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https://repositorio.ifg.edu.br/handle/prefix/1637| Tipo: | Trabalho de Conclusão de Curso |
| Título: | Síntese e caracterização de compostos binários no sistema TiO2:Nb2O5 |
| Título(s) alternativo(s): | Synthesis and characterization of binary compounds in the TiO2:Nb2O5 system. |
| Autor(es): | Silva, Gustavo Henrique |
| Primeiro Orientador: | Ferreira, Katiúscia Daiane |
| metadata.dc.contributor.referee1: | Aud, Bárbara Nascimento |
| metadata.dc.contributor.referee2: | Silva, Tatiana Aparecida Rosa da |
| metadata.dc.contributor.referee3: | Ferreira, Katiúscia Daiane |
| Resumo: | A ciência dos materiais é um ramo da Química responsável por sintetizar, desenvolver e caracterizar materiais com propriedades químicas, elétricas, óticas, térmicas, mecânicas e microestruturais a fim de propiciar as mais variadas aplicações tecnológicas. Dentro dessa área, uma classe de compostos muito interessante é a dos óxidos. A partir deles, materiais podem ser sintetizados, pela composição binária ou ternaria, com novas propriedades e/ou aprimoramento das já existentes. Neste trabalho foram estudados compostos usando Óxido de Nióbio V e o Óxido de Titânio IV. Foram obtidas amostras de compostos binários no sistema TiO2:Nb2O5, com as seguintes estequiometrias: 1TiO2:1Nb2O5 (TiNb2O7), 2TiO2:5Nb2O5 (Ti2Nb10O29) e 1TiO2:12Nb2O5 (TiNb24O62), utilizando a técnica de síntese por reação no estado sólido. Todas as amostras sintetizadas foram analisadas por difração de raios X para determinação da estrutura cristalina. Somente as amostras de relação estequiométrica 2TiO2:5Nb2O5 e 1TiO2:12Nb2O5 apresentaram-se monofásicas de composições Ti2Nb10O29 e TiNb24O62, respectivamente. Ambas foram identificadas com fase ortorrômbica com parâmetros de rede igual a a= 28.310 Å, b = 3.777 Å, e c = 20.345 Å para o Ti2Nb10O29 e a = 29.780 Å, b = 3.821 Å e c = 21.120 Å para o TiNb24O62. Essas amostras foram analisadas pelas técnicas TGA/DSC que mostraram um evento térmico comum às composições, uma transição exotérmica que se inicia por volta de 500 °C sem variação de massa, que possivelmente está associada a uma conformação da estrutura cristalina para uma posição de equilíbrio dos íons ou mesmo uma finalização de reação. Um segundo evento térmico, com processo exotérmico e ganho de massa, que ocorre somente na amostra Ti2Nb10O29, pode estar relacionado a oxidação dos íons Ti+4 e assimilação de oxigênio pela estrutura. As medidas de espectroscopia UV/Vis/NIR de refletância difusa determinaram band gap de 3,31 e 3,03eV para as composições Ti2Nb10O29 e TiNb24O62, respectivamente. Esses valores são interessantes para aplicações em fotocatálise, especialmente a segunda amostra, que possui um band gap menor, que pode otimizar o aproveitamento da luz visível do espectro solar. |
| Abstract: | Materials science is an area of Chemistry responsible for synthesizing, developing and characterizing materials with chemical, electrical, optical, thermal, mechanical, and microstructural properties to provide the most varied technological applications. Within this area, one of the most interesting compounds is oxides, and the synthesis of binary or ternary compounds from them, can generate new properties or improve those already existing in isolated compounds. In this work, compounds were studied using Niobium Oxide V and Titanium Oxide IV. Samples of binary compounds in the TiO2:Nb2O5 system were obtained, with the following stoichiometries: 1TiO2:1Nb2O5 (TiNb2O7), 2TiO2:5Nb2O5 (Ti2Nb10O29) and 1TiO2:12Nb2O5 (TiNb24O62), using the synthesis technique by the solid-state reaction. All synthesized samples were analyzed by X-ray diffraction to determine the crystalline structure. Only samples of stoichiometric ratio 2TiO2:5Nb2O5 and 1TiO2:12Nb2O5 presented single-phase samples of Ti2Nb10O29 and TiNb24O62 compositions respectively. Both samples were identified with orthorhombic phase with lattice parameters equal to a= 28,310 Å, b = 3,777 Å, and c = 20,345 Å for Ti2Nb10O2 and a = 29,780 Å, b = 3,821 Å and c = 21,120 Å for TiNb24O62. These samples were analyzed by the TG/DSC technique, which showed a thermal event common to the compositions. An exothermic transition that starts around 500°C without mass change, is possibly associated with a confirmation of the crystalline structure to a position of equilibrium of the ions or even completion of the reaction. A second thermal event, with an exothermic process and mass gain, which only occurs in the Ti2Nb10O2 sample, may be related to the oxidation of Ti ions and oxygen assimilation by the structure. The diffuse reflectance UV/Vis spectroscopy measurements determined a band gap of 3.31 and 3.03eV for the Ti2Nb10O29 and TiNb24O62 compositions, respectively. These values are interesting for photocatalysis applications, especially the second sample with a smaller band gap, which can optimize the utilization of visible light from the solar spectrum. |
| Palavras-chave: | Síntese. Synthesis. Caracterização. Characterization, Difração de raio X. X-ray diffraction. TiO2. Nb2O5. |
| CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA INORGANICA |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Editor: | Insitituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás |
| Sigla da Instituição: | IFG |
| metadata.dc.publisher.department: | Câmpus Itumbiara |
| Citação: | Silva, Gustavo Henrique. Síntese e caracterização de compostos binários no sistema TiO2:Nb2O5. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Licenciatura em Química) – Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás - IFG, Itumbiara, 49 p. 2023. |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| URI: | http://repositorio.ifg.edu.br:8080/handle/prefix/1637 |
| Data do documento: | 28-Jun-2023 |
| Aparece nas coleções: | Licenciatura em Química |
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| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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| tcc_Gustavo Henrique Silva.pdf | TCC Licenciatura em Química - Câmpus Itumbiara 2023 – Gustavo Henrique Silva - Síntese e caracterização de compostos binários no sistema TiO2:Nb2O5. | 1,59 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
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