Estudo Teórico de nanotubos de dióxido de titânio e suas interações com gases

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Silva, Gustavo Olinto
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual de Goiás; UEG ::Coordenação de Mestrado Ciências Moleculares; Brasil; UEG; Programa de Pós-Graduação Stricto sensu em Ciências Moleculares
• Palavras-chave em Português: Nanotubos de Dióxido de Titânio; Sensores de gás; PM7; CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA; QUIMICA::FISICO-QUIMICA
• Link de acesso: http://www.bdtd.ueg.br/handle/tede/260

O estudo teórico de nanotubos de dióxido de titânio, utilizou uma metodologia de criação de modelos de nanotubos a partir das células unitárias dos cristais de TiO2 (rutilo e anatase) em planos específicos, no caso a anatase no plano (101) e o rutilo no plano (110). As estruturas geradas foram submetidas á cálculos de mecânica quântica nos métodos semiempírico (PM7) e em métodos ab-initio DFT e HF, nas bases 6-31G e 6- 311G. Modelos foram criados e verficou-se que as estruturas mais estáveis eram as que apresentaram o maior diâmetro. Entre os modelos que se destacam pelo valor da variação de energia temos o nanotubo anatase de fórmula molecular [[(TiO2)4]20]3 e o nanotubo rutilo de fórmula molecular [[(TiO2)2]13]3. Por meio da comparação entre modelos com mesmo número de átomos, verificou-se que os nanotubos de anatase apresentaram uma maior estabilidade em comparação com os nanotubos de rutilo. Na avaliação do gap por meio dos métodos semi-empírico e HF os nanotubos anatase classificaram-se como isolantes devido a faixa de gap entre 6,00 eV a 10,00 eV, já os valores em DFT apresentaram valores entre 2,00 eV a 2,50 eV, classificando-se como semicondutor. Verificou-se que as ligações Ti-Ti e Ti- O nos modelos anatase eram menores do que nos modelos do rutilo. Foram realizadas interações de H2 e CO com um modelo da anatase e verficou-se a adsorção de CO com a estrutura pura. A adsorção com a molécula de H2 foi constatada mediante a testes de dopagem com Pt e Au.