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Titanium (Ti)-layered materials have interesting characteristics for photocatalytic applications, such as the high specific surface area and ease of intercalation of species in the interlamellar region, which are extremely favorable for the surface processes. In this sense, this review addresses the data available in the literature related to the preparation, structure and main photocatalytic applications of Ti-layered materials. The main synthesis methodologies of these materials were addressed: the hydrothermal, which is mainly used to obtain powders (containing TiO2 or titanates) and the anodization process that is commonly used to obtain films composed mainly of TiO2 nanotubes. Prominent photocatalytic applications for semiconductors were also addressed, focusing on the use of pure or associated Ti-layered materials for the photodegradation of emerging pollutants, photoreduction of CO2 or metals, hydrogen production and the inactivation of microorganisms. It was possible to observe that, despite these being extremely promising materials and with outstanding efficiency in some processes, such materials can still be considered little explored and deserve greater attention from researchers in the area.

Na Ficha Catalogr?fica consta o t?tulo: "S?ntese hidrot?rmica de materiais de Ti aplicados na remo??o de poluentes org?nicos". Submitted by Jos? Henrique Henrique (jose.neves@ufvjm.edu.br) on 2022-11-11T23:35:51Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) luele_ribeiro_sousa_barbosa.pdf: 4043789 bytes, checksum: 46b755a8e080804da9bea70a323faacd (MD5) Approved for entry into archive by Jos? Henrique Henrique (jose.neves@ufvjm.edu.br) on 2022-11-16T19:52:29Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) luele_ribeiro_sousa_barbosa.pdf: 4043789 bytes, checksum: 46b755a8e080804da9bea70a323faacd (MD5) Made available in DSpace on 2022-11-16T19:52:30Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) luele_ribeiro_sousa_barbosa.pdf: 4043789 bytes, checksum: 46b755a8e080804da9bea70a323faacd (MD5) Previous issue date: 2022 Funda??o de Amparo ? Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG) O lan?amento de poluentes org?nicos t?xicos nos efluentes, como alguns corantes t?xteis e f?rmacos, ? um dos problemas ambientais da atualidade que pode ser amenizado com a fotocat?lise heterog?nea com semicondutores. Estudos na ?rea de qu?mica de materiais buscam entender melhor a rela??o entre m?todo de s?ntese, estrutura, superf?cie dos materiais e propriedades fotocatal?ticas. Nessa ?rea, as diferentes fases de ?xidos tit?nio (Ti) j? foram bastante estudadas, no entanto, os titanatos de pot?ssio lamelares obtidos por s?ntese hidrot?rmica alcalina ainda merecem investiga??o tendo em vista principalmente a sua elevada ?rea superficial que implica em uma maior probabilidade de s?tios ativos por m2. Nesse sentido, este trabalho apresenta a s?ntese de materiais de Ti pelo m?todo hidrot?rmico sob diferentes concentra??es de KOH (10-5, 10-2, 1 e 5 mol/L). Foram testadas estas concentra??es visando a obten??o de materiais com diferentes caracter?sticas estruturais e superficiais. As amostras receberam o nome levando-se em considera??o as concentra??es de KOH, sendo elas: Ti1 (obtida com o precursor de Ti em KOH 10-5 mol/L), Ti2 (10-2 mol/L), Ti3 (1 mol/L), Ti4 (5 mol/L). Com a finalidade de investigar as propriedades estruturais, morfol?gicas e eletr?nicas dos materiais sintetizados, foram empregadas diferentes t?cnicas de caracteriza??o, incluindo difra??o de raios X (DRX), ?rea superficial espec?fica (BET), Espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletr?nica de varredura (MEV), potencial Zeta, entre outras. De acordo com as an?lises de difra??o de raios X (DRX), as amostras sintetizadas nas concentra??es 10-5 e 10-2 mol/L de KOH resultaram na forma??o da fase cristalina TiO2 anatase e nas concentra??es 1 e 5 mol/L, titanatos de pot?ssio (K2Ti8O17 e K3Ti8O17), provavelmente de estrutura lamelar. A an?lise superficial indicou a forma??o de materiais mesoporosos e de titanatos de elevadas ?reas superficiais, em destaque a amostra Ti4 (2796 m2g-1). A atividade fotocatal?tica desses materiais foi avaliada pela fotodegrada??o dos corantes azul de metileno (MB) e ?ndigo de carmim (IC), assim como do f?rmaco amilorida (AML). Os melhores desempenhos fotocatal?ticos foram observados para os titanatos de pot?ssio (Ti3 e Ti4) removendo aproximadamente 100% de absorb?ncia de todas as mol?culas testadas (MB, IC, AML). As diferentes afinidades relacionadas a carga e caracter?stica da mol?cula alvo proporcionaram aos fotocatalisadores melhor rela??o sin?rgica entre o efeito da adsor??o e da fotogera??o de cargas sob irradia??o UV. Em geral, o aumento da concentra??o de KOH na s?ntese hidrot?rmica alcalina promoveu mudan?as estruturais, morfol?gicas e texturais conferindo propriedades melhoradas em rela??o aos materiais obtidos nas concentra??es menores (Ti1 e Ti2). Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-Gradua??o em Qu?mica, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2022. The release of toxic organic pollutants in effluents, such as some textile dyes and pharmaceuticals, is one of the current environmental problems that can be alleviated with heterogeneous photocatalysis with semiconductors. Studies in the field of materials? chemistry seek to better understanding the relationship between the synthesis method, structure and surface of materials with their photocatalytic properties. In this area, the different phases of titanium oxides (Ti) have already been extensively studied, however, the lamellar potassium titanates obtained by hydrothermal alkaline synthesis still deserve investigation, mainly in view of their high surface ?rea, which implies a greater probability of active sites per m2. Thus, this work presents the synthesis of Ti materials by the hydrothermal method under different concentrations of KOH (10-5, 10-2, 1 and 5 mol/L). These concentrations were tested in order to obtain materials with different structural and surface characteristics. The samples was named taking into account the concentrations of KOH, namely: Ti1 (obtained with the precursor of Ti in KOH 10-5 mol/L), Ti2 (10-2 mol/L), Ti3 (1 mol/L), Ti4 (5 mol/L). In order to investigate the structural, morphological and electronic properties of the synthesized materials, different characterization techniques were employed, including X-ray diffraction (XRD), specific surface area (BET), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), Zeta potential, among others. According to X-ray diffraction (XRD) analysis, samples synthesized at concentrations of 10-5 and 10-2 mol/L of KOH resulted in the formation of the crystalline phase TiO2 anatase and at concentrations of 1 and 5 mol/L, titanates of potassium (K2Ti8O17 and K3Ti8O17), probably of lamellar structure. The surface analysis indicated the formation of mesoporous materials and titanates of high surface areas, highlighting the Ti4 sample (2796 m2g-1). The photocatalytic activity of these materials was evaluated by the photodegradation of methylene blue (MB) and indigo carmine (IC) dyes, as well as the drug amiloride (AML). The best photocatalytic performances were observed for potassium titanates (Ti3 and Ti4) removing approximately 100% absorbance of all molecules tested (MB, IC, AML). The different affinities related to charge and characteristic of the target molecule provided the photocatalysts with a better synergistic relationship between the effect of adsorption and photogeneration of charges under UV irradiation. In general, the increase in KOH concentration in the alkaline hydrothermal synthesis promoted structural, morphological and textural changes, conferring improved properties in relation to materials obtained at lower concentrations (Ti1 and Ti2).

Grandes quantidades de corantes orgânicos são utilizadas por indústrias (têxteis, papel, cosméticos, entre outras), sendo o setor têxtil responsável pela maior produção, uso e descartes de efluentes contendo essas substâncias. Muitos são os tipos de corantes utilizados pelas indústrias, sendo o violeta de metila, frequentemente dectado nos seus efluentes. O corante violeta de metila (2B) é considerado um composto tóxico à vida aquática por interferir na transmissão da luz, dificultando os processos biológicos, prejudicando as comunidades aquáticas. Nos humanos a sua exposição prologada pode causar irritação nos olhos e no trato gastrointestinal. Com base nestas informações, objetivou-se avaliar o potencial de remoção do corante Violeta de Metila (VM), empregando nanotubos de titanato de hidrogênio H-TiNTs como adsorventes. No ensaio da influência do pH foi observado uma maior capacidade de adsorção do VM nos pHs de (7 a 9) com remoção de até 75% do VM. Nos estudos cinéticos observou-se um equilíbrio químico após 180 minutos de contato, com remoção máxima de 88 % do corante VM pelos H - TiNTs. Entre os três modelos cinéticos estudados, o melhor ajuste R2 (0,99) se deu para o de pseudosegunda ordem, frente aos dois outros modelos aplicados, o de pseudo-primeira ordem e o de difusão intrapartícula. Nos estudos isotérmicos o modelo de Langmuir foi o que melhor descreveu o processo de adsorção do corante VM nos H-TiNTs, com valores de R2 igual (0,99) para todas as temperaturas. A capacidade máxima de adsorção (96; 100 e 106 mg g-1) obtidas do modelo isotérmico Langmuir, nas temperaturas de 25, 35 e 45ºC, se aproximaram dos valores obtido experimentalmente (109; 115 e 120 mg g-1) e se distanciaram dos valores obtidos pelo modelo de Freundlich (48,5; 51,3 e 54,8 mg g-1). Os valores de RL (0,27; 0,26 e 0,26) (constante de Langmuir) e 1/n (0,52; 0,54 e 0,56) (constante de Freundlich), indicaram que o processo de adsorção foi favorável. Sugerindo que o modelo é melhor descrito pela isoterma do tipo L (Langmuir), indicando assim uma forte interação entre o corante VM e o H-TiNTs. Nos estudos termodinâmicos os valores negativos de ΔGº (-32,66; - 33,87 e -35,01) indicam que o processo de adsorção dos H-TiNTs para remoção do corante VM é de natureza espontânea. Já o valor positivo de ΔHº (2,28) indica que o processo de adsorção é de natureza endotérmica. O presente estudo forneceu uma base experimental sobre o processo de adsorção na remoção do corante VM por HTiNTs, o qual mostrou ser eficiente, apresentando alta capacidade adsortiva e rápida taxa de adsorção. Large amounts of organic dyes are used by industries (textiles, paper, cosmetics, among others), and the textile sector is responsible for the greater production, use and disposal of effluents containing these substances. Many are the types of dyes used by industries, being methyl violet, often found in their effluents. The violet methyl dye (2B) is considered a toxicant to aquatic life by interfering with the transmission of light, hindering biological processes, harming aquatic communities. In humans, its prolonged exposure may cause irritation to the eyes and gastrointestinal tract. Based on this information, the objective of this study was to evaluate the potential for the removal of Methyl Violet (VM) dye, using hydrogen titanate nanotubes H-TiNTs as adsorbents. In the pH influence test, a higher adsorption capacity was observed at pHs of (7 to 9) with removal of up to 75% of the VM. In the kinetic studies, a chemical equilibrium was observed after 180 minutes of contact, with a maximum removal of 88% of the VM dye by H-TiNTs. Among the three kinetic models studied, the best fit R2 (0.99) was for the pseudo second order, compared to the other two applied models, pseudo first order and intraparticle diffusion. In the isothermal studies, the Langmuir model best described the adsorption process of VM dye in H-TiNTs, with R2 values equal (0.99) for all temperatures. The maximum adsorption capacity (96; 100 and 106 mg g-1) obtained from the Langmuir isothermal model at temperatures of 25, 35 and 45ºC approached the values obtained experimentally (109; 115 and 120 mg g-1) and distanced themselves from the values obtained by the Freundlich model (48,5; 51,3 and 54,8 mg g-1). Values of RL (0.27, 0.26 and 0.26) (Langmuir's constant) and 1/n (0.52, 0.54 and 0.56) (Freundlich's constant) indicated that the adsorption was favorable. It’is suggest that the model is best described by the Langmuir type isotherm, thus indicating a strong interaction between the VM dye and the H-TiNTs. In the thermodynamic studies, the negative values of ΔGº (-32.66, -33.87 and -35.01) indicate that the adsorption process of H-TiNTs for removal of the dye VM is spontaneous in nature. However, the positive value of ΔHº (2.28) indicates that the adsorption process is of endothermic nature. The present study provided an experimental basis on the adsorption process in the removal of the VM dye by H-TiNTs, which showed to be efficient, presenting high adsorptive capacity and fast adsorption rate.

Nanoparticles of TiO 2 have been the main semiconductor applied in dye-sensitized solar cells. However, with the progress made in the nanotechnology field, new semiconductors with varied morphologic characteristics are been broadly investigated. In this thesis work titanate nanotubes (NaTiNT) and nanoribbons, were obtained by the hydrothermal method from TiO 2 anatase. These materials were deposited on conductive substrate by electrophoresis, with and without thermal treatment, sensitized by ruthenium-based dye and used as work electrode. Exposing those photovoltaic devices to visible radiation, with films before thermal treatment, a short-circuit current density (J SC ) of 0.0012 mA/cm 2 was observed for the cell with NaTiNT, a current density of 0.0398 mA/cm 2 for the cell with Nanoribbons, and a current density of 0.4028 mA/cm 2 for the cell with TiO 2 as electrode. After thermal treatment, a short-circuit current density of 0.4269 mA/cm 2 was observed for the cell with NaTiNT, a current density of 0.0765 mA/cm 2 for the Nanoribbons cell, and, finally, a current density of 0.3310 mA/cm 2 for the cell with TiO 2 as electrode. Moreover, thin films of tin oxide were synthesized by technique of electrophoresis and applied as working electrodes in dye sensitized solar cells (DSSCs). In this stage, five samples of films were obtained by different time of deposition, heat treated and characterized by structural and optical techniques while the cells were tested by current vs. voltage, electrochemical impedance and quantum eficiency measurements. The highest efficiency obtained was 3.89% using a SnO 2 thin film without any chemical post-treatment. The new morphological, structural and optical characteristics of these nanoparticles may contribute for the development and research of new generation photovoltaic devices. As nanopartículas de TiO 2 têm sido o principal semicondutor aplicado nas células solares sensibilizadas por corantes (CSSCs). Porém com o avanço das pesquisas em nanotecnologia, novos semicondutores com características morfológicas variadas têm sido amplamente estudados. Nesta tese de doutorado, nanotubos (NaTiNT) e nanofitas de titanato foram obtidos pelo método hidrotérmico alcalino a partir do TiO 2 anatase. Estes materiais foram depositados por eletroforese em substrato condutor e, com e sem tratamento térmico, sensibilizados por corante à base de rutênio e utilizados como eletrodo de trabalho de células solares. Expondo esses dispositivos fotovoltaicos à radiação visível, com os filmes sem tratamento térmico observou-se uma densidade de corrente de curto-circuito (J SC ) de 0,0012 mA/cm 2 para a célula com NaTiNT, uma densidade de corrente de 0,0398 mA / cm 2 para a célula com nanofitas, e uma densidade de corrente de 0,4028 mA/cm 2 para a célula com TiO 2 como eletrodo. Após o tratamento térmico, foi observada uma densidade de corrente de curto-circuito de 0,4269 mA / cm 2 para a célula com NaTiNT, uma densidade de corrente de 0,0765 mA / cm 2 para a célula com nanofitas e, finalmente, uma densidade de corrente de 0,3310 mA /cm 2 para a célula com TiO 2 como eletrodo. Além disso, filmes finos de óxido de estanho (SnO 2 ) foram sintetizados pela técnica de eletroforese e, também, aplicados como eletrodos de trabalho em células solares sensibilizadas por corantes. Nesta etapa, cinco amostras de filmes foram obtidas por diferentes tempos de deposição, tratadas termicamente e caracterizadas por técnicas estruturais e ópticas, enquanto as células foram testadas por medidas de corrente por tensão, impedância eletroquímica e eficiência quântica. A maior eficiência obtida foi de 3,89% usando filme fino de SnO 2 sem nenhum pós-tratamento químico. As novas características morfológicas, estruturais e ópticas dessas nanopartículas podem contribuir para o desenvolvimento e pesquisa de dispositivos fotovoltaicos de nova geração.

Made available in DSpace on 2018-11-26T17:55:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2017-02-01. Added 1 bitstream(s) on 2021-07-15T14:32:25Z : No. of bitstreams: 1 S0100-40422017000200166.pdf: 1755865 bytes, checksum: e03a140dfd4dba96f46dd90e8e7abf9b (MD5) In this work barium titanate (BT) and strontium titanate (ST) were prepared by Microwave-Assisted Hydrothermal (MAH) method, using a Ti precursor different from those shown in the literature and various concentrations (1, 3 e 6 mol L-1) of KOH mineralizer. As a titanium precursor, an anatase complex with hydrogen peroxide were used. For the precursors of barium and strontium, chlorides were used. The materials resulting from the synthesis processes were characterized in room temperature by different techniques as like: X-Ray Diffraction (XRD), micro- Raman Spectroscopy, UV-Vis, Scanning Electron Microscopy (SEM) and Photoluminescence (PL). The results show that there were differences in crystallinity, morphology, number of phases and photoluminescence depending on the concentration of the mineralizer. Univ Estadual Paulista, Dept Fis, BR-19060900 Presidente Prudente, SP, Brazil Univ Sao Paulo, Inst Fis Sao Carlos, BR-13566590 Sao Carlos, SP, Brazil Univ Estadual Paulista, Inst Quim, BR-14801907 Araraquara, SP, Brazil Univ Estadual Paulista, Dept Fis, BR-19060900 Presidente Prudente, SP, Brazil Univ Estadual Paulista, Inst Quim, BR-14801907 Araraquara, SP, Brazil

Researches on alloy elements such as niobium and silicon have been added to titanium alloys as an alternative for new materials to be used in orthopedic implants, once they present biocompatibility and favor reductions in the elasticity modulus. Therefore, the objective of this study was to investigate the phase transformations, mechanical properties and corrosion resistance of the Ti-Nb and Ti-Nb-Si alloys for biomedical applications. The results showed that Si addition is effective to stabilizing the £] phase, which also acts as a ç suppressor, and to produce grain refinement. In all samples, the hardness values increased with the increasing of Si content, while the elastic modulus was reduced in the Ti-15Nb-xSi and Ti-35Nb-xSi alloys; however, for Ti-40Nb-xSi samples increased with the increasing of Si content. Lower elastic moduli were observed in water-quenched Ti-35Nb-xSi alloys, for which tensile tests and corrosion resistance were performed. The increase in Si concentration also produced an increase in the alloys mechanical strength. Ti-35Nb-0,55Si alloy, however, showed brittle mechanical behavior which was related to the presence of silicides, referred as (Ti,Nb)3Si, at the grain boundaries. Corrosion tests showed that the alloys exhibit high resistance in the studied environment. The results suggest that the Ti-35Nb-0,35Si alloys presents the best combination of properties: good mechanical strength, low elastic modulus and excellent corrosion resistance. Elementos de liga como niobio e silicio tem sido adicionados a ligas de titanio como uma alternativa na busca de novos materiais para implantes ortopedicos, visto que apresentam biocompatibilidade e favorecem a reducao do modulo de elasticidade. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi investigar as transformacoes de fases, propriedades mecanicas e de resistencia a corrosao de ligas dos sistemas Ti-Nb e Ti-Nb-Si para aplicacoes biomedicas. Os resultados mostraram que a adicao de Si foi efetiva na estabilizacao da fase £], o qual tambem atua como supressor de ç, alem de produzir refinamento de grao. Em todas as amostras estudadas, os valores de dureza se elevaram com o aumento do teor de Si, enquanto que o modulo de elasticidade sofreu uma reducao nas ligas dos grupos Ti-15Nb-xSi e Ti-35Nb-xSi; no entanto, para as amostras Ti-40Nb-xSi foi verificado um aumento de seus valores com a elevacao do teor de Si. Menores modulos de elasticidade foram observados nas ligas Ti-35Nb-xSi resfriadas em agua, para as quais foram realizados ensaios de tracao e de resistencia a corrosao. Foi observado que o aumento da concentracao de Si tambem produziu um aumento na resistencia mecanica das ligas, entretanto, a liga com 0,55% de Si, apresentou comportamento mecanico fragil atribuido a presenca de silicetos, indicados como (Ti,Nb)3Si nos contornos de graos. Os ensaios de corrosao mostraram que as ligas apresentaram uma alta resistencia no meio estudado. Os resultados obtidos sugerem que a liga Ti-35Nb-0,35Si apresenta a melhor combinacao de propriedades: boa resistencia mecanica, baixo modulo de elasticidade e excelente resistencia a corrosao.

Photorefractive BTO presents useful properties for applications such as real-time holography, coherent light amplification and optical information processing, among others. The performance strongly depends on the defects induced by impurities, which can act as charge donors or acceptors. Defects can also be created by doping so that the properties can be adjusted to the desired application. Since ceramic reproduce well the single crystal properties and have advantages such as the simplicity and low cost of processing, they become suitable for the study of the relationship between properties and defects in this material. The subject of this work was the production and characterization of bismuth titanate ceramics ( Bi12TiO20 - BTO) pure and doped with transition metals and rare earths. The study was focused on the point defects related to the site occupancy of the dopant in the BTO matrix, as well as on the valence of the dopant and possible charge compensation mechanisms associated with the defects. In this work, BTO ceramics were produced by solid state synthesis with calcination at 700º C/6h and sintering at 800º C/3h. The characterization techniques employed were Xray Diffraction (XRD), X-ray absorption spectroscopy (XAS), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Impedance Spectroscopy (IS). Undoped and Dy , Er , Eu, Cr and Mn-doped BTO ceramic powders were produced, as well as ceramic bodies undoped and doped with Dy, Cr and Mn. All samples presented single phase Bi12TiO20. The XAS analysis revealed the presence of T4+ and metallic Ti in BTO, a result that adds detail to the model for the formation of intrinsic defects in this material. Transition metals Cr and Mn presented oxidation states 6+ and 4+, respectively, when inserted into the BTO matrix, while the other elements present valence 3+. Concerning the site occupancy, it was determined that the Dy tends to occupy the Bi3+ site, while Er, Eu, Mn and Cr tend to occupy the Ti4+ site. Impedance measurements showed that none of the doped samples had higher dark conductivity than pure sample. For the samples doped with Mn and Dy, which tend to occupy the Ti and Bi sites, respectively, the charge transport mechanisms are exactly the same as those verified in pure sample. For the Cr-doped sample, the Ti substitution occurs with a charge compensation mechanism that possibly give rise to new defects in the material. O BTO possui propriedades fotorrefrativas de interesse para aplicações como a holografia em tempo real, a amplificação de luz coerente e processamento de informação óptica, entre outras. O desempenho dos cristais fotorrefrativos depende fortemente dos defeitos criados por impurezas, os quais podem atuar como doadores ou aceitadores de carga. Os defeitos também podem ser inseridos por dopagem a fim de que as propriedades sejam adaptadas ao objetivo desejado. Uma vez que cerâmicas reproduzem bem as características do monocristal e apresentam vantagens de produção em relação aos materiais monocristalinos, como facilidade e baixo custo de processamento, elas se tornam adequadas ao estudo da relação entre defeitos e propriedades neste material. O objetivo deste trabalho foi a produção e caracterização de cerâmicas de Titanato de Bismuto (Bi12TiO20 - BTO) puro e dopado com metais de transição e terras raras, visando o estudo dos defeitos pontuais relacionados com e sitio de ocupação do dopante na matriz do BTO, valência do íon dopante incorporado na matriz cristalina e possíveis mecanismos de compensação de carga associados aos defeitos. Neste trabalho, cerâmicas de BTO foram produzidas por síntese de estado sólido, com calcinação a 700º C/6h, seguida de sinterização a 800º C/3h. Utilizamos como principais técnicas de caracterização a Difratometria de Raios X (DRX), Espectroscopia de Absorção de Raios X (XAS), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia de Impedância (IS). Foram produzidos pós cerâmicos puros e dopados com Dy, Er, Eu, Cr e Mn e corpos cerâmicos de BTO puros e dopados com Dy, Cr e Mn. Todas as amostras apresentaram a fase Bi12TiO20. As análises de XAS mostraram a presença de Ti4+ e Ti metálico no BTO, resultado que acrescenta detalhes ao modelo de formação do defeito intrínseco neste material. Os metais de transição Cr e Mn apresentaram estados de oxidação 6+ e 4+, respectivamente, quando inseridos na matriz de BTO, enquanto os outros elementos apresentaram valência 3+. Em relação ao sítio ocupado pelos íons dopantes, determinou-se que o Dy tende a ocupar o sítio do Bi3+, enquanto o Er, Eu, Cr e Mn tendem a ocupar o sítio do Ti4+. As medidas de impedância mostraram que nenhuma das amostras dopadas apresentou maior condutividade no escuro do que a amostra pura. Nas amostras dopadas com Mn e Dy que ocupam o sitio do Ti e Bi, espectivamente os mecanismos de transporte de carga são exatamente iguais ao da amostra pura. Na amostra dopada com Cr, ao substituir o sitio do Ti ocorrem mecanismos de compensação de carga que dão origem a novos defeitos no material.

Structural studies with CaCu3Ti4O12 (CCTO) are made since the 1970s, however investigations about their electrical properties only started recently. At 2000, it was reported a high permittivity of ~ 12000 (at 1 KHz) in ceramics of this material which remained constant between the room temperature to ~ 200 °C, and whose physical explanations be still controversial in the scientific society. High dielectric constants allow smaller capacitive components, enabling the size reduction of the electronic devices. In this way, CCTO has attracted the interest of many researchers as technological as scientific point of view. One of the main problem that limit its immediate application as dielectric in ceramic capacitors is its high dielectric loss (~ 0,15) near at room temperature. On the other hand, this material has been prepared by several researchers mainly by the solid state reaction method, in the temperature range of 1000 °C to 1050 °C, with thermal treatment up to 48 h. As result, some secondary phases have be found as in the calcined powders as in the sintered ceramics. Thus, other synthesis methods have been proposed and tested in the last years. In this work, we have studied the CCTO synthesis by a route based on Pechini s method and its sintering using a new method, in which a CO2 laser is used as the main heating source. Besides, the dielectric properties of CCTO ceramics were investigated in order to verify the influence of this sintering process on the ceramic properties as well as onto the understanding of the involved physical mechanisms. The laser sintered ceramics presented high relative density (95 ± 1%), with homogeneous microstructure and dielectric constant at about 2000 with low dielectric loss (0,06) at 1 kHz, when sintered at 1,3 W/mm2. The dielectric loss value obtained in this work is among the lowest ever recorded. Based on our results was also proposed a mechanism to aid in the understanding of the giant dielectric constant in CCTO. Finally, we believe that laser sintering can be an important tool for the optimization of the dielectric properties of CCTO ceramics and consequently future applications in the capacitors and electronic devices industry, whose worldwide consumption is increasing. Estudos estruturais com o CaCu3Ti4O12 (CCTO) são feitos desde os anos 1970, contudo investigações acerca de suas propriedades elétricas somente se iniciaram recentemente. Em 2000, foi reportado uma alta permissividade de ~ 12000 (a 1 kHz) em cerâmicas deste material, que permanecia constante da temperatura ambiente a ~ 200 °C, cujas explicações físicas ainda são bem controversas na comunidade científica. Constantes dielétricas altas permitem menores componentes capacitivos, oferecendo assim a oportunidade de diminuir o tamanho de dispositivos eletrônicos. Desta forma, o CCTO tem atraído muito o interesse de pesquisadores, tanto do ponto de vista tecnológico quanto científico. Um dos principais problemas que limitam sua imediata aplicação como dielétrico em capacitores cerâmicos é a sua alta perda dielétrica (~ 0,15) próximo à temperatura ambiente. Por outro lado, este material tem sido preparado por diversos pesquisadores principalmente pelo método da reação de estado sólido, no intervalo de temperatura de 1000 °C a 1100 °C, com tratamentos térmicos de até 48 h. Como resultado, algumas fases secundárias têm sido encontradas tanto no pó calcinado quanto na cerâmica sinterizada. Dessa forma, outros métodos de síntese vêm sendo procurados e testados nos últimos anos. Neste trabalho, estudamos a síntese do CCTO por uma rota baseada no método Pechini e sua sinterização usando um novo método, no qual um laser de CO2 é usado como principal fonte de aquecimento. Além disso, estudamos as propriedades dielétricas das cerâmicas de CCTO, a fim de verificar a influência deste novo processo de sinterização em suas propriedades bem como no entendimento dos mecanismos físicos envolvidos. As cerâmicas sinterizadas a laser apresentaram alta densidade relativa (95 ± 1%), com microestrutura homogênea e constante dielétrica em torno de 2000 e baixa perda dielétrica (0,06) a 1 kHz, quando sinterizadas a 1,3 W/mm2. O valor de perda dielétrica obtida neste trabalho está entre os mais baixos já registrados. Baseando-se em nossos resultados também foi proposto um mecanismo para auxiliar no entendimento da constante dielétrica gigante no CCTO. Finalmente, acreditamos que a sinterização a laser pode ser uma importante ferramenta para a otimização das propriedades dielétricas de cerâmicas de CCTO e consequentemente futuras aplicações na indústria de capacitores e dispositivos eletrônicos, cujo consumo mundial é cada vez maior.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior In recent years, studies about the physicochemical properties of mixed oxides, call attention of the scientific community, properties like as piezoelectricity, photoluminescence, or applications as catalysts, arise in these compounds, when their chemical compositions are modified, in this context some routes are employed in the synthesis of these materials, among which can be cited these methods: ceramic, combustion, co-precipitation, Pechini or polymeric precursor method, hydrothermal, sol-gel; these routes are divided into traditional routes or chemical routes. In this work were synthesized oxides with variable composition, from the thermal decomposition of titanium, cobalt, nickel and praseodymium nitrilotriacetates. The nitrilotriacetates were characterized by IR Spectroscopy (FTIR), Thermogravimetric (TG/ DTG) and Differential Scanning Calorimetry (DSC), while oxides have been characterized by X-ray diffraction (XRD), Spectrofluorimetry and IR Spectroscopy (FTIR). From FTIR data, it was demonstrated that the displacement of the band corresponding to the carboxylate group (νCOOH) at 1712 cm-1, present in nitrilotriacetic acid (H3NTA), for 1680-1545 cm-1, these stretches are characteristics of coordinated nitrilotriacetates, By thermal analysis (TG/DTG /DSC), it was suggested, that in an oxidizing atmosphere (air) oxides are obtained at lower temperatures than in an inert atmosphere N2(g). By results from X-ray Diffraction (XRD), it was determinated that the oxides are crystalline and the predominant phases obtained are summarized titanate phases rutile and ilmenite. By fluorimetry was observed that the intensity of emission bands are directly proportional to the concentration of ions Ni2+, Co2+ and Pr3+, and IR spectroscopy (FTIR) from oxides, demonstrated the disappearance of characteristic bands by nitrilotriacetates, determining the complete decomposition of the nitrilotriacetates in oxides Nos últimos anos, os estudos das propriedades físico-químicas de óxidos mistos, tem despertado o interesse da comunidade científica, propriedades como: piezoeletricidade, fotoluminescência, ou aplicações em catálise, surgem destes compostos quando se modifica as composições químicas destes materiais, neste contexto algumas rotas são empregadas na síntese destes materiais, dentre elas pode-se citar os métodos: cerâmico, combustão coprecipitação, Pechini ou dos precursores poliméricos, hidrotérmico, sol-gel; tais rotas dividem-se em rotas tradicionais ou em rotas químicas. No presente trabalho foram sintetizados óxidos com composição variável, a partir das decomposições térmicas dos nitrilotriacetatos de titânio, cobalto, níquel e praseodímio. Os nitrilotriacetatos obtidos foram caracterizados por Espectroscopia de Absorção na Região do Infravermelho (FTIR), Termogravimetria (TG/DTG) e Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), enquanto que os óxidos sintetizados foram caracterizados por Difração de Raios-X (DRX), Espectrofluorimetria e Espectroscopia de Absorção na Região do Infravermelho (FTIR). A partir dos dados de Espectroscopia de Absorção na Região de Infravermelho (FTIR), determinou-se o deslocamento da banda correspondente ao grupo carboxilato (νCOOH) de 1712 cm-1, presente no ácido nitrilotriacético (H3NTA), para a faixa de 1680-1545cm-1, em que ocorre nos nitrilotriacetatos coordenados. Pelos dados de análise térmica (TG/DTG/DSC) indicou-se que em atmosfera oxidante (ar) os óxidos são obtidos a menores temperaturas do que em atmosfera inerte N2(g). Por Difração de Raios-X (DRX), determinou-se que os óxidos obtidos são cristalinos, e que as fases predominantes obtidas nos titanatos sintetizados, são as fases rutilo e ilmenita. Por Espectrofluorimetria observou-se que a intensidade das bandas de emissão são diretamente proporcionais à concentração dos íons Ni2+, Co2+ e Pr3+. A partir dos dados fornecidos pela Espectroscopia de Absorção na Região do Infravermelho (FTIR) dos óxidos, demonstrou-se a remoção das bandas características dos estiramentos dos nitrilotriacetatos, após tratamento térmico, indicando a completa decomposição dos nitrilotriacetatos em óxidos

Universidade Federal de Sao Carlos Three methods for the synthesis of sodium titanates were investigated: solid state treatment (800 oC), hydrothermal treatment (110 oC) and sol-gel method (55 oC). The titanium oxide was used as starting compound for xerothermal and hydrothermal treatments. The titanium (IV) n-butoxide was used in the sol-gel method. The samples were characterized by X-ray diffraction, energy-dispersive X-ray, atomic absorption spectroscopy, scanning electron microscopy, thermogravimetry coupled to mass spectroscopy, nitrogen physisorption, Raman spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The materials synthesized were used as heterogeneous-basic catalysts in the transesterification reaction between ethyl acetate and methanol, performed under mild conditions: 50 oC, 30 min of reaction time, 4 wt. % of catalyst and molar ratio of ester:alcohol 1:6. The solid prepared by sol-gel method was the most active leading to esters yields around 30 %. This non-calcined material showed high catalytic stability. The loss of activity on the fourth cycle was accompanied by the appearance of a new species of oxygen, identified using XPS analysis. The XPS spectrum showed that the basic character of this oxygen species was inferior to that of the original species, which could explain the loss of catalytic activity. The deactivation was accompanied by the intensification of a second Na 1s component at higher binding energy. The migration of these ions to the catalyst surface reduced their availability for the formation of active Ti-O-Na+ sites, which explain the loss of catalytic activity after the fourth test cycle or after calcination of the material, both of which resulted in the same effect. Três métodos de síntese de titanatos de sódio foram estudados: xerotérmico (800 ºC), hidrotérmico (110 ºC) e sol-gel (55 ºC). O óxido de titânio foi utilizado como precursor nos dois primeiros métodos e o tetrabutóxido de titânio (IV) no método sol-gel. Os sólidos foram caracterizados por difração de raios X, análise de energia dispersiva de raios X (EDX), espectrometria de absorção atômica com chama, microscopia eletrônica de varredura, análise termogravimétrica acoplada à espectrometria de massa, fisissorção de nitrogênio, espectroscopia Raman, espectroscopia de fotoelétrons excitados por Raios X (XPS) e foram aplicados como catalisadores heterogêneos básicos na reação de transesterificação. Como modelo da transesterificação foi escolhida a reação do acetato de etila e metanol realizada sob condições brandas: 50 ºC, tempo reacional de 30 min, 4 % (m/m) de catalisador e razão molar de éster: álcool 1:6. Os sólidos obtidos pelo método sol-gel foram os mais ativos frente a essa reação nas condições acima especificadas, dando conversões em torno de 30 %. Este material não calcinado mostrou alta estabilidade catalítica. A perda de sua atividade no quarto ciclo reacional foi acompanhada pelo surgimento de uma nova espécie de oxigênio, identificada por XPS. O espectro de XPS mostrou que a força básica desse oxigênio era inferior ao das espécies originais, explicando-se a perda da atividade catalítica. A desativação foi acompanhada pela intensificação de uma segunda componente de Na 1s e Ti 2p de maior energia de ligação. A migração dos íons sódio na superfície do sólido faz com que fiquem menos disponíveis para a formação do sítio ativo Ti-O-Na+. Desta forma, justifica-se a perda de atividade catalítica após o 4o uso do catalisador ou após a etapa de calcinação, na qual foi observado o mesmo efeito.

The minimization of emissions of nitrogen oxides (NOx) is a subject of great interest because they cause serious environmental problems affecting human health, flora and fauna. To break down the NOx catalytic reduction of these compounds to N2 has acquired great importance and may occur in the absence or presence of a reducing agent. The selective catalytic reduction using ammonia as a reducing agent (NH3-SCR) has been shown to be one of the most attractive, being used worldwide to control NOx emissions by industries due to its high efficiency, selectivity and low cost. To obtain more efficient catalysts for this reaction, several studies have been developed. In this context, the objective of this work is to prepare, to wet impregnation, catalysts based on vanadium, molybdenum and iron supported on commercial TiO2 and lamellar titanates (TL) with high (A-TL) or low-sodium (B-TL), and apply them to the reduction of NO with NH3.It was also studied the effect of calcination temperature in titanates with low sodium content. Results of XRD and adsorption of N2 measurements confirmed the formation of TL mesoporous structure and high specific surface area. After the addition of metal to TiO2 and TL, it was observed a significant decrease in the values of specific surface areas, attributed to the filling of pores by metal oxides. The RTP-H2 showed lower reducibility of metals supported on the lamellar titanates and commercial TiO2 support. The catalysts supported TL with high sodium content showed lower catalytic activity compared to commercial catalysts . However, the catalysts supported on titanates with low sodium content showed promising results in the conversion of NO to N2. The catalysts Fe2O3/TiO2 Fe2O3/B-TL showed loss of activity in the presence of SO2, which partially regenerates in the absence of the compound. In the presence of water, both catalysts showed a decline in the conversion, With the removal of H2O the Fe2O3/TiO2 showed partial regeneration, while the Fe2O3/B-TL suffered irreversible deactivation. A minimização das emissões de óxidos de nitrogênio (NOx) é assunto de alto interesse pois causam graves problemas ambientais afetando a saúde humana, à flora e à fauna. Para abater os NOx, a redução catalítica desses compostos a N2 vem adquirindo grande relevância, podendo ocorrer na ausência ou presença de um agente redutor. A redução catalítica seletiva utilizando amônia como agente redutor (RCS-NH3) tem-se mostrado um dos processos mais atrativos, sendo mundialmente aplicado no controle de emissão do NOx pelas indústrias, devido a sua alta eficiência, seletividade e baixo custo. Para a obtenção de catalisadores mais eficientes para essa reação, diversos estudos tem sido desenvolvidos. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho é preparar, via impregnação úmida, catalisadores à base de vanádio, molibdênio e ferro suportados em TiO2 comercial e titanatos lamelares (TL) com alto (A-TL) ou (B-TL) baixo teor de sódio, e aplicá-los na redução de NO com NH3. Foi verificado estudado também o efeito da temperatura de calcinação nos titanatos com baixo teor de sódio. Resultados de DRX e medidas de adsorção de N2 confirmaram a formação de TL de estrutura mesoporosa e de alta área superficial específica. Após a adição dos metais aos suportes TiO2 e TL, foi observada uma queda significativa nos valores das áreas superficiais específicas, atribuída ao preenchimento dos poros pelos óxidos metálicos. O RTP-H2 indicou menor redutibilidade dos metais suportados nos titanatos lamelares frente ao suporte TiO2 comercial. Os catalisadores suportados em TL com alto teor de sódio apresentaram atividade catalítica inferior quando comparados aos catalisadores suportados em TiO2 comercial. No entanto, os catalisadores suportados nos titanatos com baixo teor de sódio apresentaram resultados promissores na conversão do NO a N2. Os catalisadores Fe2O3/TiO2 e Fe2O3/B-TL registraram queda parcial na atividade quando na presença do SO2, que se regenera parcialmente na ausência do composto. Na presença de água, ambos catalisadores apresentaram queda na conversão, sendo que, na retirada deste composto, o Fe2O3/TiO2 apresentou parcial regeneração, ao passo que, o Fe2O3/B-TL, sofreu desativação irreversível.

Tetratitanato de potássio (K2Ti4O9) e trititanato de sódio (Na2Ti3O7) foram sintetizados por meio de síntese no estado sólido a 800°C, impregnados por via úmida utilizando Mg2+/La3+ ou nanopartículas de MgO/La2O3 variando o teor do íon/óxido em 1, 5 ou 10% em relação à massa da matriz. MgO e La2O3 foram sintetizados por precipitação e tiveram seu diâmetro médio de cristalito calculados em 11 nm e 72 nm, respectivamente. Os materiais sintetizados foram caracterizados por difratometria de raios X, termogravimetria, fisissorção de N2(g), espectroscopia na região do infravermelho médio, microscopia eletrônica de transmissão e foram aplicados em reações de transesterificação utilizando misturas reacionais acetato de metila/etanol e acetato de etila/metanol. A distância interlamelar calculada para os sólidos é da ordem de 8 Å. A impregnação dos íons/óxidos nas matrizes K2Ti4O9 e Na2Ti3O7 produziu mudanças estruturais incluindo perda de cristalinidade para algumas delas incluindo alargamento ou desaparecimento de picos. Todos os materiais sintetizados, após queima sob atmosfera de N2(g), perderam massa relativa à saída de água superficial e água interlamelar. Os materiais apresentaram baixa área superficial, com valores abaixo de 5 m2/g. De um modo geral, os pós utilizados tiveram taxas de conversão entre 10 e 80%. Destaque deve ser dado às matrizes puras que apresentaram taxas de conversão iguais ou superiores aos pós impregnados, sendo que o uso da matriz K2Ti4O9 levou aos melhores resultados. Dentre os óxidos escolhidos para a impregnação, a eficiência maior foi observada para MgO. Alguns pós foram reutilizados para as mesmas reações e a atividade diminuiu a cada ciclo de reação. A análise da mistura reacional após os testes de reuso para a matriz K2Ti4O9 revelou lixiviação parcial de íons K+, entretanto a análise do perfil dos padrões de DRX dos pós após reuso não revelou a ocorrência de mudanças estruturais. Uma proposta para explicar a atividade dos titanatos lamelares nas reações de transesterificação é feita baseando-se nas propriedades ácido-base das lamelas e na saída de íons K+ da região interlamelar. Potassium tetratitanate (K2Ti4O9) and sodium trititanate (Na2Ti3O7) were synthesized by solid state reaction at 800°C and wet impregnated using Mg2+/La3+ or nanoparticles of MgO/La2O3 varying ion/oxide content in 1, 5 or 10% of matrix weight. MgO and La2O3 synthesized by precipitation method and their mean crystallite size calculated in 11 nm and 72 nm, respectively. Synthesized materials were characterized by X ray diffractometry, termogravimetry, N2 adsorption, mid-infrared spectroscopy, transmission electron microscopy and they were applied on transesterification reactions using mixtures of methyl acetate/ethanol and ethyl acetate/methanol. Interlayer distance calculated for solids is about 8 Å. Impregnation of ion/oxide in matrices K2Ti4O9 and Na2Ti3O7 produced structural changes like loss of crystallinity for some of them including peak broadening or disappearing. All synthesized materials, after burning in an atmosphere of N2 (g), lost mass related to the exit of surface water and interlamellar water. Materials showed low surface area, with values below 5 m2/g. In general, powder utilized had conversion rates between 10 and 80%. Emphasis should be given to pure matrices which presented conversions rates equal or higher than impregnated powders, and the use of matrix K2Ti4O9 led to better results. Among the oxides chosen for impregnation, higher efficiency was observed for MgO. Some powders were reused for the same reactions and its activity decreased in each reaction cycle. Reaction mixture analysis after reuse tests to K2Ti4O9 revealed partial leaching of K+ ions, however XRD patterns profile analysis did not show structural changes occurrence. A proposal to explain layered titanate activity on transesterification reactions is made based on acid-base properties of layers and output of K+ from interlamellar area. Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq

TiTanate NanoTubes (TTNT) were synthesized by hydrothermal alkali treatment of TiO2 anatase followed by repeated washings with distinct degrees of proton exchange. TTNT samples with different sodium contents were characterized, as synthesized and after heattreatment (200-800ºC), by X-ray diffraction, scanning and transmission electron microscopy, electron diffraction, thermal analysis, nitrogen adsorption and spectroscopic techniques like FTIR and UV-Vis diffuse reflectance. It was demonstrated that TTNTs consist of trititanate structure with general formula NaxH2−xTi3O7·nH2O, retaining interlayer water in its multiwalled structure. The removal of sodium reduces the amount of water and contracts the interlayer space leading, combined with other factors, to increased specific surface area and mesopore volume. TTNTs are mesoporous materials with two main contributions: pores smaller than 10 nm due to the inner volume of nanotubes and larger pores within 5-60 nm attributed to the interparticles space. Chemical composition and crystal structure of TTNTs do not depend on the average crystal size of the precursor TiO2-anatase, but this parameter affects significantly the morphology and textural properties of the nanostructured product. Such dependence has been rationalized using a dissolution-recrystallization mechanism, which takes into account the dissolution rate of the starting anatase and its influence on the relative rates of growth and curving of intermediate nanosheets. The thermal stability of TTNT is defined by the sodium content and in a lower extent by the crystallinity of the starting anatase. It has been demonstrated that after losing interlayer water within the range 100-200ºC, TTNT transforms, at least partially, into an intermediate hexatitanate NaxH2−xTi6O13 still retaining the nanotubular morphology. Further thermal transformation of the nanostructured tri- and hexatitanates occurs at higher or lower temperature and follows different routes depending on the sodium content in the structure. At high sodium load (water washed samples) they sinter and grow towards bigger crystals of Na2Ti3O7 and Na2Ti6O13 in the form of rods and ribbons. In contrast, protonated TTNTs evolve to nanotubes of TiO2(B), which easily convert to anatase nanorods above 400ºC. Besides hydroxyls and Lewis acidity typical of titanium oxides, TTNTs show a small contribution of protonic acidity capable of coordinating with pyridine at 150ºC, which is lost after calcination and conversion into anatase. The isoeletric point of TTNTs was measured within the range 2.5-4.0, indicating behavior of a weak acid. Despite displaying semiconductor characteristics exhibiting typical absorption in the UV-Vis spectrum with estimated bandgap energy slightly higher than that of its TiO2 precursor, TTNTs showed very low performance in the photocatalytic degradation of cationic and anionic dyes. It was concluded that the basic reason resides in its layered titanate structure, which in comparison with the TiO2 form would be more prone to the so undesired electron-hole pair recombination, thus inhibiting the photooxidation reactions. After calcination of the protonated TTNT into anatase nanorods, the photocatalytic activity improved but not to the same level as that exhibited by its precursor anatase Titanatos nanoestruturados, particularmente TiTanatos NanoTubulares (TTNT), foram sintetizados por tratamento hidrotérmico alcalino de TiO2-anatásio seguido de repetidas lavagens com diversos graus de troca protônica. Amostras de TTNT com diferentes teores de sódio foram caracterizadas na forma de pó seco e após calcinação (200-800ºC) por difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura e transmissão, difração de elétrons, análise térmica, adsorção de nitrogênio e técnicas espectroscópicas de infravermelho e de refletância difusa no UV-Visível. Demonstrou-se que tais materiais de paredes multilamelares são trititanatos de fórmula geral NaxH2−xTi3O7·nH2O, retendo água entre as lamelas. A remoção de sódio da estrutura reduz a quantidade de água contraindo o espaço interlamelar levando, combinado a outros fatores, ao aumento da área e do volume de poros específicos. Os TTNTs são materiais mesoporosos com duas contribuições principais: poros menores que 10 nm devido ao volume interno dos nanotubos e poros entre 5 e 60 nm devido aos espaços interpartícula. A composição química e a estrutura cristalina do TTNT não dependem do tamanho de cristalito do TiO2-anatásio precursor, todavia este parâmetro afeta significativamente a morfologia e as características texturais do produto nanoestruturado. Tal dependência foi racionalizada através de um mecanismo de dissolução-recristalização que leva em conta a velocidade de dissolução do TiO2 de partida e sua influência sobre a taxa de crescimento de nanofolhas intermediárias em relação à taxa de seu curvamento a nanotubos. A estabilidade térmica do TTNT é definida pelo teor de sódio e em pequena extensão pelo tipo de anatásio de partida. Foi demonstrado que o TTNT após perder a água intercalada entre 100 e 200ºC se transforma pelo menos parcialmente num hexatitanato NaxH2−xTi6O13 intermediário ainda nanotubular. A transformação térmica do tri- e hexatitanato nanoestruturados ocorre em maior ou menor temperatura e segue diferentes rotas dependendo do teor de sódio. No caso de alto sódio sinterizam e crescem até grandes cristais de Na2Ti3O7 e Na2Ti6O13 na forma de bastões e fitas acima de 600ºC. No caso da amostra protonizada evoluem para nanotubos de TiO2(B) que facilmente se convertem em nanobastões de anatásio acima de 400ºC. Além de hidroxilas e acidez de Lewis típicos dos óxidos de titânio, os TTNTs apresentam uma pequena contribuição de acidez protônica capaz de se coordenar com a piridina a 150ºC, e que é perdida após sua calcinação e transformação à anatásio. O ponto isoelétrico do TTNT variou dentro da faixa 2,5- 4,0, indicando o comportamento de um ácido fraco. Apesar de se revelar um semicondutor exibindo banda de absorção típica no espectro de UV-visível com energia de bandgap ligeiramente superior ao do respectivo TiO2-anatásio precursor, os TTNTs apresentaram baixo desempenho fotocatalítico na degradação de corantes catiônico e aniônico. Concluiu-se que a causa fundamental reside em sua estrutura de titanato lamelar que, em relação à forma TiO2, apresentaria maior probabilidade de recombinação do par elétron-lacuna (e-/h+), inibindo as reações de fotoxidação. A transformação do TTNT protônico à nanobastões de anatásio melhorou a atividade fotocatalítica, porém ainda sem atingir o mesmo desempenho do TiO2-anatásio precursor