ÁREA: Química dos Materiais
TÍTULO: PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE PÓS CERÂMICOS MWO4 (M = CA; SR E BA) PELO MÉTODO PECHINI
AUTORES: LIMA, P.S.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 (POLYNHA2002@YAHOO.COM.BR)
RESUMO: Foram preparados pós cerâmicos MWO4 (M = Ca; Sr e Ba) pelo método Pechini. Esses materiais são de especial interesse, pois apresentam grande potencial de aplicação tecnológica devido suas propriedades luminescentes. Os pós foram calcinados em temperaturas de 500, 700 e 900°C por 2h e caracterizados por análise termogravimétrica, espectroscopia de absorção na região do infravermelho e difração de raios X. As curvas termogravimétricas para os materiais calcinados a 300°C mostram comportamento similar divergindo apenas no percentual de perda de massa. Os espectros dos materiais foram feitos para acompanhar a eliminação do material orgânico. Os difratogramas de raios X mostram que foram obtidos materiais cristalinos e monofásicos a baixas temperaturas.
PALAVRAS CHAVES: tungstatos, pechini, scheelita
INTRODUÇÃO: O desenvolvimento de materiais semicondutores com propriedades óticas ativas como fotoluminescência ou propriedades óticas não lineares constitui atualmente uma importante linha de investigação, pois pode conduzir a dispositivos com desempenho superior ou a diferentes modos de atuação (BALLATO et al., 2000). Os tungstatos são uma classe de materiais de grande interesse, pois apresentam excelentes propriedades óticas podendo ser empregados em lâmpadas fluorescentes, lasers, cintiladores, dispositivos de tomografia computadorizada entre outras aplicações (ISHI e KOBAYASHI, 1991). A maioria dos métodos de preparação destes compostos citados na literatura necessita de condições de alta temperatura e longo período de reação, tal como o método Czochralski (GRASER et al., 1975), reação hidrotérmica (CHEN et al., 2003) e o método convencional do estado sólido (PHANI et al., 2000). Os métodos químicos tem sido bastante utilizados por permitirem a obtenção de pós cerâmicos com características controladas e em temperaturas relativamente baixas. O presente trabalho tem como objetivo preparar tungstatos MWO4 (M = Ca; Sr e Ba) utilizando o método Pechini como rota de síntese alternativa.
MATERIAL E MÉTODOS: Os pós MWO4 (M = Ca; Sr e Ba) foram preparados pelo método Pechini partindo-se do ácido túngstico e dos nitratos metálicos. Inicialmente, preparou-se o citrato de tungstênio 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 foi de 1:3. A solução foi mantida sob agitação e aquecimento a 70°C. Logo após, adicionou-se os nitratos para formação da solução de citratos metálicos. A relação molar cátion metálico/ácido cítrico também foi de 1:3. Para cada resina, fez-se o ajuste de pH. Em seguida, o etilenoglicol foi adicionado na proporção em massa 60:40 (ácido cítrico/etilenoglicol) e a temperatura da solução foi elevada para 90°C para promover reações de poliesterificação e a evaporação do excesso de água favorecendo a formação da resina polimérica. Esta foi submetida a tratamento térmico a temperatura de 300°C por 2h com razão de aquecimento de 5°C.min-1 em um forno tipo mufla. O material precursor foi então, desaglomerado em almofariz de porcelana e calcinado nas temperaturas de 500, 700 e 900°C por 2h.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: As curvas termogravimétricas dos precursores mostram que os materiais apresentam comportamento similar, divergindo apenas no percentual de perda de massa. 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 e perda do restante do material orgânico. Os espectros para os pós a 300°C mostram bandas características de estiramento OH- na região entre 3700 e 3100cm-1 e ao estiramento assimétrico e simétrico do grupo COO- nos intervalos entre 1591 cm-1 – 1484 cm-1 e 1390 cm-1 – 1372 cm-1, respectivamente (NAKAMOTO, 1977). Uma banda em torno de 810 cm-1 é atribuída ao estiramento do grupo tetraédrico WO4 (HANUSA et al., 1996). Os difratogramas dos pós a 300°C mostram que os materiais são amorfos. A 500°C, todos os materiais apresentam-se cristalinos e nenhuma fase intermediária foi observada. Os picos observados são atribuídos à estrutura tetragonal do tipo scheelita. Os resultados estão de acordo com os encontrados na literatura para o CaWO4 (CHEN et al., 2003) e para o SrWO4 e BaWO4 (THANGADURAI et al., 2004).
CONCLUSÕES: A análise termogravimétrica mostrou que os materiais apresentam comportamento similar, divergindo no teor de massa residual. Os difratogramas de raios X indicaram a formação de óxidos cristalinos, monofásicos e com estrutura tetragonal do tipo scheelita para os compostos estudados. Deste modo, o método empregado e as condições do processo favoreceram a obtenção de materiais monofásicos a baixas temperaturas.
AGRADECIMENTOS:Ao CNPq pelo apoio e suporte financeiro concedido para realização do trabalho.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:1- BALLATO, J.; ESMACHER, R.; SCHWARTZ, R.; DEJNEKA, M. 2000. J. Luminescence, 86: 101.
2- CHEN, D.; SHEN, G.; TANG, K.; ZHENG, H.; QIAN, Y. 2003. Mater. Res. Bull. 38: 1783–1789.
3- CHEN, S.J.; LI, J.; CHEN, X.T.; HONG, J.M.; XUE, Z.; YOU, X.Z. 2003. J. Crys. Grow. 253: 361-365.
4- GRASER, R.; PITT, E.; SCHARMANN, A.; ZIMMERER, G. 1975. Phys. Status Solidi B 69:359–368.
5- HANUSA, J.; BENZAR, A.; HAZNAR, A.; MACZKA, M.; PIETRASZKO, A.; VAN DER MAAS, J.H. 1996. Vibrational Spectroscopy, 12: 25-36.
6- ISHI, M.; KOBAYASHI, M. 1991. Prog. Cryst. Growth Charact. Mater, 23: 245.
7- NAKAMOTO, K. 1977. Infrared spectra of inorganic and coordination compounds, John Wiley and Sons, New York, 229-235.
8- PHANI, A.R.; PASSACANTANDO, M.; LOZZI, L.; SANTUCCI, S. 2000. J. Mater. Sci. 35:4879–4883.
9- THANGADURAI, V.; KNITTLMAYER, C.; WEPPNER, W. 2004. Mat. Scien. and Eng. B 106: 228-233.