Orientador: Ana Flávia Nogueira

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química

Resumo: Neste trabalho foram estudados filmes finos multicamadas baseados em nanopartículas inorgânicas e um polieletrolito inerte, depositados pela técnica layer-by-layer (LbL). O trabalho está dividido em três partes: 1) Síntese e caracterização de nanopartículas de CdSe; 2) Montagem de filmes LbL...

Resumo: Neste trabalho foram estudados filmes finos multicamadas baseados em nanopartículas inorgânicas e um polieletrolito inerte, depositados pela técnica layer-by-layer (LbL). O trabalho está dividido em três partes: 1) Síntese e caracterização de nanopartículas de CdSe; 2) Montagem de filmes LbL baseados no cloreto de poli(diallildimetilamônio) (PDDA) e nanopartículas de CdSe e TiO2; e 3) Estudos fotoeletroquímicos dos filmes. As nanopartículas sintetizadas foram caracterizadas por espectroscopia de absorção no ultravioleta-visível (UV-vis), espectroscopia de fluorescência, microscopia eletrônica de alta resolução (HRTEM) e difração de raios-X (DRX). As partículas sintetizadas não apresentaram a mesma qualidade daquelas reportadas pela literatura, apresentando grande número de defeitos e larga distribuição de tamanhos. Como não foi possível a separação adequada de nanopartículas de diferentes tamanhos, optou-se por dar continuidade ao trabalho com somente um tamanho obtido. Foram fabricados filmes contendo TiO2 e PDDA, filmes contendo CdSe e PDDA e filmes contendo TiO2, CdSe e PDDA. Estes foram caracterizados por espectroscopia de absorção no UV-vis, espectroscopia de fluorescência, microscopia de força atômica (AFM) e espectroscopia Raman. Os filmes apresentaram um crescimento linear a cada bicamada realizada. Visando melhorar a qualidade dos filmes fabricados um tratamento com brometo de hexadeciltrimetilamonio (CTAB) foi utilizado. Os filmes de nanopartículas de CdSe com tratamento apresentaram uma quantidade de defeitos menor em relação aos filmes sem tratamento. Os fotoeletrodos foram caracterizados por medidas de fotocorrente em função do tempo (fotocronoamperometria). Os filmes contendo TiO2 e PDDA apresentaram valores de fotocorrente, entre 2 e 50 mA cm, exibindo comportamento de semicondutor do tipo-n. Ja os filmes contendo CdSe e PDDA apresentaram valores baixos de fotocorrente (2 mA cm). Mesmo após a realização do tratamento com CTAB e a incorporação de nanopartículas de TiO2 nos filmes não observou-se uma significante alteração nestes valores

Abstract: In this work, multilayered thin films based on inorganic nanoparticles and an inert polyelectrolyte deposited by the layer-by-layer technique were studied. The work was divided in three parts: 1) Synthesis and characterization of CdSe nanoparticles; 2) Assembly of LbL films based in...

Abstract: In this work, multilayered thin films based on inorganic nanoparticles and an inert polyelectrolyte deposited by the layer-by-layer technique were studied. The work was divided in three parts: 1) Synthesis and characterization of CdSe nanoparticles; 2) Assembly of LbL films based in poly(diallyldimethylammonium chloride) (PDDA) , CdSe and TiO2 nanoparticles; 3) Photoelectrochemical studies of the films. The nanoparticles synthetized were characterized by absorption spectroscopy, fluorescence spectroscopy, high resolution electron microscopy (HRTEM) and X-ray diffraction. The synthesized nanoparticles didn¿t show the same quality of those reported in literature. They presented a large number of defects and a broad size distribution. As it was not possible to obtain nanoparticles of different sizes, we decided to continue the work with only one nanoparticle size. Films were fabricated using CdSe and PDDA, TiO2 and PDDA, and CdSe, PDDA and TiO2. They were characterized by absorption spectroscopy, fluorescence spectroscopy, atomic force microscopy (AFM) and Raman spectroscopy. The films showed a linear increase to each bilayer performed. In order to improve the films quality containing CdSe nanoparticles, a treatment using hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB) was performed. As a result, the treated films showed a smaller number of defects compared to the films without treatment. The photoelectrodes were characterized by measurements of photocurrent versus time (photochronoamperometry). The films containing TiO2 and PDDA showed appreciable values of photocurrent, between 2 and 50 mA cm, exhibiting an n-type semiconducting behavior. However, the films containing CdSe and PDDA showed low photocurrent values (2 mA cm). Even after the treatment with CTAB and the incorporation of the TiO2 nanoparticles in the films, no remarkable improvement in the photocurrent values was observed