Autor(es):
Neves, Márcia Carvalho 
Data: 2008
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10773/3193
Origem: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Assunto(s): Química; Nanocompósitos; Nanopartículas; Semicondutores; Filmes finos
Descrição
Os nanocompósitos de semicondutores têm uma elevada importância
tecnológica devido às suas propriedades serem condicionadas pelo tamanho
que apresentam. Estes materiais poderão ter aplicações tão variadas como em
fotocatálise, em fungicidas, biomedicina ou em dispositivos optoelectrónicos.
O primeiro capítulo desta tese faz uma breve contextualização do trabalho no
âmbito geral da Nanotecnologia e Nanociência: principais estratégias,
nanomateriais e potenciais aplicações.
Investigou-se a deposição de sulfuretos e selenetos metálicos em partículas
inorgânicas recorrendo-se à decomposição de ditiocarbamatos (ou
diselenocarbamatos) metálicos. No segundo capítulo é discutido, a preparação
e caracterização de nanoestruturas do tipo SiO2/ME (onde M é um metal = Zn,
Cd, Bi, Pb, Ag e Au e E = S ou Se). O sistema SiO2/ZnS é estudado
detalhadamente na tentativa de se entender o mecanismo da reacção de
decomposição do ditiocarbamato metálico em sulfureto metálico.
No capítulo 3 são apresentadas e caracterizadas nanoestruturas do tipo
TiO2/ME. Devido à presença do fotocatalisador TiO2 e sua combinação com
nanofases semicondutoras são descritos alguns testes fotocatalíticos
preliminares para o sistema TiO2/Ag2S.
A técnica de preparação de filmes finos por deposição camada a camada é
utilizada para a preparação de filmes nanoestruturados de CdSe, CdS e
Bi2S3/SiO2. No capítulo 4 são apresentados resultados referentes à síntese e
caracterização destas nanoestruturas. Dá-se especial relevo à utilização desta
técnica na manipulação de nanomateriais revestidos organicamente com
TOPO, até aqui nunca utilizados na preparação de filmes finos por esta
técnica.
No capítulo 5 são apresentados novos nanocompósitos baseados nos
materiais híbridos di-ureiasils. Foram preparados pelo método sol-gel filmes de
di-ureiasils, transparentes, flexíveis e fotoluminescentes, na presença de CdS,
CdSe e CdSe/ZnS. É descrito um novo método químico que permite o
revestimento de CdSe com ZnS, baseado na decomposição do precursor
unimolecular [Zn(en)3](S2CNEt2)2. Os nanocompósitos finais foram
caracterizados e verificou-se que o material nanocompósito de diureiasils/(
CdSe/ZnS) tem um rendimento quântico na emissão de 0.11 e
apresenta um tempo de vida para as nanopartículas muito superior ao das
partículas isoladas. Este processo é devido à transferência de energia da
matriz híbrida para as nanopartículas.
ABSTRACT: Semiconductor nanocomposites present a high technological importance due
to their size dependent properties. Application in photocatalysis, fungicides,
biomedicine or in optoelectronic devices are expected for these materials.
In the first chapter a contextualization on the subject Nanotechnology and
Nanoscience is made describing synthetic strategies, the nanomateriais and
their possible applications.
The metal chalcogenides deposition on inorganic particles is investigated using
a mild temperature chemical method, comprising the chemical decomposition
of dithiocarbamates or diselenocarbamates complexes. Nanostructures of
SiO2/ME (M=Zn, Cd, Bi, Pb, Ag, Au and E=S or Se) are presented in chapter 2.
Due to some particularities associated to the SiO2/ZnS system, a systematic
study was preformed to understand the chemical mechanism of the synthesis
of the ZnS nanophase by the dialkyldithiocarbamate decomposition in the
presence of an amine.
In chapter 3 the nanocomposites TiO2/ME are described. The TiO2 (anatase) is
a well known photocatalyst and with this in mind some preliminaries
photocatalysis studies were preformed using the nanocomposite TiO2/Ag2S in
the decomposition of phenol under UV-vis light.
Nanostructure thin films of CdS, CdSe organically caped and Bi2S3/SiO2 were
used to fabricate LbL multilayers (chapter 4). In our study, hydrophobic QD’s
dispersed in toluene have been successfully deposited on glass and quartz
substrates previously treated with PAH. This study supports the idea that other
interactions rather than electrostatic attraction may constitute the driving force
to fabricate stable LbL films.
In chapter 5 is described the chemical synthesis of transparent, flexible and
photoluminescent di-ureasil based nanocomposites by a sol-gel method, in the
presence of CdS, CdSe and ZnS coated CdSe QDs. For the latter a new and
alternative process has been investigated that involves the coating of
previously prepared CdSe QDs with ZnS shells derived from a ligand mixed
amine-alkyldithiocarbamate Zn(II) complex. The incorporation of such
CdSe/ZnS QDs into the d-U(600) di-ureasil hybrid host result in final
nanocomposites with emission quantum yields up to 0.11 displaying a huge
increase in the lifetime of the QDs, relatively to that of the isolated ones,
induced by d-U(600)-to-CdSe/ZnS QDs energy transfer active channels. Doutoramento em Química
