Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27528| Título: | Estudo fotocatalítico de filmes de nanocristais de TiO2 incorporados com nanobastões de ouro |
| Título(s) alternativo(s): | Photocatalytic study of TiO2 nanocrystal films incorporated with gold nanorods |
| Autor(es): | Santos, Roberta Caroline dos |
| Orientador(es): | Lourenço, Sidney Alves |
| Palavras-chave: | Materiais nanoestruturados Catálise heterogênea Dióxido de titânio Ouro Nanostructured materials Heterogeneous catalyses Titanium dioxide Gold |
| Data do documento: | 7-Dez-2021 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Londrina |
| Citação: | SANTOS, Roberta Caroline dos. Estudo fotocatalítico de filmes de nanocristais de TiO2 incorporados com nanobastões de ouro. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2021. |
| Resumo: | O avanço tecnológico demanda cada vez mais o desenvolvimento de materiais com propriedades químicas e físicas únicas e diferenciadas. Tais propriedades podem ser obtidas pela elaboração de um sistema nanoparticulado de dióxido de titânio (TiO2) incorporado com nanobastões de ouro (AuNR’s). O primeiro sendo um semicondutor altamente implementado na área de fotocatálise devido ao seu baixo custo, e o segundo, um metal nobre utilizado em baixas concentrações para a incorporação do efeito de ressonância plasmônica no sistema energético acionado via luz ultravioleta/visível. Neste sentido, o presente estudo teve por objetivo sintetizar, caracterizar e analisar o efeito fotocatalítico destas nanopartículas, quando expostas a um meio reacional contendo moléculas orgânicas do grupo Rodamina. Esse sistema mostrou melhores desempenhos fotocatalíticos na degradação do corante, com eficiência de até 97,8% em 90 minutos, quando utilizada uma morfologia do AuNR’s com a razão de aspecto (AR) maior, apresentando uma forte dependência dos AuNR’s carregados. A amostra incorporada com nanopartículas de baixa razão de aspecto, tendendo a uma morfologia esférica, não modificou sua intensidade de absorção durante o tempo proposto apresentando uma eficiência de 2,67%, havendo apenas pequenos deslocamentos de picos durante o processo. Isso pode estar associado ao fato de que esse nanomaterial apresenta baixo comprimento longitudinal, e com isso ocorrem menores oscilações de plasmon na superfície do ouro. As maiores eficiências de degradação foram apresentadas nos nanobastões de ouro com maiores razões de aspectos, a 90 minutos de irradiação, tempo final de análise. Como comparativo, os resultados de eficiência encontrados foram crescentes de TiO2 / 55 μL AuNR’s < (TiO2) Isolado < TiO2 / 125 μL AuNR’s < TiO2 / 160 <AuNR’s. As amostras com nanobastões de ouro de largo comprimento longitudinal desempenharam eficiência superior à de sistemas utilizando apenas TiO2, com o diferencial de estar ocorrendo sobre a incidência de comprimentos de ondas maiores (no espectro visível). Este resultado mostra que uma mistura das duas estruturas de Au/TiO2 podem otimizar significativamente as propriedades fotocatalíticas das nanopartículas, e consequentemente, possibilita com que esse efeito ocorra sobre incidência da luz solar. |
| Abstract: | Technological advances increasingly demand the development of materials with unique and differentiated chemical and physical properties. Such properties can be obtained by the elaboration of a titanium dioxide (TiO2) nanoparticulate system incorporated with gold nanorods (AuNR's). The first being a highly implemented semiconductor in the field of photocatalysis due to its low cost, and the second, a noble metal used in low concentrations to incorporate the plasmonic resonance effect in the energy system activated via ultraviolet/visible light. In this sense, the present study aimed to synthesize, characterize and analyze the photocatalytic effect of these nanoparticles, when exposed to a reaction medium containing organic molecules of the Rhodamine group. This system showed better photocatalytic performance in dye degradation, with efficiency of up to 97.8% in 90 minutes, when using a higher aspect ratio (AR) AuNR's morphology, showing a strong dependence on the charged AuNR's. The sample incorporated with low aspect ratio nanoparticles, tending to a spherical morphology, did not change its absorption intensity during the proposed time, presenting an efficiency of 2.67%, with only small peak displacements during the process. This may be associated with the fact that this nanomaterial has a short longitudinal length, and with this there are smaller plasmon oscillations on the surface of the gold. The highest degradation efficiencies were presented in the gold nanorods with the highest aspect ratios, at 90 minutes of irradiation, final analysis time. As a comparison, the efficiency results found were increasing TiO2 / 55 μL AuNR's < (TiO2) Isolated < TiO2 / 125 μL AuNR's < TiO2 / 160 <AuNR's. Samples with long longitudinal length gold nanorods performed better than systems using only TiO2, with the difference that they are occurring on the incidence of longer wavelengths (in the visible spectrum). This result shows that a mixture of the two Au/ TiO2 structures can significantly optimize the photocatalytic properties of nanoparticles, and consequently, allow this effect to occur under sunlight. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27528 |
| Aparece nas coleções: | LD - Engenharia de Materiais |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| fotocataliticonanocristaisnanobastoes.pdf | 2,41 MB | Adobe PDF |  Visualizar/Abrir |
Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons
