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http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/15928
Tipo: | Dissertação |
Título: | Efeito da incorporação de íons de ferro nas propriedades estruturais, morfológicas, magnéticas e fotocatalíticas de nanocristais de óxido de zinco |
Autor(es): | Santos, Adenilson França dos |
Primeiro Orientador: | Silva, Anielle Christine Almeida |
metadata.dc.contributor.referee1: | Pereira, Maria Socorro Seixas |
metadata.dc.contributor.referee2: | Vermelho, Marcos Vinícius Dias |
metadata.dc.contributor.referee3: | Santos, Jeferson Marques |
Resumo: | Neste trabalho, foram sintetizados nanocristais de óxido de zinco (ZnO) puros e com diferentes concentrações de ferro (Fe) utilizando um método de síntese controlada para investigar a influência da incorporação/saturação dos íons de ferro nas propriedades estruturais, morfológicas, magnéticas e fotocatalíticas do ZnO. A caracterização estrutural foi realizada por difração de raios-X (DRX), revelando a formação de uma estrutura cristalina hexagonal wurtzita em todas as amostras, com alteração nos parâmetros de rede em função do aumento da concentração de ferro, confirmando a incorporação dos íons de Fe na rede do cristal de ZnO. Além disso, em concentrações iguais e acima de 1,0%, ocorreu a formação de nanocristais de óxido de ferro, formando um nanocompósito. A análise morfológica, realizada por microscopia eletrônica de varredura (MEV), confirmou a incorporação de ions de Ferro na estrutura do ZnO favorecendo o crescimento no comprimento dos bastões de ZnO. As propriedades magnéticas foram avaliadas por magnetometria de amostra vibrante (VSM), onde foi observada a transição de comportamento diamagnético, típico do ZnO puro, para um comportamento ferromagnético em amostras dopadas com ferro, especialmente em concentrações mais elevadas. Além disso, as propriedades fotocatalíticas dos nanocristais foram testadas na degradação de corantes orgânicos sob irradiação de luz ultravioleta (UV). Os resultados indicaram que nesta metodologia a dopagem com ferro piorou a eficiência fotocatalítica do ZnO. Este estudo evidencia a importância da investigação do efeito da concentração de ferro na modificação e aprimoramento das propriedades de nanocristais de ZnO, mostrando seu potencial para aplicações em dispositivos de spintrônica e magnéticos. Os resultados apresentados fornecem uma base sólida para futuras pesquisas sobre a otimização das propriedades funcionais de nanocristais de ZnO com ferro, demonstrando a faixa em que ocorre apenas dopagem e outra que favorece a formação do nanocompósito contendo oxido de ferro. |
Abstract: | In this work, pure zinc oxide (ZnO) nanocrystals and those with varying concentrations of iron (Fe) were synthesized using a controlled synthesis method to investigate the influence of iron ion ncorporation/saturation on the structural, morphological, magnetic, and photocatalytic properties of ZnO. Structural characterization was carried out using X-ray diffraction (XRD), revealing the formation of a hexagonal wurtzite crystal structure in all samples, with alterations in lattice parameters corresponding to increased iron concentrations, confirming the incorporation of Fe ions into the ZnO crystal lattice. Moreover, at concentrations above 1.0%, the formation of iron oxide nanocrystals was observed, resulting in the creation of a nanocomposite. Morphological analysis, performed using scanning electron microscopy (SEM), confirmed that the incorporation of iron ions into the ZnO structure promotes an increase in the length of ZnO rods. Magnetic properties were evaluated through vibrating sample magnetometry (VSM), where a transition from diamagnetic behavior, typical of pure ZnO, to ferromagnetic behavior was observed in iron-doped samples, especially at higher concentrations. Furthermore, the photocatalytic properties of the nanocrystals were tested in the degradation of organic dyes under ultraviolet (UV) light irradiation. The results indicated that, in this methodology, iron doping diminished the photocatalytic efficiency of ZnO. This study underscores the importance of investigating the effect of iron concentration for the modification and enhancement of ZnO nanocrystal properties, highlighting their potential for applications in spintronic and magnetic devices. The results presented provide a solid foundation for future research on the optimization of the functional properties of Fe-doped ZnO nanocrystals, demonstrating the concentration range in which only doping occurs and the range that favors the formation of a nanocomposite containing iron oxide. |
Palavras-chave: | Nanocristais3 ZnO Dopagem SMD Nanocompósito ZnO dopado com Fe/Fe2O Nanocrystals ZnO Doping DMS Nanocomposite Fe doped ZnO /Fe2O3 |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Alagoas |
Sigla da Instituição: | UFAL |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Física |
Citação: | SANTOS, Adenilson França dos. Efeito da incorporação de íons de ferro nas propriedades estruturais, morfológicas, magnéticas e fotocatalíticas de nanocristais de óxido de zinco. 2025. 63 f. Dissertação (Mestrado em Física) – Programa de Pós-Graduação em Física, Instituto de Física, Universidade Federal de Alagoas Maceió, 2024. |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/15928 |
Data do documento: | 10-set-2024 |
Aparece nas coleções: | Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IF |
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