Navegação IPEN por assunto "nanowires"

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  • IPEN-DOC 26664

    CAMPOS, ALEX C.; PAES, SUANE C.; CORREA, BRUNO S.; CABRERA-PASCA, GABRIEL A.; COSTA, MESSIAS S.; COSTA, CLEIDILANE S.; OTUBO, LARISSA ; CARBONARI, A.W. . Growth of long ZnO nanowires with high density on the ZnO surface for gas sensors. ACS Applied Nano Materials, v. 3, n. 1, p. 175-185, 2020. DOI: 10.1021/acsanm.9b01888

    Abstract: Among the various approaches to grow semiconducting oxide nanowires, the thermal oxidation procedure is considered a simple, efficient, and fast method that allows the synthesis of micro and nanostructured arrangements with controlled size and morphology. In the work reported in this paper, long ZnO nanowires were synthesized on the surface of oxidized high-purity Zn foils by heating in air at different rates and temperatures. The size and morphology investigated by scanning electron microscopy (SEM) and high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) for a sample heated at 620 °C with heating rate of 20 °C/min reveal the growth of long ZnO nanowires with length of ∼50 μm and average diameter of 74 nm grown along the ⟨112̅0⟩ direction with high population density. Results with different heating rates indicates that this parameter is determinant in tuning the size, morphology, and population density of nanowires. X-ray diffraction (XRD) shows patterns for both ZnO and metallic Zn with preferential orientation, whereas perturbed angular correlation (PAC) measurements using 111In(111Cd) probe nuclei indicate that probe nuclei occupy only Zn sites in the preferential oriented metallic zinc. However, for samples submitted to high-temperature heating (820 and 1000 °C), XRD yields only the ZnO pattern and, amazingly, PAC continues showing probe nuclei only at metallic Zn sites indicating the presence of thin regions of highly oriented Zn trapped between grains of ZnO. Moreover, this strong preference of indium atoms (of parent radioactive 111In) here revealed helps to understand the oxidation mechanism and the growth of the nanowires.

    Palavras-Chave: zinc oxides; nanowires; electric fields; oxidation; temperature gradients; x-ray diffraction; thermal analysis; transmission electron microscopy

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  • IPEN-DOC 22169

    GOMEZ, CYNTHIA R.; CABRERA PASCA, GABRIEL; ZUNIGA, ALEJANDRO; CARBONARI, ARTUR W. ; SOUZA, JOSE A.. Hierarchical nanowires on and nanosticks in ZnO microtubes. In: ENCONTRO DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE MATERIAIS, 14., September 27 - October 1, 2015, Rio de Janeiro, RJ. Abstract... 2015. p. 375.

    Palavras-Chave: nanowires; zinc oxides; zinc; surfaces; nanostructures; microstructure; tubes; morphology

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  • IPEN-DOC 21269

    RIVALDO GOMEZ, C.M.; CABRERA PASCA, G.A.; ZUNIGA, A.; CARBONARI, A.W. ; SOUZA, J.A.. Hierarchically structured nanowires on and nanosticks in ZnO microtubes. Scientific Reports, v. 5, 2015.

    Palavras-Chave: nanowires; zinc ions; nanostructures; oxides; semiconductor materials; magnetic semiconductors; coaxial cables

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  • IPEN-DOC 25045

    RODRIGUES, THENNER S. ; MOURA, ARTHUR B.L. de ; SILVA, FELIPE A. e ; CANDIDO, EDUARDO G. ; SILVA, ANDERSON G.M. da; OLIVEIRA, DANIELA C. de; QUIROZ, JHON; CAMARGO, PEDRO H.C.; BERGAMASCHI, VANDERLEI S. ; FERREIRA, JOAO C. ; LINARDI, MARCELO ; FONSECA, FABIO C. . Ni supported Ce0.9Sm0.1O2-δ nanowires: an efficient catalyst for ethanol steam reforming for hydrogen production. Fuel, v. 237, p. 1244-1253, 2019. DOI: 10.1016/j.fuel.2018.10.053

    Abstract: We reported herein the synthesis in high yields (> 97%) of Ce0.9Sm0.1O2-δ nanowires displaying well-defined shape, size, and composition by a simple, fast, and low-cost two-step hydrothermal method. The Ce0.9Sm0.1O2-δ nanowires synthesis was followed by the wet impregnation of Ni without the utilization of any stabilizing agent. The Ni/Ce0.9Sm0.1O2-δ nanowires showed higher surface area, high concentration of oxygen vacancies at surface, and finely dispersed Ni particles with significantly higher metallic surface area as compared with catalysts prepared from commercial materials with similar compositions. Such unique and improved properties are reflected on the catalytic performance of the Ni/Ce0.9Sm0.1O2-δ nanowires towards ethanol steam reforming. The nanowires exhibited high yields for hydrogen production (∼60% of selectivity) and an exceptional stability with no loss of activity after 192 h of reaction at 550 °C. The reported results provide insights and can inspire highyield production of nanostructured catalysts displaying controlled and superior properties that enable practical applications in heterogeneous catalysis.

    Palavras-Chave: nanowires; nanostructures; catalysts; ethanol; hydrogen production; nickel

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  • IPEN-DOC 25155

    SILVA, ANDERSON G.M. da; BATALHA, DANIEL C.; RODRIGUES, THENNER S. ; CANDIDO, EDUARDO G.; LUZ, SULUSMON C.; FREITAS, ISABEL C. de; FONSECA, FABIO C. ; OLIVEIRA, DANIELA C. de; TAYLOR, JASON G.; TORRESI, SUSANA I.C. de; CAMARGO, PEDRO H.C.; FAJARDO, HUMBERTO V.. Sub-15 nm CeO2 nanowires as an efficient nonnoble metal catalyst in the room-temperature oxidation of aniline. Catalysis Science and Technology, v. 8, n. 7, p. 1828-1839, 2018. DOI: 10.1039/c7cy02402a

    Abstract: We described herein the facile synthesis of sub-15 nm CeO2 nanowires based on a hydrothermal method without the use of any capping/stabilizing agent, in which an oriented attachment mechanism took place during the CeO2 nanowire formation. The synthesis of sub-15 nm CeO2 nanowires could be achieved on relatively large scales (∼2.6 grams of nanowires per batch), in high yields (>94%), and at low cost. To date, there are only a limited number of successful attempts towards the synthesis of CeO2 nanowires with such small diameters, and the reported protocols are typically limited to low amounts. The nanowires displayed uniform shapes and sizes, high surface areas, an increased number of oxygen defects sites, and a high proportion of Ce3+/Ce4+ surface species. These features make them promising candidates for oxidation reactions. To this end, we employed the selective oxidation of aniline as a model transformation. The sub-15 nm CeO2 nanowires catalyzed the selective synthesis of nitrosobenzene (up to 98% selectivity) from aniline at room temperature using H2O2 as the oxidant. The effect of solvent and temperature during the catalytic reaction was investigated. We found that such parameters played an important role in the control of the selectivity. The improved catalytic activities observed for the sub-15 nm nanowires could be explained by: i) the uniform morphology with a typical dimension of 11 ± 2 nm in width, which provides higher specific surface areas relative to those of conventional catalysts; ii) the significant concentration of oxygen vacancies and high proportion of Ce3+/Ce4+ species at the surface that represent highly active sites towards oxidation reactions; iii) the crystal growth along the (110) highly catalytically active crystallographic directions, and iv) the mesoporous surface which is easily accessible by liquid substrates. The results reported herein demonstrated high activities under ambient conditions, provided novel insights into selectivities, and may inspire novel metal oxide-based catalysts with desired performances.

    Palavras-Chave: nanostructures; nanowires; cerium oxides; aniline; oxidation; catalytic effects; synthesis

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Autor: Maprelian

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Ano de publicação: 2015

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1. Portaria IPEN-CNEN/SP nº 387, que estabeleceu os princípios que nortearam a criação do RDI, clique aqui.


2. A experiência do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP) na criação de um Repositório Digital Institucional – RDI, clique aqui.