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Título: Propriedades fotocatalítica e fotoluminescente de ZnO:Smx obtidos a partir das sínteses hidrotermal por micro-ondas e precursores poliméricos
Autor(es): Carvalho, Raquel Guilherme de
Palavras-chave: Óxido de zinco;Samário;Hidrotermal por microondas;Precursores poliméricos e fotocatalisador.
Data do documento: 27-Jun-2016
Citação: CARVALHO, Raquel Guilherme de. Propriedades fotocatalítica e fotoluminescente de ZnO:Smx obtidos a partir das sínteses hidrotermal por micro-ondas e precursores poliméricos. 2016. 100f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2016.
Resumo: In this work, the effect of samarium as a dopant on the photocatalytic and photoluminescent properties of zinc oxide obtained by hydrothermal (HM) synthesis and polymer precursors were investigated. ZnO:Smx microparticles (X = 0, 1, 2, 4 and 8 mol%) were obtained by microwave hydrothermal (HM) syntheses and polymer precursors. In the second step of the work the resin obtained by the synthesis of the polymeric precursors was used to produce thin films obtained by the spin coating method. The techniques of characterization, thermal analysis (TG / DSC), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), scanning electron microscopy with field emission (SEM-FEG), UV-Visible spectroscopy (UV-Vis), photoluminescence (FL) measurements and analysis of the specific surface area by the BET method were used in the characterization of the powders and films. By the analysis of X-ray diffraction (XRD), the samples obtained by microwave hydrothermal synthesis present a ZnO phase with hexagonal wurtzite structure with no secondary phase. Samples obtained by the synthesis of polymer precursors showed secondary phases with the presence of Sm2O3, when doped with 2 and 4 mol% Samarium. Scanning electron microscopy images of samples obtained by hydrothermal microwave synthesis show the morphology in the form of rods with hexagonal ends. The photocatalytic performance of the samples of the powders and thin films were tested using the methylene blue dye, and characterized by spectroscopy in the UV-vis region. Measurements of the methylene blue spectrum after the photodegradation tests showed better photocatalytic activity of the ZnO microparticles doped with 8 mol% Sm3+, with the highest rate of degradation of the dye in the time of 120 minutes. Samples were also reused in three cycles of photodegradation, samples with 2, 4 and 8 mol% Sm3+ showed photocatalytic efficiency even when reused after the photodegradation cycles.
metadata.dc.description.resumo: Neste trabalho, foram investigadas o efeito do samário como dopante nas propriedades fotocatalítica e fotoluminescente do óxido de zinco obtidas pelas sínteses hidrotermal por micro-ondas (HM) e precursores poliméricos. Essa pesquisa foi dividida em duas etapas, primeiro micropartículas de ZnO:Smx (X= 0, 1, 2, 4 e 8 mol%) foram obtidos pelas sínteses hidrotermal por micro-ondas (HM) e precursores poliméricos. Na segunda etapa do trabalho a resina obtida pela síntese dos precursores poliméricos foi utilizada para produzir filmes finos obtidos pelo método spin coating. As técnicas de caracterização, análises térmicas (TG / DSC), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (MEV-FEG), espectroscopia na região do UV-Visível (UV-Vis), medidas de fotoluminescência (FL) e análise da área superficial específica pelo método de BET foram utilizadas na caracterização dos pós e dos filmes. Pela análise de difração de raios X (DRX), as amostras obtidas pela síntese hidrotermal por micro-ondas apresenta fase de ZnO com estrutura tipo wurtzita hexagonal sem nenhuma fase secundária. As amostras obtidas pela síntese dos precursores poliméricos apresentaram fases secundárias com a presença do Sm2O3, quando dopadas com 2 e 4 mol% de Samário. As imagens por microscopia eletrônica de varredura das amostras obtidas pela síntese hidrotermal por micro-ondas mostram a morfologia em forma de bastões com as extremidades hexagonais. O desempenho fotocatalítico das amostras dos pós e filmes finos foram testados utilizando o corante azul de metileno, e caracterizado por espectroscopia na região do UV-vis. As medidas do espectro de azul de metileno após os testes de fotodegradação exibiu melhor atividade fotocatalítica das micropartículas de ZnO dopado com 8 mol% de Sm3+, sendo alcançada a maior taxa de degradação do corante no tempo de 120 minutos. As amostras foram também reutilizadas em três ciclos de fotodegradação, as amostras com 2, 4 e 8 mol% de Sm3+ apresentaram eficiência fotocatalítica mesmo quando reutilizado após os ciclos de fotodegradação.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/23500
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