Influência do V2O5 nas propriedades eletroquímicas e morfológicas do filme de CeO2

• Autor(a) principal: Balboni, Raphael Dorneles Caldeira
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFPel - Guaiaca
• Texto Completo: http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/9066
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA; Eletrocromismo; Filmes finos; Sol-Gel; CeO2:V 2O5; Electrochromism; Thin films

Este trabalho visa um estudo de filmes finos de óxido de cério (CeO 2 ) e de óxido de cério dopado com pentóxido de vanádio (CeO 2:V 2O5 ), bem como seu preparo e caracterização, para que possam ser utilizados como contra -eletrodo para dispositivos eletrocrômicos. A preparação se deu pelo processo sol-gel. Para a obtenção dos sóis, se utilizou o cloreto de cério heptahidratado (CeCl3:7H 2 O) e alcóxido de vanádio (OV(OCH(CH3 ) 2 ) 3 – oxitriisopropóxido de vanádio) como precursores, etanol como solvente e ácido cítrico como catalisador. Os filmes foram depositados pela técnica de spin coating sobre um substrato condutor eletrônico (FTO). Para que os filmes possuíssem as propriedades desejadas, um estudo foi realizado previamente. As caracterizações foram feitas através de técnicas eletroquímicas, bem como voltametria cíclica, cronoamperometria, cronocoulometria e espectroscopia de impedância eletroquímica. Dados morfológicos e estruturais dos filmes foram estudados por microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios-X e microscopia de força atômica (MFA). Foram realizados ainda estudos sobre os processos de inserção/extração de íons pela técnica de espectroscopia no ultravioleta-visível (UV-Vis). O melhor filme entre todos testados foi o que contém concentração de V2O5 como dopante ao CeO2 de 15 % mol e 5 camadas de deposição. Nas análises eletroquímicas, o mesmo não apresentou picos catódicos, alcançando uma intensidade de corrente de 6 mA/cm² e capacidade de armazenamento de íons de ~19 mC/cm² para tempos de polarização de 60 segundos. O filme apresentou boa estabilidade ao longo de 200 ciclos de intercalação/deintercalação. Pela espectroscopia de impedância eletroquímica, comprovou-se que esta intercalação ocorre através de um processo difusional. As análises morfológicas mostraram um filme sem rachaduras, sem irregulari dades e homogêneo, com uma rugosidade de 9,42 nm e espessura de 300 nm. A partir da análise óptico-eletroquímica, o filme mostrou uma queda de 4% em seus valores de transmitância após a polarização do filme. Finalmente foi feita a avaliação do filme como contra-eletrodo num dispositivo eletrocrômico.