Síntese, caracterização e aplicação de filmes a base de óxido de zinco

Abstract

O óxido de zinco é material de baixo custo, estável e de baixa toxidade. Suas propriedades potencializam a aplicação como dispositivos ópticoelêtronicos, sensores químicos e biosensores e em catálise entre outras. Neste trabalho foram preparadas suspensões coloidais, filmes finos e pós nanoparticulados a base de ZnO pelo processo sol-gel, a partir de acetato de zinco. Os filmes foram preparados pela imersão de substrato de vidro na suspensão coloidal de ZnO, utilizando-se a técnica de dip-coating, com posterior tratamento térmico a 500 ºC. A suspensão coloidal foi transformada em pó, que também passou por tratamento térmico a 500 ºC, visando a caracterização complementar das propriedades estruturais dos filmes. Caracterizou-se a suspensão coloidal, os pós e os filmes por medidas de absorbância no UV-Vis, DRX, TG, Isotermas de Adsorção, medidas de espessura, espectroscopia RAMAN, MEV-EDS, AFM e testes de molhabilidade da superfícies dos filmes. Por fim a atividade fotocatalítica dos filmes foi avaliada. Os resultados revelaram que tanto os pós como os filmes são constituídos por nanopartículas de ZnO, sendo que os filmes apresentam uma superfície rugosa e bastante irregular, o que lhe confere elevada molhabilidade, e propriedades hidrofílicas. Além disto, os filmes se mostraram eficientes como fotocatalisadores, sendo que esta eficiência aumenta com o aumento da espessura dos filmes

The zinc oxide is a low cost and stable material that presents low toxicicity. These properties allow its application as optoelectronic devices, chemical and biosensors, and in catalysis among others. In this study colloidal suspensions, thin films and nanoparticulated powders based on ZnO we prepared by the sol-gel from zinc acetate. The films were prepared by immersion of a glass substrate in the ZnO colloidal suspension, using the dip-coating technique and subsequent heat treatment at 500 ºC. The colloidal suspension was powdered and submitted to thermal treatment at 500 ºC, in order to obtain additional characterization the films. The colloidal suspension, powders and films were characterized by UVVis absorbance, XRD, TG, adsorption isotherms and thickness measurements, Raman spectroscopy, SEM-EDS, AFM and wetability of the films surface. Finally, the films photocatalytic activity was tested. Results have shown that both the powders and the films are constituted by ZnO nanoparticles; films present a rough and irregular surface, favoring its wetability and consequently hydrophilic properties. Moreover, the films area bel to act as photocatalysts, chich efficiency increases as the films thickness increases