dc.creator | Leitão, Lúcia Irala | |
dc.date.accessioned | 2023-07-04T13:05:37Z | |
dc.date.available | 2023-07-04T13:05:37Z | |
dc.date.issued | 2012-07-01 | |
dc.identifier.citation | LEITAO, Lúcia Irala. Síntese e caracterização de óxidos de vanádio (V2O5.n_H2O) dopados com átomos de cobalto. 2012. 72f. Dissertação (Mestrado) - Programa de Pós-graduação em Física. Instituto de Física e Matemática. Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2012. | pt_BR |
dc.identifier.uri | http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/9745 | |
dc.description.abstract | This work aimed to synthesize and characterize vanadium oxides gels (V2O5) doped with
cobalt (Co) ions. These materials comprise a special class of vanadium oxides, and has been studied
with emphasis on device engineering applications or as active element in industrial catalysis
process. The gels of vanadium oxide were synthesized by sol gel technique. In this route, the sol
(colloidal solution formed by the molecular precursors) evolve to a gel state throw hydrolysis and
condensation reactions of molecular precursors. The gels were produced from an aqueous solution
containing H2O2 and V2O5, at room temperature. The doping of the material occurred by the
addition of the CoSO4 salt to the solution. The gels were deposited by impregnation onto p-type
crystalline silicon oriented along [100] direction. The deposits formed on silicon were characterized
before and after annealing at 350 ° C by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive
spectroscopy (EDS), Raman spectroscopy and X-ray diffraction (XRD). The SEM analysis showed that the surface morphology of the deposits is dependent on the doping concentration. The surface of undoped gel was characterized in terms of interconnected chains of V2O5, while samples doped at higher concentrations present a surface formed by fibers, circular agglomerates and pores. The deposits present a relative stability during annealing. Significant changes in the surface morphology were observed only for sample doped with a higher Co concentration. The rate between the atomic concentration of vanadium and oxygen atoms as determined by the EDS analysis indicate that the oxide preset a stoichiometry close to the V2O5 oxide. Additionally, the presence of Co atoms in the deposits was confirmed. The Raman analysis points for a synthesized gel with local order characteristic of layered materials. For the present work, layers of V2O5. The layered structure lead to the intercalation of water molecules. The intercalation occurs during the synthesis. Our data demonstrated a inverse relation between the degree of hydration of the gels and the dopant concentration. The layered monoclinic structure of gels was determined by XRD measurements. The layers are formed by the (00l) atomic planes stacking along the crystallographic direction c. Was observed a dependence between the interplanar spacing of layers and dopant concentration, being smaller for higher concentration of Co. Both techniques XRD and Raman spectroscopy indicate that the annealing of samples lead to the structural transformation from monoclinic to orthorhombic one, characteristic of crystalline V2O5. However higher concentration of dopant lead to the reduction of long range order of oxide. | pt_BR |
dc.language | por | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal de Pelotas | pt_BR |
dc.rights | OpenAccess | pt_BR |
dc.subject | Física | pt_BR |
dc.subject | Óxidos de vanádio | pt_BR |
dc.subject | Processos industriais | pt_BR |
dc.subject | Catálise | pt_BR |
dc.title | Síntese e caracterização de óxidos de vanádio (V2O5.n_H2O) dopados com átomos de cobalto | pt_BR |
dc.type | masterThesis | pt_BR |
dc.description.resumo | Este trabalho teve como objetivos a sintetize e caracterização de géis de óxido de vanádio
(V2O5) dopados com átomos de cobalto (Co). Estes materiais compõem uma classe especial de
óxidos de vanádio, e têm sido estudados com ênfase a sua aplicação em diferentes campos do
conhecimento, seja para o desenvolvimento de dispositivos ou como elemento ativo em processos
industriais de catálise. Os géis de óxido de vanádio (V2O5) foram sintetizados pela técnica de sol gel. Nesta rota, o sol (solução aquosa formada por precursores moleculares de interesse) evolui por meio de reações de hidrólise e condensação para um estado conhecido como gel. Os géis foram produzidos a partir de soluções aquosas contendo V2O5 e H2O2, a temperatura ambiente. A dopagem do material
ocorreu através da adição do sal de CoSO4 a solução. Os géis sintetizados foram depositados por
impregnação sobre silício cristalino tipo p, orientado na direção [100]. Os depósitos formados
foram caracterizados antes e após recozimento a 350o C por microscopia eletrônica de varredura
(MEV), espectroscopia por dispersão em energia (EDS), espectroscopia Raman e difração de raios
X (XRD). As análises por MEV mostraram que a morfologia superficial dos depósitos é dependente da
concentração de dopantes. Cadeias de óxido de vanádio interconectadas caracterizaram a superfície
da amostra gel sem dopagem, enquanto que amostras dopadas nas maiores concentrações
apresentaram uma superfície dominada por fibras, poros e aglomerados circulares. Os depósitos se
mostraram relativamente estáveis frente recozimento. Apenas a amostra com maior concentração de
dopantes apresentou variações na morfologia superficial. A razão entre as concentrações atômicas de átomos de vanádio e oxigênio nos depósitos, determinadas por EDS, indica que o óxido formado possui a estequiometria do V2O5. Além disso, as análises confirmaram a presença de Co nos depósitos. As medidas de Raman indicaram que a ordem local dos géis sintetizados é característica de
um material formado por camadas, no caso deste trabalho camadas de V2O5. A estrutura em
camadas leva a intercalação de moléculas de H2O ao longo da estrutura. A intercalação ocorre
durante a síntese do material. Nossos dados demonstraram uma relação inversa entre o grau de
hidratação dos géis e a concentração de dopantes. A estrutura monoclínica em camadas dos géis de V2O5 foi determinada por XRD. As camadas são formadas por planos da família (001) empilhados ao longo da direção cristalográfica c. Foi observado que o espaçamento interplanar entre as camadas é dependente da concentração de dopantes, sendo menor quando o material foi dopado com a maior concentração de Co. Ambas as técnicas de Raman e XRD indicam que recozimentos a altas temperaturas levam a transformação da estrutura monoclina do gel em uma ortorrômbica, característica do V2O5 cristalino. Porém, as amostras dopadas com maiores concentrações de Co apresentaram uma redução sistemática na ordem de longo alcance. | pt_BR |
dc.publisher.department | Instituto de Física e Matemática | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Física | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFPel | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.contributor.advisor1 | Silva, Douglas Langie da | |