Investigação da estabilidade térmica e das propriedades elétricas do TiO2 em função da dopagem com Ce(SO4)2

The metalic oxides have been studies due to differents applications as materials semiconductor in solar cells, catalysts, full cells and, resistors. Titanium dioxide (TiO2) has a high electric conductivity due to oxygen vacancies. The Ce(SO4)2.2H2O doped samples TiO2 and TiO2 pure was obtained sol-gel process, and characterized by X-ray diffractometry,thermal analysis, and impedance spectroscopy. The X-ray diffraction patterns for TiO2 pure samples shows at 700°C anatase phase is absent, and only the diffraction peaks of rutile phase are observed. However, the cerium doped samples only at 900°C rutile in the phase present with peaks of cerium dioxide (CeO2). The thermal analysis of the TiO2 pure and small concentration cerium doped samples show two steps weight loss corresponding to water of hydration and chemisorbed. To larger concentration cerium doped samples were observed two steps weight loss in the transformation of the doped cerium possible intermediate species and SO3. Finally, two steps weight loss the end products CeO2 and SO3 are formed. Analyse electric properties at different temperatures and concentration cerium doped samples have been investigated by impedance spectroscopy. It was observed that titanium, can be substituted by cerium, changing its electric properties, and increased thermal stability of TiO2 anatase structure

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

Os óxidos metálicos têm sido muito estudados devido suas diversas aplicações como materiais semicondutores em células solares, catalisadores, células combustíveis e resistores. O Dióxido de Titânio possui uma alta condutividade elétrica devido às suas vacâncias de oxigênio. Amostras de TiO2 puro, obtidas pelo método sol-gel e dopadas com soluções de Ce(SO4)2.2H2O, foram analisadas através de difratometria de raios-X, análise térmica e espectroscopia de impedância. Através dos difratogramas de raios-X observou-se a transição completa das fases anatásio-rutilo, para a amostra do TiO2 puro a partir de 700°C. Entretanto, para as amostras dopadas, essa transição só é completa a partir de 900°C, aparecendo picos correspondentes ao óxido de cério. Através da análise térmica se observou uma perda de massa, para o TiO2 puro e dopado com a menor concentração de cério, correspondente à desidratação e a água quimissorvida. Para as amostras dopadas em uma maior concentração, foram observados dois estágios de perda de massa, devido a decomposição do dopante em intermediários e SO3. Essas amostras apresentaram mais duas perdas de massa devido a formação do CeO2 e SO3. A partir da espectroscopia de impedância analisou-se as propriedades elétricas das amostras em função da temperatura de calcinação e em função da concentração do dopante. Também foi observado que o cério, por ter a capacidade de substituir o titânio na sua estrutura cristalina, modifica suas propriedades elétricas e tem o poder de estabilizá-lo termicamente em certas temperaturas