Este trabalho relata o estudo das propriedades estruturais, morfológicas e vibracionais dos nanotubos e das nanofitas de titanato obtidos a partir de estruturas bidimensionais por meio de tratamento hidrotérmico do TiO 2 em solução aquosa de NaOH. As propriedades físicas destas nanoestruturas, como preparadas e tratadas termicamente, são discutidas e comparadas com seus similares "bulks" (Na 2 Ti 3 O 7 e Na 2 Ti 6 O 13 ). Os resultados obtidos por várias técnicas de caracterização nos permitem concluir que as paredes dos nanotubos e das nanofitas, como preparados, são isoestruturais ao composto Na 2 Ti 3 O 7 . Contudo, nos nanotubos as ligações químicas são deformadas por causa da curvatura das paredes, enquanto nas nanofitas as camadas apresentam apenas uma desordem estrutural provocada pelo efeito de tamanho. As características térmicas das nanofitas são similares àquelas observadas para os nanotubos, nos quais as mudanças estruturais e morfológicas levam para a formação de grandes bastões (bulks) com uma mistura de fase Na 2 Ti 3 O 7 e Na 2 Ti 6 O 13 . Concluímos que os nanotubos e as nanofitas de titanato têm a mesma composição química, igual a Na 2-x H x Ti 3 O 7• nH 2 O (0 ≤ x ≤ 2). Também podemos sugerir que a espectroscopia Raman pode ser usada para uma fácil e rápida identificação das mudanças morfológicas e estruturais das nanoestruturas de titanato.This work reports the structural, morphological and vibrational properties of titanate nanotubes and nanoribbons obtained from bidimensional structures by hydrothermal treatment of TiO 2 in aqueous NaOH solutions. The physical properties of these as-synthesized and heat-treated nanostructures are discussed in comparison with their bulk (Na 2 Ti 3 O 7 and Na 2 Ti 6 O 13 ) counterparts. The results obtained from several characterization techniques allowed to conclude that the layers of both as-synthesized nanotubes and nanoribbons are isostructural to the Na 2 Ti 3 O 7 compound. However, in the nanotubes, the chemical bonds are deformed because of the curvature of walls while in the nanoribbons the layers present structural disorder due only the size effects. The thermal behavior of titanate nanoribbons is similar to those observed for titanate nanotubes. When thermally treated titanate nanoribbons change to bulk with a phase mixing of Na 2 Ti 3 O 7 and Na 2 Ti 6 O 13 . We conclude in this work that the chemical composition of both the titanate nanotubes and the nanoribbons is the same, Na 2-x H x Ti 3 O 7•nH 2 O (0 ≤ x ≤ 2) and Raman spectroscopy can be used for an easy and quick identification of both morphology and structure changes of the nanosized titanates.Keywords: titanium oxide, titanate nanostructures, thermal treatment, phase transformation, spectroscopy
IntroductionIntensive investigations have been carried out on the physical and chemical properties of inorganic nanosized materials in the recent years. 1 Researchers are realizing that one-dimensional nanostructures made from inorganic materials have intriguing properties different from those of c...