Nanostructured titanium dioxide average size from alternative analysis of Scherrer's Equation

Abstract

ABSTRACT The materials sizing in nano-scale is a challenge to be overcome, because the size determined by various methods differ. In order to shed light about the nanomaterials sizing, a modified Scherrer's equation was applied to estimate more accurately the nanostructured titanium dioxide crystal size. The manufactured titanium dioxide-nanostructured powder with nominal average size about 21nm was used as the reference standard to determine the accurate of modified equation. From X-ray diffraction data, an average crystal size about 20.63 nm was achieved for unheated sample. To establish a relation between the result obtained with modified Scherrer's equation and the nominal average crystal size, a statistical treatment and a comparative assessment were performed. The average absolute divergence does not exceed 0.70 nm. The value of crystal size determined from X-ray data was in good agreement with that informed by the supplier. Additionally, the behavior of sample was studied as a function of temperature.RESUMO Quantificar o tamanho de materiais em escala nanométrica é um dos desafios a serem superados, uma vez que existem técnicas diferentes. A equação de Scherrer modificada foi usada para estimar o tamanho das partículas de dióxido de titânio em escala nanométrica. Dióxido de titânio com tamanho nominal de nanopartícula de 21 nm foi usado como padrão para determinar a precisão da equação modificada. A partir dos dados de raios-X, para a amostra sem tratamento térmico foi obtido um valor médio do tamanho das nanopartículas de 20,63 nm. Um tratamento estatístico foi usado para fazer uma correlação entre o valor estimando pela equação de Scherrer modificada e o valor nominal de 21nm. Um desvio de 0,70 foi encontrado entre o valor calculado e o valor nominal, indicando uma concordância entre os valores. Adicionalmente, a influência da temperatura sobre o tamanho médio das nanopartículas de dióxido de titânio foi pesquisada.