Propriedades estruturais e vibracionais de nanotubos e nanofitas de titanato.

• Autor(a) principal: Bartolomeu Cruz Viana Neto
• Data de Publicação: 2009
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC
• Texto Completo: http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=3763
• topic: Espectroscopia Raman; Nanotecnologia, NanociÃncia; FotocatÃlise; Raman Spectroscopy; Nanotechnology; Nanoscience; Photocatalysis; FISICA DA MATERIA CONDENSADA

Este trabalho relata o estudo das propriedades estruturais, morfolÃgicas e vibracionais dos nanotubos e das nanofitas de titanato obtidos a partir do tratamento hidrotÃrmico de TiO2 em soluÃÃo aquosa de NaOH. As propriedades fÃsicas destas nanoestruturas, como preparadas e tratadas termicamente, sÃo discutidas e comparadas com seus similares sÃlidos estendidos (Na2Ti3O7 e Na2Ti6O13). Os resultados obtidos por microscopia eletrÃnica de transmissÃo, microscopia eletrÃnica de varredura, espectroscopia de emissÃo atÃmica, espectroscopia de energia dispersiva de raios-X, difraÃÃo de raios-X, espectroscopia de absorÃÃo no infravermelho com transformada de Fourier e espectroscopia Raman permitem concluir que as camadas (paredes ou lamelas) de nanotubos e nanofitas de titanato, como preparados, sÃo isoestrutural ao composto lamelar Na2Ti3O7. Nos nanotubos de titanato as ligaÃÃes quÃmicas sÃo deformadas por causa da curvatura das paredes, enquanto nas nanofitas de titanato as camadas apresentam apenas a desordem estrutural causada pelo efeito do tamanho. O comportamento tÃrmico das nanofitas de titanato à similar ao relatado na literatura para os nanotubos de titanatos, onde mudanÃas estruturais e morfolÃgicas, com o aumento da temperatura, sÃo observadas e indicam que as nanofitas quando submetidas a altas temperaturas mudam sua morfologia para grandes bastÃes (sÃlido estendido) com uma mistura das fases Na2Ti3O7 e Na2Ti6O13. Este resultado à similar ao comportamento do Na2Ti3O7, sÃlido estendido, quando tratado termicamente. Concluimos que os nanotubos e as nanofitas de titanato tÃm a mesma composiÃÃo quÃmica Na{2-x}HxTi3O7.nH2O (0<x<2). Neste trabalho mostramos que a espectroscopia Raman pode ser usada para uma fÃcil e rÃpida identificaÃÃo das mudanÃas morfolÃgicas e estruturais das nanoestruturas de titanato. Estudamos tambÃm a sÃntese, caracterizaÃÃo e aplicaÃÃo dos nanotubos de titanato trocados com Ce4+. As propriedades fÃsico-quÃmicas destes nanotubos sÃo discutidas em comparaÃÃo com os nanotubos de titanato de sÃdio puros. As imagens de microscopia eletrÃnica de transmissÃo mostraram que os nanotubos de titanato trocados com Ce4+ tÃm a mesma morfologia dos nanotubos de titanato de sÃdio e suas paredes externas sÃo decoradas com nanopartÃculas de Ãxido de cÃrio. O mecanismo de formaÃÃo das nanopartÃculas à baseado na precipitaÃÃo do Ãon CÃrio na superfÃcie do nanotubo. NÃs observamos um deslocamento do limiar da banda de absorÃÃo em direÃÃo à regiÃo visÃvel do espectro eletromagnÃtico que foi atribuÃda aos efeitos da adiÃÃo ou intercalaÃÃo do Ce4+ e/ou presenÃa das nanopartÃculas de CeO2 decorando a superfÃcie dos nanotubos. Um deslocamento para o vermelho ("red shift") dos modos vibracionais associados com a interaÃÃo Ãon metÃlico - oxigÃnio foi observado e identificado como sendo devido ao efeito da intercalaÃÃo de Ce4+ à estrutura, como tambÃm devido à ancoragem das nanopartÃculas de CeO2 Ãs paredes dos nanotubos. NÃs mostramos que este sistema hÃbrido à promissor para aplicaÃÃes em fotocatÃlise usando a regiÃo azul do espectro eletromagnÃtico. Essa aplicaÃÃo foi demonstrada para a fotodegradaÃÃo do corante tÃxtil azul reativo 19 usando luz visÃvel.