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Title: Estudo das propriedades fotocatalíticas e fotoluminescentes do ZnMoO4: Tb3+, Pr3+
Authors: Fernandes, Yuri Leandro Rodrigues Lopes
Keywords: ZnMoO4;Luminescência;Fotocatálise
Issue Date: 2019
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citation: FERNANDES, Yuri Leandro Rodrigues Lopes. Estudo das propriedades fotocatalíticas e fotoluminescentes do ZnMoO4: Tb3+, Pr3+. 2019. 52f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Materiais) - Centro de Tecnologia, Departamento de Engenharia de Materiais, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019.
Portuguese Abstract: Os molibdatos dopados com íons de terras raras são amplamente estudados devido ao seu grande potencial em aplicações práticas como: na fotocatálise, em tubo de raios catódicos, em painel de exposição de plasma, em lasers e outros. É importante considerar que estes materiais nanoestruturados exibem propriedades únicas em função do efeito da sua grande área superficial e do seu tamanho reduzido. Neste trabalho, foram sintetizados partículas de ZnMoO4: Tb3+, Pr3+ em diferentes proporções de Tb: Pr (2: 0, 1,5: 0,5, 1: 1, 0,5: 1,5 e 0: 2) através do método sonoquímico. Estas estruturas foram caracterizadas quanto a sua estrutura, morfologia e propriedades fotocatalíticas e fotoluminescentes a partir das respectivas análises: difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo, espectroscopia de absorção ultravioleta-visível e fotoluminescência. De acordo com os resultados de fotoluminescência, os espectros de emissão apresentam bandas de transições de 5D4 → 7Fj (j = 6, 5, 4 e 3) do Tb3+, juntamente com as transições 3P0 → 3H5, 1D2 → 3H4, 3P0 → 3H6 e 3P0 → 3F3 características do íon Pr3+. A fotoluminescência resolvida no tempo foi investigada, com um tempo de vida mais prolongado para a amostra ZnMoO4: 2% Tb3+ (𝜏av = 1.0344 ms). Foi proposto um mecanismo de transferência de energia entre a matriz e os íons Tb3+ e Pr3+, bem como a eficiência desta troca de energia (n). A atividade fotocatalítica das amostras foi estudada, verificando o efeito favorável da introdução do Pr3+ na estrutura do ZnMoO4 quanto a degradação do corante azul de metileno. Dentro deste contexto, este trabalho trata do desenvolvimento de materiais fotoluminescentes capazes de converter a radiação UV em radiação visível, que pode ser adequadamente ajustada à combinação dos dopantes para produção de luz branca para aplicações em LEDs. Paralelamente a essa perspectiva, avaliou-se o comportamento fotocatalítico de ZnMoO4: Tb3+, Pr3+, considerando o efeito da distorção causada pelos dopantes na rede de molibdato de zinco.
Abstract: The molybdates doped with rare earth ions are widely studied due to its huge potential in practice applications in photocatalysis, cathode ray tubes, plasma panels displays, lasers, and others. It’s important to consider that these nanostructured materials exhibit unique properties in the function of the large surface area and its reduced size. In this work, ZnMoO4: Tb3+, Pr3+ particles were synthesized in different proportions of Tb: Pr (2: 0, 1,5: 0,5, 1: 1, 0,5: 1,5 e 0: 2) through the sonochemical method. They were characterized by the structure, morphology, photocatalytic and photoluminescent properties through the respective analysis: x-ray diffraction, field emission scanning electron microscopy, UV-vis absorption spectroscopy, and photoluminescence. According to the photoluminescence results, the emission spectra presents the transition bands of 5D4 → 7Fj (j = 6, 5, 4 e 3) by the Tb3+, along the 3P0 → 3H5, 1D2 → 3H4, 3P0 → 3H6 e 3P0 → 3F3 by the Pr3+ ions. The time-resolved photoluminescence was investigated, with a longer lifetime value for the ZnMoO4: 2% Tb3+ sample (𝜏av = 1.0344 ms). The energy transference mechanism between the host matrix and the rare earth ions was proposed, and the efficiency (n) of it as well. The sample’s photocatalytic activity was studied, verifying a beneficial effect by the introduction of Pr3+ in the ZnMoO4 lattice on the degradation of methylene blue dye. Within this context, this work is about the development of photoluminescent materials capable of converting UV in visible light, which could be adjusted by the combination of the dopant to produce white light for LED applications. Beside this perspective, it was also evaluated the photocatalytic behavior of the ZnMoO4: Tb3+, Pr3+, considering the distortion effect caused by the dopants in the zinc molybdate lattice.
URI: http://monografias.ufrn.br/handle/123456789/8724
Other Identifiers: 20170184310
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