Materiais SiO2-TiO2 para a degradação fotocatalítica de diuron

SiO2-TiO2 materials prepared by sol-gel method were evaluated in the photocatalytic degradation of diuron. The materials were prepared with and without surfactant cetyltrimethylammonium chloride at different temperatures (25, 50 and 100 ºC). The samples were characterized by N2 adsorption-desorption measurements, scanning electron microscopy, X-ray diffraction, ultraviolet-visible diffuse reflectance spectroscopy and infrared diffuse reflectance spectroscopy. The results showed that the materials synthesized with the surfactant had higher surface areas and band-gap values similar to anatase. All materials were more active than the commercial catalyst P-25 and better performance was achieved using the surfactant in the material synthesis.

Avaliação da biocompatibilidade de vidro e vitrocerâmica do sistema SNCP (SiO2-Na2O-CaO-P2O5)

This article reports research results related to bioactivity and cytotoxicity tests using neutral red uptake method for glass powders and bulk glass ceramics belonging to the SNCP (SiO2-Na2O-CaO-P2O5) system. The obtained materials showed bioactivity when immersed in SBF promoting the surface deposition of HAp. When analyzed as powders, cytotoxicity was evidenced in the processed materials but not when bulk samples were tested.

Influence of initial CaO/SiO2 ratio on the hydration of rice husk ash-Ca(OH)2 and sugar cane bagasse ash-Ca(OH)2 pastes

This work presents the results of a study on the hydration of pastes containing calcium hydroxide and either rice husk ash (RHA) or sugar cane bagasse ash (SCBA) in various initial CaO/SiO2 molar ratios. The products of the reactions were characterized by thermal analyses X-ray diffraction, and scanning electron microscopy. In the case of the RHA pastes, the product was composed of CaO-SiO2-H2O (type I C-S-H) or CaO-SiO2-H2O (type II C-S-H) according to the CaO/SiO2 ratio of the mixture. In contrast, in the case of the SBCA pastes, the product was composed primarily of CaO-SiO2-H2O that differed from both the previous types; the product also contained inclusions of calcium aluminate hydrates.

UTILIZAÇÃO DO COMPÓSITO NANOESTRUTURADO SIO2/TIO2NA FOTODEGRADAÇÃO DE CORANTES TÊXTEIS COM LUZ SOLAR NATURAL

SiO2/TiO2 nanostructured composites with three different ratios of Si:Ti were prepared using the sol-gel method. These materials were characterized using energy dispersive X-ray fluorescence, Fourier transform infrared spectroscopy, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, high-resolution transmission electron microscopy, photoluminescence, Raman with Fourier transform infrared spectroscopy, and the specific surface area. The band gaps of materials were determined by diffuse reflectance spectra, and the values of 3.20 ± 0.01, 2.92 ± 0.02, and 2.85 ± 0.01 eV were obtained as a result of the proportional increases in the amount of Ti within the composite. The materials exhibit only the anatase (TiO2) crystalline phase and have crystalline domains ranging from 4 to 5 nm. The photodegradation process of methylene blue, royal blue GRL, and golden yellow GL dyes were studied with respect to their contact times, pH variations within the solution, and the variations in the dye concentration of the solution in response to only sunlight. The maximum amount of time for the mineralization of dyes was 90 min. The kinetics of the process follows an apparently first order model, in which the obtained rate constant values were 5.72 × 10-2 min-1 for methylene blue, 6.44 × 10-2min-1 for royal blue GRL, and 1.07 × 10-1min-1 for golden yellow.

The Li+, Na+ and K+ ion exchange reaction process on the surface of mixed oxide SiO2/TiO2/Sb2O5 surface prepared by the sol-gel processing method

The porous mixed oxide SiO2/TiO2/Sb2O5 obtained by the sol-gel processing method presented a good ion exchange property and a high exchange capacity towards the Li+, Na+ and K+ ions. In the H+/M+ ion exchange process, the H+ / Na+ could be described as presenting an ideal character. The ion exchange equilibria of Li+ and K+ were quantitatively described with the help of the model of fixed tetradentate centers. The results of simulation evidence that for the H+ / Li+ exchange the usual situation takes place: the affinity of the material to the Li+ ions is decreased with increasing the degree of ion exchange. On the contrary, for K+ the effects of positive cooperativity, that facilitate the H+ / K+ exchange, were revealed.

A water soluble 3-n-propyl-1-azonia-4-azabicyclo[2.2.2]octanechloride silsesquioxane grafted onto Al/SiO2 surface: chromium adsorption study

The water soluble material, 3-n-propyl-1-azonia-4-azabicyclo[2.2.2]octanechloride silsesquioxane (dabcosil silsesquioxane) was obtained. The dabcosil silsesquioxane was grafted onto a silica surface, previously modified with aluminum oxide. The resulting solid, dabcosil-Al/SiO2, presents 0.15 mmol of dabco groups per gram of material. The product of the grafting reaction was analyzed by infrared spectroscopy and N2 adsorption-desorption isotherms. The dabcosil-Al/SiO2 material was used as sorbent for chromium (VI) adsorption in aqueous solution.

Otimização multivariada e aplicação do sorvente SiO2-Nb2O5 para determinação em linha de Ni(II) em matriz aquosa

Neste estudo foi desenvolvido uma metodologia para determinação de Ni(II) em amostras de água usando a extração em fase sólida (SPE) em um sistema por injeção em fluxo (FI) e detecção por espectrometria de absorção atômica em chama (F AAS). O adsorvente utilizado para a extração e pré-concentração do Ni(II) foi a sílica gel modificada com óxido de nióbio(V). Variáveis químicas e de fluxo do sistema em linha foram otimizadas usando planejamento fatorial completo (N = 2k + 3). As condições iniciais do sistema FI-F AAS foram volume de amostra de 10 mL e concentração de Ni(II) de 100 µg L-1. O tampão Sörensen foi selecionado neste estudo. A resposta analítica utilizada foi absorvância integrada. Após a otimização foram obtidos os parâmetros analíticos de mérito: faixa linear de trabalho estudada de 5-100 µg L-1; R = 0.9999; RSD = 1,5% (35 µg L-1, n = 7); limite de detecção de 0,8 µg L-1; limite de quantificação de 2,7 µg L-1 e fator de enriquecimento de 92,25. Foram analisadas amostras de água do rio Araranguá e a da rede de abastecimento da cidade de Florianópolis, ambas do estado de Santa Catarina. As duas amostras não apresentaram concentração de níquel acima do limite de detecção e após fortificação das mesmas os valores de recuperação foram na faixa de 100,2 a 103,8%.

Estudio de nuevos compuestos en el sistema Cs2O-TiO2-SiO2

Tesis (Maestría en Ciencias con Especialidad en Ingeniería Cerámica) UANL

Estudio de fases en los sistemas Li2O-SiO2-Ta2O5 y Li2O-SiO2-Nb2O5 por Bellanira Garza Montoya

Tesis (Maestría en Ciencias con Especialidad en Química Analítica) U.A.N.L.

Estudio del proceso de cristalización del sistema binario SiO2-ZrO2 sintetizado por el método de sol-gel por Daniel Héctor Aguilar Treviño

Tesis (Maestría en Ciencias con Especialidad en Ingeniería Cerámica) U.A.N.L.

Recubrimientos de SIO2 híbrida obtenidos por SOL-GEL como protección frente a la corrosión ácida

[Tesis] ( Maestría en Ciencias con Orientación a Ingeniería Cerámica ) U.A.N.L.

Etude théorique des propriétés électroniques et optiques des super-réseaux de Si/SiO2

FRANCAIS: L'observation d'une intense luminescence dans les super-réseaux de Si/SiO2 a ouvert de nouvelles avenues en recherche théorique des matériaux à base de silicium, pour des applications éventuelles en optoélectronique. Le silicium dans sa phase cristalline possède un gap indirect, le rendant ainsi moins intéressant vis-à-vis d'autres matériaux luminescents. Concevoir des matériaux luminescents à base de silicium ouvrira donc la voie sur de multiples applications. Ce travail fait état de trois contributions au domaine. Premièrement, différents modèles de super-réseaux de Si/SiO2 ont été conçus et étudiés à l'aide de calculs ab initio afin d'en évaluer les propriétés structurales, électroniques et optiques. Les deux premiers modèles dérivés des structures cristallines du silicium et du dioxyde de silicium ont permis de démontrer l'importance du rôle de l'interface Si/SiO2 sur les propriétés optiques. De nouveaux modèles structurellement relaxés ont alors été construits afin de mieux caractériser les interfaces et ainsi mieux évaluer la portée du confinement sur les propriétés optiques. Deuxièmement, un gap direct dans les modèles structurellement relaxés a été obtenu. Le calcul de l'absorption (par l'application de la règle d'or de Fermi) a permis de confirmer que les propriétés d'absorption (et d'émission) du silicium cristallin sont améliorées lorsque celui-ci est confiné par le SiO2. Un décalage vers le bleu avec accroissement du confinement a aussi été observé. Une étude détaillée du rôle des atomes sous-oxydés aux interfaces a de plus été menée. Ces atomes ont le double effet d'accroître légèrement le gap d'énergie et d'aplanir la structure électronique près du niveau de Fermi. Troisièmement, une application directe de la théorique des transitions de Slater, une approche issue de la théorie de la fonctionnelle de la densité pour des ensembles, a été déterminée pour le silicium cristallin puis comparée aux mesures d'absorption par rayons X. Une très bonne correspondance entre cette théorie et l'expérience est observée. Ces calculs ont été appliqués aux super-réseaux afin d'estimer et caractériser leurs propriétés électroniques dans la zone de confinement, dans les bandes de conduction.

Estudio de las reacciones en fase sólida, dentro de la región formadora de vidrio en el sistema Na2O-CaO-SiO2 por Bellanira Garza Montoya.

[Tesis] (Doctor en Ciencias con Orientación en Ingeniería Cerámica) U.A.N.L.

Caratérisation de la surface d’énergie potentielle des matériaux complexes et son application sur la cinétique du SiO2/Si

Dans ce rapport de mémoire, nous avons utilisé les méthodes numériques telles que la dynamique moléculaire (code de Lammps) et ART-cinétique. Ce dernier est un algorithme de Monte Carlo cinétique hors réseau avec construction du catalogue d'événements à la volée qui incorpore exactement tous les effets élastiques. Dans la première partie, nous avons comparé et évalué des divers algorithmes de la recherche du minimum global sur une surface d'énergie potentielle des matériaux complexes. Ces divers algorithmes choisis sont essentiellement ceux qui utilisent le principe Bell-Evans-Polanyi pour explorer la surface d'énergie potentielle. Cette étude nous a permis de comprendre d'une part, les étapes nécessaires pour un matériau complexe d'échapper d'un minimum local vers un autre et d'autre part de contrôler les recherches pour vite trouver le minimum global. En plus, ces travaux nous ont amené à comprendre la force de ces méthodes sur la cinétique de l'évolution structurale de ces matériaux complexes. Dans la deuxième partie, nous avons mis en place un outil de simulation (le potentiel ReaxFF couplé avec ART-cinétique) capable d'étudier les étapes et les processus d'oxydation du silicium pendant des temps long comparable expérimentalement. Pour valider le système mis en place, nous avons effectué des tests sur les premières étapes d'oxydation du silicium. Les résultats obtenus sont en accord avec la littérature. Cet outil va être utilisé pour comprendre les vrais processus de l'oxydation et les transitions possibles des atomes d'oxygène à la surface du silicium associée avec les énergies de barrière, des questions qui sont des défis pour l'industrie micro-électronique.

Linear and nonlinear optical characteristics of ZnO-SiO2 nanocomposites.

We present the spectral and nonlinear optical properties of ZnO-SiO2 nanocomposites prepared by colloidal chemical synthesis. Obvious enhancement of ultraviolet (UV) emission of the samples is observed, and the strongest UV emission of a typical ZnO-SiO2 nanocomposite is over three times stronger than that of pure ZnO. The nonlinearity of the silica colloid is low, and its nonlinear response can be improved by making composites with ZnO. These nanocomposites show self-defocusing nonlinearity and good nonlinear absorption behavior. The observed nonlinear absorption is explained through two photon absorption followed by weak free carrier absorption and nonlinear scattering. The nonlinear refractive index and the nonlinear absorption increase with increasing ZnO volume fraction and can be attributed to the enhancement of exciton oscillator strength. ZnO-SiO2 is a potential nanocomposite material for the UV light emission and for the development of nonlinear optical devices with a relatively small limiting threshold.