Controlling diameter in cerium oxide nanowires obtained by electrospinning
Controle de diâmetro em nanofios de óxido de cério obtidos por eletrofiação
Autores:
- Cyro K. Saul – UFPR
- Emilson R. Viana – UTFPR
- Evaldo Ribeiro – UFPR
- Fabiano Yokaichiya* – UFPR
- Joyce de M. Leão – UFPR
- Ney Mattoso* – UFPR
* Pesquisadores do NAPI EZC
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Received:
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Accepted:
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Published:
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DOI: https://doi.org/10.1007/s00339-024-07494-8
Abstract
Dispersions of polymer and cerium acetate were deposited by electrospinning as nanofibers onto a metallic target, with the concentration of the precursor varied from 15% down to 3% (in weight). The different samples of deposited material were then transformed into CeO2 nanowires by thermal treatment at temperatures ranging from 350 to 950 °C. Raman Spectroscopy and X-Ray Diffraction data indicate a full conversion into cerium dioxide for all mass ratios without indicating other stoichiometries. Scanning Electron Microscopy shows the formation of nanowires, with diameters varying from (81 ± 5) nm to (200 ± 10) nm for cerium acetate concentrations ranging from 3%, 5%, 10%, and 15%. Transmission Electron Microscopy reveals that the nanowires are polycrystalline, and nanocrystal average sizes are compatible with the crystalline coherence length extracted from X-Ray Diffraction. The Thermal Treatment temperature does not seem to affect the nanowire average diameter; thus, this fabrication method’s main control parameter for tailoring the CeO2 nanowire diameter by this fabrication method is the cerium acetate concentration within the deposition solution.
Resumo
Dispersões de polímero e acetato de cério foram depositadas por eletrofiação como nanofibras sobre um alvo metálico, com a concentração do precursor variando de 15% a 3% (em peso). As diferentes amostras de material depositado foram então transformadas em nanofios de CeO2 por tratamento térmico em temperaturas variando de 350 a 950 °C. Os dados de espectroscopia Raman e difração de raios X indicam uma conversão completa em dióxido de cério para todas as proporções de massa sem indicar outras estequiometrias. A Microscopia Eletrônica de Varredura mostra a formação de nanofios, com diâmetros variando de (81 ± 5) nm a (200 ± 10) nm para concentrações de acetato de cério variando de 3%, 5%, 10% e 15%. A Microscopia Eletrônica de Transmissão revela que os nanofios são policristalinos e os tamanhos médios dos nanocristais são compatíveis com o comprimento de coerência cristalina extraído da Difração de Raios X. A temperatura do Tratamento Térmico não parece afetar o diâmetro médio dos nanofios; assim, o principal parâmetro de controle deste método de fabricação para adaptar o diâmetro do nanofio de CeO2 por este método de fabricação é a concentração de acetato de cério na solução de deposição.
Essa pesquisa
contribui para as seguintes ODS:
