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Dissertação

{pt_PT=Morphology control of zinc oxide nanoparticles} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=O óxido de zinco é um óxido metálico semicondutor que tem despertado um interesse crescente em diversas áreas da ciência, devido às suas propriedades únicas. O principal objetivo deste trabalho foi compreender o mecanismo de crescimento de nanopartículas de óxido de zinco pelo método sol-gel e como os parâmetros de síntese (pH, concentração do precursor, solvente, tempo de reação e temperatura) afetam a sua estrutura final, nomeadamente a morfologia e tamanho. Os resultados mostraram que a formação de ZnO é favorecida por uma maior concentração de OH- e que o tamanho das nanopartículas diminui com o aumento do pH, em meio básico. O diâmetro das nanopartículas também aumentou com a diminuição da concentração do precursor e foi maior quando o solvente utilizado foi água, comparando com metanol. Os tempos de reação analisados não alteraram as nanopartículas, e as experiências de temperatura foram inconclusivas. Em todos as experiências, as nanopartículas são esféricas, com tamanhos compreendidos entre 5 e 13 nm. Um segundo objetivo desta tese foi desenvolver nanopartículas mesoporosas de óxido de zinco por sol-gel. Atualmente existem poucas abordagens para sintetizar estas partículas e as existentes ainda não permitem a obtenção de sínteses escaláveis e versáteis, com morfologias bem definidas e tamanhos de partícula e poros controláveis. Para testar a possibilidade de produzir nanopartículas mesoporosas de óxido de zinco, foram realizadas duas sínteses sol-gel, originando uma delas nanopartículas mesoporosas com cerca de 107nm. Este método surge como uma base promissora para um futuro desenvolvimento de nanopartículas mesoporosas de óxido de zinco., en=Zinc oxide is a metal oxide semiconductor that has aroused increasing interest in various fields of science due to its unique properties. The main objective of this work was to understand the growth mechanism of zinc oxide nanoparticles by the sol-gel method and how the synthesis parameters (pH, precursor concentration, solvent, reaction time and temperature) affect their final structure, namely their morphology and size. The results showed that the formation of ZnO is favoured due to the higher concentration of OH- and the nanoparticles size decreased with increasing pH value, in basic medium. The nanoparticles diameter also increased with decreasing precursor concentration and they were larger when the solvent used was water, compared to methanol. The reaction times analysed did not change the nanoparticles, and the temperature experiments were inconclusive, there was no clear morphological change with the temperature variation. In all experiments, the nanoparticles are spherical and most particle sizes are between 5 and 13 nm. A second objective of this thesis was to develop mesoporous zinc oxide nanoparticles by the sol-gel method. Currently there are very few approaches to try to synthesize these particles and the existing ones still do not allow obtaining scalable and versatile syntheses, with well-defined morphologies, and controllable pore and particle sizes. To test the possibility of producing mesoporous zinc oxide nanoparticles, two sol-gel syntheses were performed, with one yielding mesoporous nanoparticles of about 107 nm. This method appears as a promising basis for a future development and optimization of mesoporous zinc oxide nanoparticles.}
Keywords: {pt=Óxido de Zinco, Nanopartículas, Mesoporoso, Síntese, en=Zinc Oxide, Nanoparticles, Mesoporous, Sol-gel synthesis}

Discussão: novembro 29, 2022, 14:0