@MASTERSTHESIS{ 2019:1244192456, title = {Síntese de nanocristais/filmes de óxido rutênio (IV), investigação da estrutura eletrônica, propriedades fotocatalíticas e eletroquímicas para supercapacitores}, year = {2019}, url = "http://localhost:8080/tede/handle/tede/170", abstract = "A síntese de óxido de rutênio IV (RuO2) foi realizada pelo método hidrotérmico assistido por surfactante aniônico controlado a 90 ºC por 24 h e foi tratado termicamente entre 100 ºC e 500 ºC por 1 h. As amostras obtidas foram caracterizadas estruturalmente, morfologicamente e opticamente por difração de raios-X (DRX), refinamento de Rietveld, microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (MEV-EC) e espectroscopia de reflectância difusa na região do ultravioleta-visível (UV-Vis). Além disso, investigou-se a estrutura eletrônica por cálculos de mecânica quântica dos primeiros princípios baseados na teoria do funcional da densidade no nível B3LYP para obter a estrutura de banda eletrônica e densidade de estados e finalmente analisou-se suas propriedades fotocatalíticas e eletroquímicas. A análise estrutural por DRX e dados de refinamento Rietveld indicaram que as amostras tratadas termicamente a 500 ºC por 1 h exibem uma estrutura tetragonal do tipo rutilo e grupo espacial P42/mnm. A morfologia dos cristais de RuO2 foram analisadas por imagens de MEV-EC e mostraram grandes aglomerados formados por vários nanocristais de RuO2 com forma esférica e distribuição média de tamanho estimada entre 12 e 30 nm. As propriedades ópticas foram obtidas experimentalmente e teoricamente através dos espectros de UV-Vis e por cálculos teóricos computacionais, que indicam uma energia de banda proibida óptica governada por transições eletrônicas diretas de 2,60 e 1,92 eV, respectivamente. No estudo destes nanocristais como fotocatalisador para degradação dos corantes alaranjado de metila e rodamina B obteve-se uma descoloração de 93 e 92% após 120 minutos de irradiação sob luz visível, respectivamente. Os nanocristais de RuO2 como filme mostraram boas propriedades como eletrodos em supercapacitores. Este resultado foi comprovado por análises de voltametria cíclica e ensaios de carga-descarga que mostram capacitância específica de 659 F g-1 e 195 F g-1 ambos a 10 mV s-1, em meio ácido e básico, respectivamente. Em meio ácido os nanocristais/filme de RuO2 manteve-se com perfil voltamétrico esperado para supercapacitores mesmo em altas velocidades de varreduras como por exemplo em 1000 mV s-1 e com capacitância específica de 290 F g-1. Além do mais obteve-se resultados significativos de eficiência cíclica de 98,9 e 91,1 % para meios ácido e básicos, respectivamente. Portanto, este estudo comprova o uso de nanocristais de RuO2 como um óxido promissor para a utilização eficiente como catalisador e como material de eletrodo em supercapacitores.", publisher = {Universidade Estadual do Piauí}, scholl = {Programa de Pós-Graduação em Química}, }