Nanopartículas de dióxido de titânio: síntese hidrotermal via micro-ondas, caracterização e preparo de filmes ultrafinos de Langmuir- Blodgett

Abstract

O presente trabalho tem como objeto sintetizar e caracterizar nanopartículas de dióxido de titânio (TiO2), visando a preparação de filmes ultrafinos de Langmuir-Blodgett (LB) e a avaliação da fotodegradação heterogênea do corante orgânico Rodamina B. O dióxido de titânio foi sintetizado pelo método hidrotermal assistido por micro-ondas. As sínteses foram preparadas utilizando soluções com diferentes concentrações do precursor isopropóxido de titânio (TIP) e do catalisador hidróxido de tetrametilamônio (TMAH). Essas soluções foram trabalhadas em duas rotas sintéticas, na primeira rota utilizou uma temperatura de síntese de 90 °C por 144 min. A segunda rota consistiu na aplicação de duas temperaturas de síntese, iniciando com 90 °C por 144 min e finalizando com 160 °C por 120 min. Os materiais sintetizados em ambas as rotas, foram caracterizados por microscopia eletrônica de transmissão (MET), difratometria de raios-x (DRX), espalhamento dinâmico de luz (DLS) e análise superficial de BET. A análise de MET apresentou amostras com diferentes tamanhos médios (6-96nm) e morfologias (nanocúbicas, retangulares, triangulares, bastonetes e esferas). Já os difratogramas de DRX comprovam o polimorfo anatase como fase predominante. O filme LB e as atividades superficiais das nanopartículas de TiO2 na interface líquido-ar foram avaliadas em experimentos de isoterma (pressão x área superficial) em uma cuba de Langmuir. As propriedades da monocamada formada foram avaliadas por meio de experimentos de potencial superficial e microscopia de ângulo de Brewster (BAM). Os Filmes ultrafinos do nanomaterial foram depositados sobre a superfície de um substrato condutor pela técnica de Langmuir-Blodgett (LB), apresentando uma boa taxa de transferência (TR) da monocamada para o substrato (FTO). Com a execução do presente projeto, pode-se obter fotoanodos ultrafinos e mais leves de nanopartículas de TiO2, que podem ser utilizados para a fabricação de vários dispositivos, como os fotovoltaicos.