Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/41854
Tipo do documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Título: Termometria óptica e conversão de energia em partículas de TiO2 dopadas com íons TR3+ obtidas pelo método sol-gel.
Título(s) alternativo(s): Optical thermometry and energy conversion in TiO2 particles doped with TR3+ ions obtained by the sol-gel method.
Autor(es): Carneiro, Jordy Angelo
Primeiro orientador: Ferrari, Jefferson Luis
Primeiro membro da banca: Lima, Renata Galvão de
Segundo membro da banca: Machado, Flavia Cavalieri
Resumo: Devido à busca por fontes alternativas de energia limpa, dentre elas, a energia fotovoltaica tem se destacado pela utilização da radiação solar como fonte de geração de energia elétrica. O dióxido de titânio, um semicondutor do tipo n, é amplamente estudado nesses sistemas. Para o desenvolvimento deste trabalho, o método sol-gel foi utilizado para obter materiais de TiO2 dopados com 3 mol% de Eu3+, 0,04 mol% de Tb3+ e (0-1,5) mol% de íons Yb3+. Por difração de raios X foi possível identificar picos referentes às fases anatase e rutilo dos materiais. Os tamanhos de cristalito para os materiais dopados foram entre 10 e 15 nm. A fase rutilo do TiO2 tem um band gap (BG) de 3,0 eV e uma fase anatase de 3,2 eV. Os BGs obtidos correspondem às fases TiO2 sem alterações significativas após dopagem com íons TR3+. Os valores de vida (ms) foram registrados sob excitação a 405 nm e emissão a 615nm decorrentes da transição 5D0 → 7F2 do íon Eu3+. As curvas obtidas com um perfil monoexponencial indicam que os íons Eu3+ estão no mesmo sítio de simetria dentro da rede hospedeira TiO2. Com a dopagem de 0,1% em mol de Yb3+ na matriz de TiO2 e tratamento térmico a 700 °C apresentou melhores resultados em tamanho de cristalito e luminescência, sendo, portanto, o material promissor para conversão de energia. O material TiO2: Eu3% Tb0,04% Yb0,5% apresentou características termométricas comparáveis a literatura, destaca-se a propriedade de luminescência reversível.
Abstract: Due to the search for alternative clean energy sources, among them, photovoltaic energy has stood out due to the use of solar radiation as a source for generating electricity. Titanium dioxide, an n-type semiconductor, is widely studied in these systems. For the development of this work, the sol-gel method was used to obtain TiO2 materials doped with 3% Eu3+, 0.04% Tb3+ and (0-1.5) % Yb3+ ions. By x-ray diffraction it was possible to identify peaks referring to the anatase and rutile phases of the materials. The crystallite sizes for the doped materials were between 10 and 15 nm. The rutile phase of TiO2 has a band gap (BG) of 3.0 eV and an anatase phase of 3.2 eV. The BGs obtained correspond to the TiO2 phases without significant changes after doping with RE3+ ions. The lifetime values (ms) were recorded under excitation at 405nm and emission at 615 nm arising from the 5D0 → 7F2 transition of the Eu3+ ion. The curves obtained with a monoexponentially profile indicate that the Eu3+ ions are in the same symmetry site within the TiO2 host lattice. With the doping of 0.1 mol% in mole of Yb3+ in the TiO2 matrix and heat treatment at 700°C it presented better results in crystallite size and luminescence, being, therefore, the promising material for energy conversion. The TiO2: Eu3% Tb0.04% Yb0.5% material presented thermometric characteristics comparable to the literature, highlighting the reversible luminescence property.
Palavras-chave: Terras raras
Termometria óptica
Conversão de energia
Anatase
Área(s) do CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA INORGANICA::FOTO-QUIMICA INORGANICA
Assunto: Química
Química Inorgânica
Células solares
Química do estado sólido
Energia - Transferência
Luminescência
Idioma: por
País: Brasil
Editora: Universidade Federal de Uberlândia
Programa: Programa de Pós-graduação em Química
Referência: CARNEIRO, Jordy Angelo. Termometria óptica e conversão de energia em partículas de TiO2 dopadas com íons TR3+ obtidas pelo método sol-gel. 2024. 73 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2024.516
Identificador do documento: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2024.516
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/41854
Data de defesa: 17-Jul-2024
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS): ODS::ODS 7. Energia limpa e acessível - Garantir acesso à energia barata, confiável, sustentável e renovável para todos.
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