ ions were characterized by the absence of absorption in the visible region. All samples showed photoluminescent properties with a broad band emission in the visible region and maximum peak in the orange region mainly attributed to the presence of oxygen vacancies. The photoluminescence phenomenon is related to structural defects on medium and short ranges that may be generated during the preparation of the materials in the presence of different concentrations of La3+ and Er3+ added in the crystalline In2O3 lattice. These defects exert important role related to semiconductor features, in this study the influence of doping on photocatalytic performance of the synthesized materials was verified.No presente trabalho foram obtidas nanopartículas de óxido de índio (In2O3) puro e dopado com diferentes concentrações de íons terras-raras (TR), La3+ e Er3+, a partir da preparação do hidróxido de índio (In(OH)3) pelo método hidrotérmico de micro-ondas seguido da sua calcinação em forno de micro-ondas. Os precursores de In(OH)3 puro e dopados com íons TR foram sintetizados à 140ºC com curto tempo de reação de 2,0 min e, a partir da calcinação destes materiais em forno de micro-ondas à 350ºC por 2,0 min foram obtidas partículas de In2O3 puro e dopado. Os difratogramas de raios X mostraram a formação da fase cúbica para a amostra de In2O3 puro e da mistura de fases, cúbica e romboédrica, para as amostras dopadas com diferentes concentrações dos íons La3+ e Er3+, indicando que a adição dos íons TR na rede do In2O3 leva a um rearranjo estrutural com formação da segunda fase observada. Os modos Raman característicos para as estruturas cúbica e romboédrica do In2O3 foram observados para as amostras pura e dopadas, respectivamente, sendo que a presença dos íons TR gera distorções locais causando uma desordem à curto alcance na estrutura do In2O3. As mudanças estruturais decorrentes do efeito da incorporação dos íons Er3+ e La3+ também foram observadas nas imagens de padrões de difração de elétrons. Nanopartículas em torno de 8 nm com formas arredondadas à cúbicas, sendo que a amostra dopada com maior concentração de íons La3+ exibiu uma morfologia cúbica mais regular, foram observadas por microscopias eletrônicas de varredura e de transmissão. Os espectros de Uv-vis revelaram as bandas de absorção decorrentes das transições f-f para o íon Er3+ que são intensificadas com o aumento da concentração destes íons incorporados à rede do In2O3, enquanto que as amostras dopadas com íons La3+ foram caracterizadas pela ausência de absorção na região do visível. Todas as amostras apresentaram propriedades fotoluminescentes com banda larga de emissão no visível e pico máximo na região do laranja atribuído principalmente à presença de vacâncias de oxigênio. O fenômeno da fotoluminescência está relacionada com os defeitos estruturais à médio e curto alcances que podem ser gerados durante a preparação dos materiais na presença de diferentes concentrações dos dopantes La3+ e Er3+ adicionados na rede cristalina do In2O3. Esses defeitos exercem relevante papel quanto às funcionalidades do semicondutor, no presente trabalho a influência da dopagem no desempenho fotocatalítico dos materiais sintetizados foi verificada.Mestre em Químicaapplication/pdfporUniversidade Federal de UberlândiaPrograma de Pós-graduação em QuímicaUFUBRCiências Exatas e da TerraNanopartículasFotoluminescênciaIn2O3Terras rarasNanopartículasMétodo hidrotérmico de micro-ondasFotoluminescênciaIn2O3Rare earthNanoparticlesMicrowave hydrothermal methodPhotoluminescenceCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICAPreparação e estudo das propriedades fotoluminescentes de nanoestruturas de In2O3 puro e dopado com íons La3+ e Er3+info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisLima, Renata Cristina dehttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4760436T3Nossol, Edsonhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4713054H7Ferrari, Jefferson Luíshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4762150Z9http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4430015D6Lemos, Samantha Custódio Silva81767349info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFUTHUMBNAILPreparacaoEstudoPropriedades.pdf.jpgPreparacaoEstudoPropriedades.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1174https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/17454/3/PreparacaoEstudoPropriedades.pdf.jpgb2166ab0916b5dfa7a41c3cb4a637fd5MD53ORIGINALPreparacaoEstudoPropriedades.pdfapplication/pdf4733776https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/17454/1/PreparacaoEstudoPropriedades.pdf5262ad12a7a6a8cfd5dbc2e29c66118eMD51TEXTPreparacaoEstudoPropriedades.pdf.txtPreparacaoEstudoPropriedades.pdf.txtExtracted texttext/plain138201https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/17454/2/PreparacaoEstudoPropriedades.pdf.txt3d257526d7e4aa97d10055fbd629f78bMD52123456789/174542021-07-21 23:06:51.309oai:repositorio.ufu.br:123456789/17454Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2021-07-22T02:06:51Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false |
dc.title.por.fl_str_mv |
Preparação e estudo das propriedades fotoluminescentes de nanoestruturas de In2O3 puro e dopado com íons La3+ e Er3+ |
title |
Preparação e estudo das propriedades fotoluminescentes de nanoestruturas de In2O3 puro e dopado com íons La3+ e Er3+ |
spellingShingle |
Preparação e estudo das propriedades fotoluminescentes de nanoestruturas de In2O3 puro e dopado com íons La3+ e Er3+ Lemos, Samantha Custódio Silva Nanopartículas Fotoluminescência In2O3 Terras raras Nanopartículas Método hidrotérmico de micro-ondas Fotoluminescência In2O3 Rare earth Nanoparticles Microwave hydrothermal method Photoluminescence CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA |
title_short |
Preparação e estudo das propriedades fotoluminescentes de nanoestruturas de In2O3 puro e dopado com íons La3+ e Er3+ |
title_full |
Preparação e estudo das propriedades fotoluminescentes de nanoestruturas de In2O3 puro e dopado com íons La3+ e Er3+ |
title_fullStr |
Preparação e estudo das propriedades fotoluminescentes de nanoestruturas de In2O3 puro e dopado com íons La3+ e Er3+ |
title_full_unstemmed |
Preparação e estudo das propriedades fotoluminescentes de nanoestruturas de In2O3 puro e dopado com íons La3+ e Er3+ |
title_sort |
Preparação e estudo das propriedades fotoluminescentes de nanoestruturas de In2O3 puro e dopado com íons La3+ e Er3+ |
author |
Lemos, Samantha Custódio Silva |
author_facet |
Lemos, Samantha Custódio Silva |
author_role |
author |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Lima, Renata Cristina de |
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv |
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4760436T3 |
dc.contributor.referee1.fl_str_mv |
Nossol, Edson |
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv |
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4713054H7 |
dc.contributor.referee2.fl_str_mv |
Ferrari, Jefferson Luís |
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv |
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4762150Z9 |
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv |
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4430015D6 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Lemos, Samantha Custódio Silva |
contributor_str_mv |
Lima, Renata Cristina de Nossol, Edson Ferrari, Jefferson Luís |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Nanopartículas Fotoluminescência In2O3 Terras raras Nanopartículas Método hidrotérmico de micro-ondas Fotoluminescência |
topic |
Nanopartículas Fotoluminescência In2O3 Terras raras Nanopartículas Método hidrotérmico de micro-ondas Fotoluminescência In2O3 Rare earth Nanoparticles Microwave hydrothermal method Photoluminescence CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA |
dc.subject.eng.fl_str_mv |
In2O3 Rare earth Nanoparticles Microwave hydrothermal method Photoluminescence |
dc.subject.cnpq.fl_str_mv |
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA |
description |
In this study were obtained pure and doped indium oxide (In2O3) nanoparticles with different concentrations of La3+ and Er3+, rare-earth ions (RE), from the preparation of the hydroxide indium (In(OH)3) by microwave hydrothermal method followed by calcination in a microwave oven. The precursors, pure In(OH)3 and RE-doped In(OH)3, were synthesized at 140 °C with a short time reaction of 2.0 minutes, and from the calcination of such materials in a microwave oven at 350 °C for 2.0 min particles were obtained pure and doped In2O3. The X-ray diffraction showed the formation of the cubic phase for the pure In2O3 and two phases, cubic and rhombohedral, for the samples doped with different concentrations of La3+ and Er3+ ions, indicating that the addition of the RE ions in the In2O3 lattice leads to a structural rearrangement with the formation of the second phase. The characteristic Raman modes for the cubic and rhombohedral In2O3 structures were observed for the pure and doped samples, respectively, and the presence of RE ions generates local distortions, causing a disorder to short range in the In2O3 structure. The structural changes resulting from the effect of the incorporation of the Er3+ and La3+ were also observed in the images of electron diffraction patterns. Nanoparticles around 10 nm from rounded to cubic shapes, wherein the sample doped with a higher concentration of La3+ ions exhibited a more regular cubic morphology, was observed by scanning and transmission electronic microscopy. Uv-vis spectra revealed absorption bands resulting from the Er3+ f-f transitions, which are intensified with increasing concentration of these ions incorporated into the In2O3 network, while the samples doped with La3+ ions were characterized by the absence of absorption in the visible region. All samples showed photoluminescent properties with a broad band emission in the visible region and maximum peak in the orange region mainly attributed to the presence of oxygen vacancies. The photoluminescence phenomenon is related to structural defects on medium and short ranges that may be generated during the preparation of the materials in the presence of different concentrations of La3+ and Er3+ added in the crystalline In2O3 lattice. These defects exert important role related to semiconductor features, in this study the influence of doping on photocatalytic performance of the synthesized materials was verified. |
publishDate |
2015 |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2015-12-02 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2016-06-22T18:48:41Z |
dc.date.available.fl_str_mv |
2016-04-26 2016-06-22T18:48:41Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.citation.fl_str_mv |
LEMOS, Samantha Custódio Silva. Preparação e estudo das propriedades fotoluminescentes de nanoestruturas de In2O3 puro e dopado com íons La3+ e Er3+. 2015. 81 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2015. Disponível em: https://doi.org/10.14393/ufu.di.2015.515 |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17454 |
dc.identifier.doi.por.fl_str_mv |
https://doi.org/10.14393/ufu.di.2015.515 |
identifier_str_mv |
LEMOS, Samantha Custódio Silva. Preparação e estudo das propriedades fotoluminescentes de nanoestruturas de In2O3 puro e dopado com íons La3+ e Er3+. 2015. 81 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2015. Disponível em: https://doi.org/10.14393/ufu.di.2015.515 |
url |
https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17454 https://doi.org/10.14393/ufu.di.2015.515 |
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 |
application/pdf |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Uberlândia |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pós-graduação em Química |
dc.publisher.initials.fl_str_mv |
UFU |
dc.publisher.country.fl_str_mv |
BR |
dc.publisher.department.fl_str_mv |
Ciências Exatas e da Terra |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Uberlândia |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UFU instname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU) instacron:UFU |
instname_str |
Universidade Federal de Uberlândia (UFU) |
instacron_str |
UFU |
institution |
UFU |
reponame_str |
Repositório Institucional da UFU |
collection |
Repositório Institucional da UFU |
bitstream.url.fl_str_mv |
https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/17454/3/PreparacaoEstudoPropriedades.pdf.jpg https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/17454/1/PreparacaoEstudoPropriedades.pdf https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/17454/2/PreparacaoEstudoPropriedades.pdf.txt |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
b2166ab0916b5dfa7a41c3cb4a637fd5 5262ad12a7a6a8cfd5dbc2e29c66118e 3d257526d7e4aa97d10055fbd629f78b |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU) |
repository.mail.fl_str_mv |
diinf@dirbi.ufu.br |
_version_ |
1792331538148360192 |