Crescimento de diamante micro/nanoestruturado e nanotubos de carbono sobre titânio puro tridimensionalmente poroso para aplicação em tratamento de água

Resumo

Este trabalho apresenta como proposta o crescimento e a caracterização de filmes de diamante condutivo micro e nanocristalino e de nanotubos de carbono pela técnica da deposição química na fase gasosa ("Chemical Vapor Deposition"- CVD) sobre substratos tridimensionalmente porosos de titânio puro para a produção de eletrodos compósitos destinados ao uso como material anódico no tratamento de efluentes. Uma parte importante do trabalho é a obtenção do titânio pela técnica de metalurgia do pó com diferentes porosidades, que influencia diretamente a área superficial do eletrodo compósito diamante/Ti e sua resposta eletroquímica. O domínio dos parâmetros de processamento torna possível a otimização das propriedades mecânicas do titânio. O substrato será caracterizado morfológica e estruturalmente pelas técnicas de porosimetria de mercúrio e Difração de raios X e mecanicamente por testes de compressão e flexão em três pontos. A dopagem dos filmes de diamante com boro origina o diamante semicondutor extrínseco tipo-p. A aderência do filme de diamante ao substrato está relacionada com a possibilidade de se obter ligações químicas fortes entre os átomos de carbono e titânio, as quais poderão ser avaliadas pela técnica XPS ("X-Ray Photoeletrons Spectroscopy"). As tensões intrínsecas e extrínsecas entre o filme e o substrato são objeto de intenso estudo e dependem de muitas contribuições como a pureza do filme, a temperatura e taxa de crescimento, a ausência de defeitos na estrutura, e a presença de impurezas no contorno de grão. Essas tensões serão avaliadas a partir das técnicas de espectroscopia de espalhamento Ramam, Difração de Raios X. Técnicas de microscopia eletrônica de varredura e de metalografia serão também utilizadas para avaliar a morfologia, espessura e a rugosidade tanto dos filmes como do substrato. O comportamento eletroquímico dos eletrodos será avaliado por Voltametria Cíclica e Impedância Eletroquímica. Serão também realizadas análises cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) para avaliar a potencialidade destes eletrodos como materiais anódicos no tratamento de efluentes. (AU)