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Title: Estudo das propriedades self-cleaning em substrato têxtil e magnéticas do ZnO: Ag nanoestruturado
Authors: Souza, Renata Priscilla de Araújo
Keywords: Óxido de Zinco;Dopante;Prata;Self-cleaning;Propriedades magnéticas e têxteis funcionais
Issue Date: 5-Aug-2016
Citation: SOUZA, Renata Priscilla de Araújo. Estudo das propriedades self-cleaning em substrato têxtil e magnéticas do ZnO: Ag nanoestruturado. 2016. 157f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2016.
Portuguese Abstract: Foram sintetizadas nanoestruturas de ZnO:Ag com nanopartículas (NPs) de prata a 100 °C através de energia micro-ondas com o objetivo de obter um material com propriedades fotocatalíticas (self-cleaning) em baixos níveis de energia e magnéticas. As aplicações práticas do nanomagnetismo são diversas que vão da geologia, da gravação magnética, até a medicina. Desse modo, o material foi obtido a partir dos precursores: acetato de zinco di-hidratado e nitrato de prata em diferentes concentrações tais como ZnO1-x:Agx (x= 0, 0.01 e 0.02). Adicionando a síntese polivinilpirrolidona (como agente surfactante) e hexametilenotetramina como agente redutor/agente de precipitação. Para sua caracterização foram realizadas Difrações de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura e por Efeito de Campo (MEV/FEG), Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM), análises de área de específica por isortermas Brunauer, Emmett e Taller (BET), Fotoluminescência (PL) e Espectrofotometria. Os resultados de DRX apontaram principalmente fases cristalinas de Wurtzita para o ZnO e cúbica de face centrada para nanopartículas de prata metálica. Através da espectrofotometria foi possível confirmar por absorbância no comprimento de onda do corante alaranjado de metila a fotocatálise do ZnO dopado com 1 mol% de prata, sintetizado em 10 min no tempo médio de 2 horas e 30 min. Por transmitância foi obtido o gap direto e indireto das composições estudadas. Todas as composições obtidas apresentaram a propriedade de fotoluminescência gerada por defeitos estruturais. A dopagem ocasionou para o material puro um deslocamento do verde para o amarelo e o vermelho em consequência da diminuição do gap. Apresentou também pico referente às nanopartículas metálicas de prata em torno de 390 nm. As propriedades magnéticas foram investigadas através da análise das curvas de magnetização em temperaturas específicas e da magnetização em função da temperatura, obtidas utilizando-se um sistema PPMS. Com estes resultados, foi realizada a etapa de impregnação das nanopartículas em poliamida pelo método de deposição por imersão, para isso foi utilizado estireno e acrilato de butila. A caracterização do nanorevestimento foi realizada através das análises de DRX, MEV/EDS, análise térmica (TG/DTA), Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Microscopia de Força Atômica (AFM) e ângulo de contato. A avaliação da propriedade self-cleaning foi baseada na alteração da cor (ΔE) usando o espectrofotômetro por reflectância.
Abstract: ZnO:Ag/Ag nanostructures were synthesized at 100 °C by microwave energy in order to obtain a material with photocatalytic properties on low energy levels and magnetics. The applications of nanomagnetism are diverse ranging from geology, magnetic recording, to medicine. Thus, the material was obtained from the precursors: zinc acetate dihydrate and silver nitrate (as dopant) in different concentrations such as ZnO1-x:Agx (x= 0, 0.01 e 0.02). Adding polyvinylpyrrolidone synthesis (as surfactant) and hexamethylene as a reducing agent/precipitating agent. For its characterization, the following techniques were performed to evaluate, Diffraction of X-Rays (XRD), Scanning Electron Microscopy and Field Effect (SEM/FEG), Transmission Electron Microscopy (TEM), analysis by isotherms Brunauer surface area Emmett and Taller (BET), Photoluminescence (PL) and Spectrophotometry. The XRD results indicated mainly crystalline phases of wurtzite ZnO for the and for face-centered cubic metallic silver nanoparticles. By undertaking spectrophotometric absorbance it was confirmed by the orange color wavelength methyl photocatalysis ZnO doped with 1 mol% silver synthesized in 10 minutes in an average time of 2 hours and 30 min. Transmittance was obtained with direct and indirect gap of the compositions. All powders obtained showed the photoluminescence property generated by structural defects. The doping of the pure material caused a shift from green to between yellow and red, thus confirming changes in the electrical properties of the same due to decrease in the gap and also showed peak regarding the metal nanoparticles silver around 390 nm. The magnetic properties of the samples were performed using the physical property measurement system (PPMS) from Quantum. Under these conditions the doping improved the photocatalytic property of ZnO. With these prior results, to prove this application the impregnation step was carried out with particles of polyamide by immersion deposition method (dip coating), for this a styrene and butyl acrylate was utilised. The characterization of nano coating ware used using the following techniques: XRD, SEM/EDS, thermal analysis (TG/DTA), Infrared Spectroscopy Fourier Transform (FTIR), atomic force microscopy (AFM) and contact angle. For evaluation of the self-cleaning for photocatalysis property was based on the color change (ΔE) using the spectrophotometer by reflectance before and after subjecting the samples to ultraviolet radiation for anthocyanins.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/23643
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