Caracterização de superfícies nano-estruturadas de interesse catalítico

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do grau de Mestre em Física Laboratorial, Ensino e História da Física

A maior parte da poluição causada por automóveis acontece logo após o arranque a frio, visto que, os catalisadores usados correntemente no escape dos automóveis não funcionam abaixo do 200 °C. Catalisadores baseados em nanopartículas de ouro suportadas em óxidos metálicos fornecem uma solução em potencial. Catalisadores com ouro, podem também, ser usados para oxidações parciais sem solventes, tornando-os mais amigos do ambiente, que os processos de oxidação baseados em cloro e mais baratos, que os baseados em peróxidos orgânicos. Neste trabalho, investigou-se a produção de catalisadores modelo – monocristais de TiO2 (110) cobertos com nanopartículas de ouro. O principal objectivo foi compreender como produzir novos materiais de interesse catalítico. Para esse fim, é necessário conhecer os processos físicos subjacentes aos crescimentos das nanopartículas (agregados) e da activação das reacções químicas. Assim, utilizou-se uma superfície (110) de dióxido de titânio (TiO2),sobre a qual se depositou uma quantidade muito pequena de ouro, monitorizada por técnicas de superfície. As superfícies nano-estruturadas formadas foram depois expostas ao monóxido de carbono e a sua adsorção foi estudada. As técnicas de análise de superfícies utilizadas para monitorizar o crescimento dos agregados de ouro e adsorção do CO foram XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) e ISS (Ion Scattering Spectroscopy), com a temperatura do substrato controlada.