Filmes de diamante ultrananocristalinos dopados com boro aplicados na eletrooxidação de fenol

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: Marta dos Santos
• Orientador(a): Adriana Faria Azevedo
• Banca de defesa: Maurício Ribeiro Baldan, Leide Lili Gonçalves da Silva Kostov
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores
• País: BR
• Resumo em Inglês: This dissertation presents the results of the influence of the preparation of p-type silicon substrate in the nucleation and growth of boron doped diamond films. These films were grown by the Hot Filament Chemical Vapor Deposition technique for 6h and then its morphology, structure, and electrochemical behaviors were characterized by specific techniques. The results showed that the films are boron doped ultrananocristaline diamond films (BDUND). After the definition of the best condition of substrate preparation (cleaning solution "BOE" and seeding with diamond particles 4 nm in KCl without agitation), two lots were grown with different boron doping for 16h (2.000 e 20.000 ppm B/C in methanol). The DUNDB films were, characterized by scanning electron microscopy, optical perfilometry, Raman scattering spectroscopy, X-ray diffraction and their electrochemical behaviour were evaluated by Mott Schottky Plot and cyclic voltammetry. Finally, these BDUND electrodes were applied in the process of electrochemical degradation of phenol to study the degradation mechanism, and their intermediates compounds, obtained from the degradation of phenol, were monitored by ion chromatography and measured by Total Organic Carbon. The results indicated that the mechanism of degradation occurs primarily through the formation of intermediates catechol and hydroquinone. And then, these intermediates are conveted to p- benzoquinone that degrades to carbon dioxide and water.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2013/10.16.18.29

Esta dissertação apresenta os resultados do estudo da influência do preparo da superfície do substrato de silício (tipo p) na nucleação e no crescimento de filmes de diamante dopados com boro. Estes filmes foram crescidos pela técnica de deposição química na fase vapor por 6h e em seguida sua morfologia, estrutura e comportamento eletroquímico foram caracterizados por técnicas específicas. Os resultados mostraram que estes filmes são formados de grãos de diamante ultrananocristalinos (DUNDB). Após a definição da melhor preparação do substrato (limpeza com solução \emph{"Buffered Oxide Etchants} - BOE" e semeadura com partículas de diamante 4 nm em KCl sem agitação), foram crescidos dois lotes com diferentes dopagens de boro por 16h (2000 e 20000 ppm B/C em metanol). Estes filmes de DUNDB foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, perfilometria óptica, espectroscopia de espalhamento Raman, difração de Raio-X e tiveram seu comportamento eletroquímico avaliado por Mott Schottky Plot e voltametria cíclica. Finalmente, estes eletrodos de DUNDB foram aplicados no processo de degradação eletroquímica do fenol para o estudo do mecanismo de degradação, sendo que seus intermediários foram monitorados por Cromatografia de Íons e medida de Carbono Orgânico Total. Os resultados obtidos indicaram que o eletrodo de maior dopagem é o mais eficiente e que o mecanismo de degradação ocorre primeiramente com a formação dos intermediários catecol, hidroquinona e estes se convertem a p-benzoquinona que se degrada a dióxido de carbono e água.