ÁREA: Química dos Materiais
TÍTULO: EFEITO DA TEMPERATURA NA INTENSIDADE DA FOTOLUMINESCÊNCIA DO TUNGSTATO DE CÁLCIO
AUTORES: MELO,R.M.1; LIMA,A.C.1; SANTOS, A.S.1; BARROS, B.S.1; MELO, D.M.A.1; SILVA,Z.R.1; LEMOS, F.C.D.1;
1-DEPARTAMENTO DE QUíMICA – UFRN (RO_MMELO@YAHOO.COM.BR)
RESUMO: O tungstato de cálcio (CaWO4) exibe importantes propriedades luminescentes e no passado foi bastante usado como intensificador de raios X. Neste trabalho foi preparado o tungstato de cálcio pelo método Pechini a fim de investigar a propriedade fotoluminescente no material amorfo e cristalino e o efeito da temperatura na intensidade da propriedade. O material foi calcinado a 500, 700 e 900°C por 2h, e caracterizado por análise termogravimétrica, difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. O ensaio de luminescência foi feito a temperatura ambiente e o espectro de emissão obtido em um espectrofluorímetro, ISS, modelo K2 com excitação através de lâmpada de xenônio. Para os ensaios de emissão varreu-se a região entre 300 e 500nm e o comprimento de onda de excitação foi de 260nm.
PALAVRAS CHAVES: fotoluminescência, tungstatos, pechini
INTRODUÇÃO: Os tungstatos apresentam um longo histórico de aplicações e tem sido alvo de extensas pesquisas desde o século passado. O contínuo interesse nesses compostos deve-se as excelentes propriedades ópticas que formam a base de seu largo uso como fósforos, lasers, lâmpadas fluorescentes entre outros. (ISHI e KOBAYASHI, 1991). A obtenção de intensa fotoluminescência a temperatura ambiente por material processado através de um método simples e de baixo custo é de fundamental interesse para eventual aplicação do mesmo como dispositivo eletro-óptico. Além disso, o controle de parâmetros como pureza, homogeneidade, composição e tamanho de partículas permitem um melhor desempenho do material aumentando o campo de aplicações tecnológicas. Assim, o objetivo do trabalho é preparar o tungstato de cálcio usando o método Pechini e investigar a propriedade fotoluminescente no material amorfo e cristalino e o efeito da temperatura de tratamento térmico na intensidade da luminescência.
MATERIAL E MÉTODOS: O tungstato de cácio foi preparado pelo método Pechini partindo-se do ácido túngstico e do nitrato de cálcio tetrahidratado. Inicialmente, preparou-se o citrato de tungstênio que foi obtido pela dissolução do ácido em hidróxido de amônio com posterior adição de uma solução aquosa de ácido cítrico. A relação molar tungstênio/ácido cítrico usada foi de 1:3. A solução foi mantida sob agitação e aquecimento a 70°C. Logo após foi adicionado o nitrato para formação da solução de citratos metálicos. A relação molar cátion metálico/ácido cítrico também foi de 1:3. Fez-se o controle do pH. O etilenoglicol foi adicionado na proporção em massa 60:40 (ácido cítrico/etilenoglicol) e a temperatura da solução foi elevada para 90°C para formação da resina polimérica. A resina foi tratada termicamente a temperatura de 300°C por 2h com razão de aquecimento de 5°C.min-1 em um forno tipo mufla. O material resultante da decomposição parcial do polímero, também chamado de precursor polimérico, foi então, desaglomerado em almofariz de porcelana e calcinado nas temperaturas de 500, 700 e 900°C por 2h.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A análise das curvas do precursor polimérico mostra que o processo de perda de massa acontece basicamente em três etapas, sendo a primeira atribuída à desidratação dos compostos, e as demais à degradação polimérica com liberação de CO2 e H2O, e perda do restante do material orgânico (KODAIRA et al., 2003). O difratograma do pó a 300°C mostra que o material é amorfo. A 500°C, o material apresenta-se cristalino e todos os picos observados são atribuídos à estrutura tetragonal do tipo scheelita, os quais foram indexados à estrutura tetragonal conforme ficha padrão 41-1431 para CaWO4 do banco de dados JCPDS. Os resultados estão de acordo com os encontrados na literatura para o CaWO4 (CHEN et al., 2003). Também foi observado que o aumento da temperatura de calcinação proporcionou um aumento do tamanho de cristalito que passou de 13,83nm (500°C) para 86,35nm (900°C). O aspecto morfológico do pó calcinado a 700°C revelou a presença de aglomerados. O espectro de emissão do CaWO4 mostrou a presença da propriedade apenas no material cristalino e que o aumento da temperatura de tratamento térmico favoreceu a propriedade luminescente que apresentou intensidade máxima centrada em 420nm.
CONCLUSÕES: O método empregado e as condições do processo favoreceram a obtenção do tungstato de cálcio cristalino e monofásico. A análise por difração de raios X indicou a formação do óxido cristalino de estrutura tetragonal do tipo scheelita à baixa temperatura. Os resultados de fotoluminescência revelaram a presença da propriedade apenas no material cristalino e esta foi intensificada com o aumento da temperatura de tratamento térmico apresentando emissão na região do azul (420nm).
AGRADECIMENTOS:Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:1- CHEN, S.J.; LI, J.; CHEN, X.T.; HONG, J.M.; XUE, Z.; YOU, X.Z. 2003. J. Crys. Grow. 253: 361-365.
2- ISHI, M.; KOBAYASHI, M. 1991. Prog. Cryst. Growth Charact. Mater, 23: 245.
3- KODAIRA, C.A.; BRITO, H.F.; FELINTO, M.C.F.C. 2003. J. of Solid State Chem. 171: 401-407.