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Título: Síntese de nanopartículas mistas de prata e platina ancoradas em substrato de sílica visando posterior aplicação em sensores ópticos
Autor(es): Köene, Bruna Rafaela
Orientador(es): Oliveira, Marcela Mohallem
Palavras-chave: Nanocompósitos (Materiais)
Absorção
Prata
Platina
Detectores ópticos
Química
Nanocomposites (Materials)
Absorption
Silver
Platinum
Optical detectors
Chemistry
Data do documento: 24-Jun-2019
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: KÖENE, Bruna Rafaela. Síntese de nanopartículas mistas de prata e platina ancoradas em substrato de sílica visando posterior aplicação em sensores ópticos. 2019. 58 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), Curitiba, 2019.
Resumo: As propriedades ópticas características de nanopartículas (NPs) metálicas são originárias do fenômeno de ressonância plasmônica, em que as frequências de oscilação dos elétrons de superfície e a frequência de oscilação da radiação incidente entram em ressonância. As NPs de prata apresentam absorção plasmon na região visível do espectro eletromagnético, variando o valor máximo da absorção de acordo com o tamanho, a morfologia e o meio em que se encontram. Tal característica confere uma aplicação potencial em sensores ópticos, podendo conferir maior seletividade e sensibilidade a tais dispositivos. Sistemas contendo NPs de diferentes composições tendem a exibir propriedades diferentes daquelas encontradas em NPs isoladas. Desta forma, a síntese de NPs mistas de Ag e Pt pode dar origem à um material com novas propriedades. Sendo assim, este trabalho teve como objetivo a síntese e caracterização de NPs de Ag e Pt ancoradas em substrato de sílica para produção de materiais com aplicação potencial em dispositivos de sensores ópticos. As rotas utilizadas seguiram as etapas de funcionalização da superfície de sílica de lamínulas previamente limpas pelo agente silanizante APTES, seguido do ancoramento e redução dos cátions metálicos. Para a rota química foi utilizado NaBH4 como agente redutor, enquanto para a rota térmica o próprio APTES foi utilizado como agente redutor mediante tratamento térmico. As reduções ocorreram pelos métodos de uma e duas etapas (redução concomitante e reduções sucessivas). As amostras obtidas foram caracterizadas pelas técnicas de espectroscopia de UV-Vis, difratometria de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Os espectros de UV-Vis obtidos de algumas amostras mostraram a ocorrência de duas bandas de máxima absorção próximas às regiões de absorção das NPs isoladas. Os difratogramas de raios X não apresentaram qualquer resultado relacionado a estrutura cristalina das NPs, fazendo necessária a utilização de acessório para filmes finos para análises futuras. Através das imagens de MET foi possível observar a presença de NPs com uma grande variabilidade de tamanhos e morfologias para cada rota proposta.
Abstract: The characteristic optical properties of metallic nanoparticles (NPs) originate from the plasmonic resonance phenomenon, in which the oscillation frequencies of the surface electrons and the frequency of oscillation of the incident radiation come into resonance. Silver NPs exhibit plasmon absorption in the visible region of the electromagnetic spectrum, varying the absorption maximum value according to their size, morphology and the environment in which they are found. This characteristic confers a potential application on optical sensors, which can confer greater selectivity and sensitivity to such devices. Systems containing NPs of different compositions tend to exhibit distinct properties from those found in isolated NPs. In this, way, the synthesis of mixed NPs of Ag and Pt can give rise to a material with new properties. Thus, this work aimed at the synthesis and characterization of Ag and Pt NPs anchored in silica substrate for the production of materials with potential application in optical sensor devices. The routes used followed the steps of functionalization of the silica surface by the silanizing agent APTES, followed by the anchoring and reduction of the metal cations. For the chemical route, NaBH4 was used as a reducing agent, while for the thermal route APTES itself was used as reducing agent by heat treatment. The reductions occurred using one and two-steps methods (concomitant and successive reductions). The obtained samples were characterized by the techniques of UV-Vis spectroscopy, Xray diffraction (XPS) and transmission electron microscopy (TEM). At some samples, the UV-Vis spectra obtained showed the occurrence of two maximum absorption bands near of the absorption regions of pure NPs. The X-ray diffractograms did not showed any NPs-related results, making it necessary to use a acessorie for thin film fittings for future analysis. By the analysis of the images obteined by TEM technique, it was possible to confirm the presence of NPs with a great variability of sizes and shapes for which proposed synthetic route.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/12353
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