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https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16445
Tipo: | Dissertação |
Data do documento: | 21-Ago-2024 |
Autor(es): | SANTOS, Suzilene Vasconcelos dos |
Primeiro(a) Orientador(a): | PASCA, Gabriel Adolfo Cabrera |
Título: | Formação de heteroestruturas compostas por microtubos de Cu/Cu2O/CuO decorados com nanocristais de CoO |
Agência de fomento: | CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior |
Citar como: | SANTOS, Suzilene Vasconcelos dos. Formação de heteroestruturas compostas por microtubos de Cu/Cu2O/CuO decorados com nanocristais de CoO. Orientador: Gabriel Adolfo Cabrera Pasca. 2024. 72 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Campus Universitário de Ananindeua, Universidade Federal do Pará, Ananindeua, 2024. Disponível em: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16445. Acesso em:. |
Resumo: | Uma classe particularmente importante de materiais micro/nanoestruturados é a dos óxidos de metais de transição. Neste trabalho, utilizam-se os óxidos de cobre e cobalto para obtenção de micro/nanoestruturas. O óxido de cobre II (CuO) e o óxido de cobre I (Cu2O) são semicondutores do tipo p, amplamente estudados devido às suas características peculiares e potenciais aplicações tecnológicas. Especificamente, microfios de cobre (Cu) com aproximadamente 50 μm de diâmetro e 4 cm de comprimento, retirados de fones de ouvido de celular descartados, foram submetidos a tratamentos térmicos a 600ºC por diferentes parâmetros de síntese, a fim de se obter microtubos de CuO. Por outro lado, acetato de cobalto foi utilizado na síntese de nanopartículas através do método químico denominado decomposição térmica, que utiliza sais organometálicos em solventes orgânicos, sendo um método adequado para a síntese de nanoestruturas de CoO. O cobalto metálico e seus óxidos têm sido intensamente estudados devido a inúmeras aplicações potencializadas por suas propriedades. As nanopartículas de CoO apresentam instabilidade da estrutura Wurtzita hexagonal compacta (hcp - grupo espacial P63mc). Isso implica que, dependendo dos parâmetros de síntese, pode ocorrer a transformações de fases, isto é, de CoO-hcp para CoO-fcc (fase cúbica de face centrada - grupo espacial Fm3m), que é considerada a fase mais estável para o CoO. Contudo, a fim de se obter uma estrutura hierárquica de microtubos de CuO decorados com nanopartículas de CoO, o presente trabalho utiliza distintas metodologias de síntese para produção de uma estrutura micro-nano-hierárquica. Neste trabalho, utilizou-se a difração de raios-X para identificar as estruturas cristalinas presentes nos microtubos e nas nanopartículas, evidenciando a influência do parâmetro tempo na transição de fases de ambas as estruturas. A caracterização morfológica das amostras foi realizada utilizando microscopia eletrônica de varredura (para os microtubos) e microscopia eletrônica de transmissão (para as nanopartículas). Também foi empregada espectroscopia Raman para obter informações sobre a superfície das amostras. Com essas técnicas de caracterização, foi possível determinar a composição elementar e estrutural dos microtubos e das nanopartículas compostos por óxidos de cobre e cobalto, além de avaliar a influência do laser nas amostras de nanopartículas. Dessa forma, desenvolveu-se uma heteroestrutura de Cu/Cu2O/CuO com monocristais de CoO na superfície, que apresenta potenciais propriedades sensoriais." |
Abstract: | A particularly important class of micro/nanostructured materials is that of transition metal oxides. In this work, copper and cobalt oxides are used to obtain micro/nanostructures. Copper (II) oxide (CuO) and copper (I) oxide (Cu2O) are p-type semiconductors, widely studied due to their peculiar characteristics and potential technological applications. Specifically, copper (Cu) microwires with approximately 50 μm in diameter and 4 cm in length, extracted from discarded cellphone earphones, were subjected to thermal treatments at 600°C with different synthesis parameters to obtain CuO microtubes. On the other hand, cobalt acetate was used in the synthesis of nanoparticles through the chemical method called thermal decomposition, which uses organometallic salts in organic solvents, being a suitable method for the synthesis of CoO nanostructures. Metallic cobalt and its oxides have been intensively studied due to numerous applications enhanced by their properties. CoO nanoparticles exhibit instability in the hexagonal close-packed Wurtzite structure (hcp - space group P63mc). This implies that, depending on the synthesis parameters, phase transition can occur, that is, from CoO-hcp to CoO-fcc (face-centered cubic phase - space group Fm3m), which is considered the most stable phase for CoO. However, in order to obtain a hierarchical structure of CuO microtubes decorated with CoO nanoparticles, this work uses different synthesis methodologies to produce a micro-nano-hierarchical structure. In this study, X-ray diffraction was used to identify the crystalline structures present in the microwires and nanoparticles, highlighting the influence of the time parameter on the phase transition of both structures. The morphological characterization of the samples was performed using scanning electron microscopy (for the microwires) and transmission electron microscopy (for the nanoparticles). Raman spectroscopy was also employed to obtain information about the sample surfaces. With these characterization techniques, it was possible to determine the elemental and structural composition of the microtubes and nanoparticles composed of copper and cobalt oxides, as well as to evaluate the influence of the laser on the nanoparticle samples. Thus, a Cu/Cu2O/CuO heterostructure with CoO monocrystals on the surface was developed, presenting potential sensory properties. |
Palavras-chave: | Metais de transição Micro Nanoestruturas Heteroestruturas Transition metals Nanostructures Heterostructures |
Área de Concentração: | CARACTERIZAÇÃO, DESENVOLVIMENTO E APLICAÇÃO DE MATERIAIS |
Linha de Pesquisa: | MATERIAIS NANOESTRUTURADOS |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal do Pará |
Sigla da Instituição: | UFPA |
Instituto: | Campus Universitário de Ananindeua |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil |
Fonte: | Disponível na internet via correio eletrônico: bbca@ufpa.br |
Aparece nas coleções: | Dissertações em Ciência e Engenharia de Materiais (Mestrado) - PPGCEM/Ananindeua |
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Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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