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Produção de nanotubos de TiO2 visando sua aplicação em células solares.; Production of nanotubes for their application in solar cells.
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#Células solares#Dispositivos foto-voltáicos#Nanotubes#Nanotubos de TiO2#Solar cells#TiO2
Nesse trabalho foram obtidos nanotubos de TiO2 pelo processo de anodização do titânio em soluções fluoradas visando sua aplicação em células solares, pois estes apresentam melhores propriedades que o TiO2 em forma de filme fino ou de nanopartículas, devido a sua maior área superficial e melhores propriedades de transporte de carga. Os processos de anodização foram realizados em lâminas de titânio com soluções de HF e NH4F e diferentes tensões e tempos de anodização, pois a tensão elétrica aplicada no processo pode ser utilizada para controlar o diâmetro, espessura e comprimento dos nanotubos. As amostras obtidas com as soluções de NH4F foram as que apresentaram os melhores resultados, com tubos de paredes mais lisas, comprimentos maiores e forma mais definida, pois as soluções de NH4F apresentam menor taxa de corrosão que as soluções de HF. Portanto, nesse trabalho as soluções de NH4F também foram utilizadas para crescer nanotubos sobre substratos de vidro, onde foi possível obter matrizes de nanotubos altamente ordenadas, e formar matrizes de nanotubos com padrões geométricos, para aplicação em células solares, sensores integráveis e cristais fotônicos. Porém nesse trabalho, os nanotubos foram utilizados somente para fabricar as células solares sensibilizadas por corante. Foram produzidas células solares utilizando lâminas de vidro cobertas por ITO e FTO...
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#Fotocatálise#Dióxido de titânio#Nanotecnologia
Nanotubos de TiO2 têm sido amplamente empregados em fotocatálise, pois a sua alta área superficial trouxe benefícios, dentre eles as facilidades de reação/interação as quais ocorrem principalmente na superfície do catalisador e dependem fortemente da medida de área superficial do material. Os nanotubos de titânio foram sintetizados hidrotermicamente à temperatura de 140 °C em autoclaves de aço inoxidável revestidas com politetrafluoretileno e caracterizados por meio de difração de raios X, medida de área superficial e volume de poros, microscopia eletrônica de transmissão e análise térmica. A determinação da energia do "band gap" foi realizada por espectroscopia molecular de refletância difusa. Foi estudado o efeito dos tratamentos pós síntese (pH da lavagem e temperatura de calcinação) na morfologia dos catalisadores, na energia do "band gap" e na sua atividade fotocatalítica. Para avaliação da atividade fotocatalítica dos nanotubos de TiO2 foi empregada a reação de decomposição do corante rodamina B em solução aquosa. Os resultados mostraram que quanto mais ácido o pH de lavagem e quanto mais alta a temperatura de calcinação menores foram os valores da energia de "band gap" e consequentemente maior a atividade catalítica.; TiO2 nanotubes have been widely used in photocatalysis once their high surface area had brought benefits...
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#Ligas de titanio#Nanotubos
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq); Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG; Biomateriais metálicos são usados para reforçar a estrutura ou restaurar a função de tecidos duros, sendo aplicados como junções e ossos artificiais, placas de síntese, aparelhos ortodônticos, parafusos e implantes dentários. Estudos recentes mostraram que as células do corpo humano interagem com superfícies nanoestruturadas tais como superfícies nanorugosas, tendo nanopartículas ou óxidos metálicos nanoestruturados baseados no processo eletroquímico de auto-organização. A proposta deste estudo foi a modificação de superfície da liga Ti-7,5Mo a partir do crescimento de nanotubos de TiO2. Dentro desse contexto, em uma etapa inicial avaliou-se o efeito da tensão de anodização (20V e 30V) no diâmetro dos nanotubos e o tempo de anodização (24h e 48h) para calcinação a 450 °C. A superfície das amostras foi caracterizada por microscopia eletrônica de varredura, microscopia de força atômica, difração de raios X, espectroscopia fotoeletrônica de raio X e ângulo de contato. Nas amostras anodizadas, observou-se a formação de nanotubos de TiO2 regulares e com diâmetro médio de 80 nm a 100 nm para a tensão 20V e de 100 nm a 120 nm para 30V. Para a temperatura de calcinação empregada (450 ºC)...
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#Nanotubos#Dióxido de titânio#Nanoestruturas#Sintese organica#Nanotubes
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES); Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais - FC; Titanium dioxide (TiO2) has been suggested as a promising material in several applications, especially those solar energy conversion, environmental applications, as photocatalysts, besides being used as biomaterial, mainly because it is a low-cost oxide, chemically stable and by present antibacterial properties. TiO2 nanostructures comes further increasing its field of application, especially when the size of the particles are smaller than 50 nm. The unique photoactivity of TiO2 nanoparticles and their superior mechanical properties when compared to its shape in bulk, makes it ideal as an additive to improve the performance of polymeric materials. In this work, TiO2 nanotubes and nanotubes of TiO2 with different cerium concentrations were obtained by alkaline synthesis followed by successive washes in acide and water, with different final pH values of the solution. The nanotubes obtained were morphologically and structurally characterized and then used as additives in a photopolymerized composite resin, at concentrations of 0.1, 0.3 and 0.6% by weight in order to improve the mechanical properties of hardness and elastic modulus of thet resin and increase the degree of conversion and thereby obtain an improved composite for dental applications. The results show that the show that the synthesized nanotubes...
Efeito do Nb e do Sn na transição anatase-rutilo em nanotubos de TiO2 em ligas de Ti biocompatíveis; : Effect of Nb and Sn on anatase-rutile transition in TiO2 nanotubes on biocompatible Ti alloys
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#Ligas de titânio#Titanio - Biocompatibilidade#Transformações de fase (Física estatística)#Metais - Tratamento térmico#Nanotecnologia#Titanium alloys#Titanium#Phase transformations (Statistical physics)#Heat treatment of metals#Nanotechnology
Ligas de Ti do tipo β contendo elementos biocompatíveis são potencialmente interessantes em aplicações ortopédicas e odontológicas. Enquanto as propriedades mecânicas dessas ligas podem ser controladas por meio de tratamentos térmicos, suas propriedades de superfície podem ser otimizadas por meio da formação de camada de nanotubos de TiO2 usando processos de anodização. Neste trabalho, amostras de Ti CP e das ligas Ti-35Nb e Ti-35Nb-4Sn, obtidas por fusão a arco voltaico em atmosfera inerte, foram anodizadas sob potencial constante de 20V durante 1 hora, usando uma solução aquosa de HF, a fim de obter uma camada de nanotubos de TiO2 amorfa. Tais camadas amorfas foram tratadas termicamente visando promover transformações de fase amorfo-anatase e anatase-rutilo. As amostras foram caracterizadas por meio de microscopia eletrônica de varredura. Os resultados obtidos indicam que camadas amorfas de nanotubos de TiO2 com espessura superior a 800 nm foram produzidas. Tratamentos térmicos combinados com ensaios de difração de raios-X permitiram identificar a formação de anatase em 225ºC em Ti CP, em 295ºC na liga Ti-35Nb e em 392ºC na liga Ti-35Nb-4Sn. A estrutura cristalina do rutilo foi observada no Ti CP em 398ºC e em 557ºC na liga Ti-35Nb. A formação de cristais de rutilo sobre a liga Ti-35Nb-4Sn ocorreu em 605ºC. Observou-se que o Nb combinado com Sn tem forte efeito estabilizador da fase anatase. Medidas de molhabilidade indicam que a fase anatase apresenta valores elevados de ângulo de contato...
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Costa, Leonardo Lopes da
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#Corantes#Nanociência#Química inorgânica
Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, 2009.; Nanotubos de TiO2 foram sintetizados em um sistema hidrotérmico. Os nanomateriais foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de espalhamento Raman (FT-Raman), espectroscopia na região do infravermelho, densidade de carga superficial, e área superficial. Estes nanocatalisadores foram aplicados na fotocatálise heterogênea dos corantes índigo de carmina, verde malaquita, azul de metileno, rodamina B e vermelho congo. A capacidade de fotodegradação dos nanotubos de TiO2 foi comparada com a atividade fotocatalítica do TiO2 anatase. Os corantes foram degradados em tempos que variaram de 60 a 145 min de reação catalisada por nanotubos de TiO2 e TiO2 anatase. Nanotubos de TiO2 apresentaram alta atividade de fotodegradação em pH 2 e o TiO2 anatase em pH 4. Nanotubos de TiO2 foram facilmente reciclados, todavia o reuso do TiO2 anatase não foi efetivo. Os nanotubos mantém 90% da atividade após 10 ciclos catalíticos enquanto a atividade do TiO2 anatase apresentou somente 10% da atividade após 10 ciclos catalíticos. _________________________________________________________________________________________ ABSTRACT; TiO2 nanotubes have been synthesized in a hydrothermal system. Nanomaterials were characterized by scanning electronic microscopy (SEM)...
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Desenvolvimento e caracterização de nanotubos de TiO2 em implantes de titânio
Bessauer, Luciano Herbstrith
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#ENGENHARIA DE MATERIAIS#TITÂNIO#ANODIZAÇÃO#OSSEOINTEGRAÇÃO (MEDICINA)#MATERIAIS BIOCOMPATÍVEIS
O comportamento passivante da camada formada de óxido de titânio é uma característica relevante para a aplicação biomédica. As interações com o meio biológico após a implantação de uma prótese estão diretamente ligadas, entre outros fatores, com as propriedades físico-químicas da superfície do material implantado. As superfícies de titânio que são tratadas química ou eletroquimicamente tendem a desenvolver camadas específicas com composição química e porosidade que promovem a osseointegração. O objetivo deste trabalho é estudar o processo de anodização para desenvolver o crescimento de nanotubos de TiO2 em substrato de titânio comercialmente puro. Foram utilizadas soluções eletrolíticas de 1M H3PO4 e 0,2 % de HF variando a tensão aplicada e alterando o distanciamento entre os eletrodos. Após o processo anódico as espécimes foram tratadas termicamente nas temperaturas de 500, 600, 700, 800 e 900°C. Os film es formados e tratados termicamente foram analisados por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia por energia dispersiva (EDS) e difratometria de raios X (DRX). Os resultados indicaram a formação de nanotubos nos filmes de óxidos de titânio tratados anodicamente em toda extensão da superfície...