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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/72783
Type: | Tese |
Title: | Electrodeposition of tellurium and cadmium telluride on gold from deep eutectic solvents based on choline chloride |
Title in English: | Electrodeposition of tellurium and cadmium telluride on gold from deep eutectic solvents based on choline chloride |
Authors: | Santos, Luís Paulo Mourão dos |
Advisor: | Lima-Neto, Pedro de |
Keywords: | Tellurium;Cadmium telluride;Deep eutectic solvent;Electrodeposition |
Issue Date: | 2019 |
Citation: | SANTOS, Luís Paulo Mourão dos. Electrodeposition of tellurium and cadmium telluride on gold from deep eutectic solvents based on choline chloride. 2019. 101 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2019. |
Abstract in Brazilian Portuguese: | O Te é um dos mais importantes para a produção de materiais em setores como energia limpa, eletrônica e defesa. Por outro lado, na última década, grande atenção foi dada aos solventes eutéticos (DESs) por causa de suas propriedades físicas e químicas, que tornam esses solventes um dos agentes químicos mais importantes na eletrodeposição de metais e ligas. Portanto, o principal objetivo desta investigação foi à eletrodeposição de Te em misturas eutéticas à base de cloreto de colina-etileno glicol e cloreto de colina-uréia, na proporção molar de 1: 2, a várias temperaturas. Em ambos os DESs, o estudo eletroquímico revelou duas ondas catódicas para as soluções de deposição de Te; o primeiro associado ao Te4+/Te e o segundo ao par redox Te/Te2– sobre o substrato Au. As análises AFM demonstraram que a eletrocristalização de Te sobre o eletrodo Au procedeu por um mecanismo de nucleação progressiva tridimensional em ambos os solventes eutéticos. Estes resultados corroboram com os resultados previstos pelo modelo de Scharifker-Hills. Além disso, micrografias SEM de eletrodepositados de Te de ambos solventes revelaram uma morfologia semelhante a bastões de Te em grande escala com seção hexagonal em regime de nanoescala uniformemente distribuídos na superfície do eletrodo. A investigação do MET sugeriu que o Te cresceu como monocristais orientados ao longo dos perpendicularmente aos planos (100), o que implicava na direção preferencial de crescimento [001]. Além disso, a eletrodeposição e caracterização do semicondutor CdTe foram realizadas em DES à base de cloreto de colina-etileno glicol. Os resultados eletroquímicos mostraram que a formação de CdTe ocorre na mesma região de redução de Cd2+ para Cd. O DRX revelou que os filmes de CdTe cresceram com o cristalito em regime de nanométrico, orientado preferencialmente ao longo dos planos (111) e (311). A investigação com SEM demonstrou que a morfologia dos filmes CdTe exibeu uma distribuição uniforme de grupos esféricos com grande cristalito aglomerado, os quais aumentam à medida que a temperatura aumenta. Finalmente, foi constatada um desvio para o azul no intervalo da banda óptica dos filmes de CdTe que poder estar associado aos efeitos do confinamento quântico. |
Abstract: | Te is one of the most important for the production of materials in sectors, such as clean energy, electronics, and defense. On the other hand, over the last decade, tremendous attention has been given to the Deep Eutectic Solvents (DESs) because of their physical and chemical properties, which become these solvents one of the most important agent chemicals to electrodeposition of metals and alloys. Therefore, the main goal of this investigation was the electrodeposition of Te in choline chloride-ethylene glycol and choline chloride-urea based eutectic mixtures, at a molar ration of 1:2, at several temperatures. In both DESs, the electrochemical study revealed two cathodic waves for the Te plating solutions; the first associated with Te4+/Te and the second one to Te/Te2– redox couple on the Au substrate. AFM analyses demonstrated that Te electrocrystalisation on Au electrode proceeded by three-dimensional progressive nucleation mechanism in both eutectic solvents. These results corroborated with predicted by the Scharifker-Hills model. In addition, SEM micrographs of Te electrodeposits from both solvents revealed a large-scale Te rods-like morphology with a hexagonal cross-section in nanoscale regime uniformly distributed on electrode surface. TEM investigation suggested that Te single-crystalline grew perpendicular direction of (100) planes which implied in the preferential growth direction of [001]. Furthermore, the electrodeposition and characterisation of CdTe semiconductor were performed in choline chloride-ethylene glycol-based DES. The electrochemical results have shown that the formation of CdTe occurs at the same region of reduction of Cd2+ to Cd. XRD suggested that CdTe films grew with the crystallite in nanosize regime preferentially oriented along the (111) and (311) planes. SEM examination demonstrated that surface morphology of CdTe coatings exhibited a uniform distribution of spherical-like clusters with large agglomerated crystallite increasing as the temperature goes up. Finally, it was found a blue shift in the optical bandgap of the CdTe films which could be associated with the quantum-confinement effects. |
URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/72783 |
Appears in Collections: | DQAFQ - Teses defendidas na UFC |
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