ÁREA: Química dos Materiais
TÍTULO: MUDANÇAS ESTRUTURAIS NO SISTEMA LANIXMN1-XO3±Δ PREPARADO PELO MÉTODO PECHINI
AUTORES: GOMES, D.K.S.1; FERNANDES, J.D.G.1; MELO, D.M.A.1; BEZERRA, R. F.1; CAVALCANTI, A.L.1; 1UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE – DEPARTAMENTO DE QUíMICA; (DANIELLE@MATERIAIS.UFRN.BR)
RESUMO: Os LaNiO3-δ, LaNi0,5Mn0,5O3±δ e LaMnO3+δ foram preparados utilizando o método dos precursores poliméricos, em baixas temperaturas e atmosfera ambiente. A decomposição da matéria orgânica foi obtida em diferentes condições de calcinação. Uma discussão detalhada das mudanças estruturais destes materiais em função dos percentuais de Mn e tratamentos térmicos é proposta por meio de difração de raios-x (DRX). Dados de difração de raios-x coletados para os sistemas a 750ºC/12h apresentam reflexões de Bragg características da estrutura tipo perovisquita com distorção romboédrica. Porém, nos difratogramas do LaMn0,5Ni0,5O3±δ e LaMnO3+δ a 1150ºC/2h verificou-se o aparecimento de picos característicos da distorção ortorrômbica sugerindo que coexistem as fases romboédrica/ortorrômbica.
PALAVRAS CHAVES: perovisquita, pechini, drx
INTRODUÇÃO: Materiais com estrutura cristalina do tipo perovisquita (ABO3), onde A é um metal alcalino terroso ou um lantanídeo e B é um metal de transição d, tem atraído crescente atenção e esforço de pesquisa durante as últimas décadas devido as suas propriedades físicas e químicas com possibilidade de aplicação em várias áreas da tecnologia moderna (VASYLECHKO et al., 2000.; NORMAN et al., 1999). A composição química desses materiais pode ser variada em larga escala pela substituição parcial dos cátions A e/ou B. Esta substituição pode induzir distorções estruturais e estabilidade térmica em altas temperaturas (MARTÍNEZ-JUÁREZ et al., 2000.; LING et al., 1997). Neste trabalho estão relatados os resultados do estudo estrutural do LaNixMn1-xO3±δ em função do percentual de manganês (0, 50 e 100%) e diferentes tratamentos térmicos (750ºC/12h e 1150ºC/2h).
MATERIAL E MÉTODOS: Os óxidos foram sintetizados usando o método dos precursores poliméricos segundo a proposta de Pechini. Quantidades estequiométricas das soluções de La(NO3)3(aq) e Mn(NO3)3(aq) foram misturadas a solução de citrato de níquel na relação molar Metal (TR+Ni):Ácido Cítrico 1:1,5 e o pH medido foi de ~ 2. A mistura foi aquecida a 90ºC permanecendo por 2h. Adicionou-se etileno glicol na proporção 40/60, em massa, (ácido cítrico/etileno glicol). O aquecimento a 90ºC, sob agitação, foi mantido por 2 h, ocorrendo a formação de um gel verde transparente, que foi submetido a tratamento térmico a 300ºC/2h, obtendo-se o pó precursor. Os precursores foram calcinados em atmosfera ambiente a 750ºC/12h e a 1150ºC/2h. Estes pós foram analisados por difração de raios-x pelo método do pó e coletados no intervalo 2θ de 20º-60º. O tamanho médio de cristalito (Dhkl) foi calculado usando-se o pico de difração do plano (110) e a equação de Debye-Scherrer (Dhkl = λK/βcosθ), sendo λ o comprimento de onda da radiação utilizada, θ o ângulo de difração, K uma constante, considerada 0,9 e β, a largura de meia altura do pico de difração.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os dados coletados para os sistemas tratados a 750ºC/12h apresentam picos que foram indexados como estrutura perovisquita com distorção romboédrica conforme ficha padrão (34-1028) do banco de dados JPCDS. Os padrões de difração para as amostras calcinadas a 1150 ºC/2h mostram que a estrutura romboédrica é mantida. No entanto, para o LaMn0,5Ni0,5O3±δ e LaMnO3+δ observam-se picos característicos da distorção ortorrômbica, sugerindo que nestes sistemas coexistem as fases romboédrica/ortorrômbica (BLASCO et al., 2002). Observa-se que a 1150ºC o LaNiO3-δ sofre mudança estrutural que pode ser atribuída a decomposição do óxido com formação de novas fases tais como, La2NiO4 e NiO (TOSHIRO et al., 2000). O tamanho médio do cristalito calculado variou de 11,58nm a 19,23nm para os pós calcinados a 750ºC/12h. Para os pós tratados a 1150ºC/2h observou-se discrepância relativa aos valores calculados a esta temperatura.
CONCLUSÕES: O método dos precursores poliméricos (método Pechini) mostrou ser adequado para a preparação dos LaNi1-xMnxO3± (0≤x≤1) em baixas temperaturas e atmosfera ambiente. Análise por DRX indica a formação de pós monofásicos com estrutura romboédrica e romboédrica/ortorrômbica. O aumento da distorção da estrutura perovisquita ideal está associada a uma maior quantidade de Mn substituindo o Ni nos respectivos sistemas. A relação Ni/Mn, bem como, o tratamento térmico influencia substancialmente a obtenção de óxidos com estrutura perovisquita.
AGRADECIMENTOS:Ao cnpq pelo apoio e suporte financeiro para a realização do trabalho.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:1.BLASCO, J.; SÁNCHES, M.C.; PÉRES-CACHO, J.; GARCIA, J.; SÚBIAS, G.; CAMPO, J. Journal Physics Chemistry of Solids. 63, (781 – 792), 2002.
2.LING, Y.; REN, W.; WU, X-Q.; ZHANG, L-Y.; YAO, X. Thin Solid Films. 311, (128 – 132), 1997.
3.MARTÍNEZ-JUÁREZ, A.; SANCHES, L.; CHINARRO, E.; PASCUAL, P.; JURADO, J. R. Solid State Ionics, 135, (525 – 528), 2000.
4.NORMAN, A. K.; MORRIS, M A. Journal Materials Processing Technology. 92 – 93, (91 -96), 1999.
5.TOSHIRO, M., OSAMU, U., ICHIRO, N., TSUNEO, K., FUMIKAZU, K. Solid State Ionics. 79, (255 – 261), 2000.
6.VASYLECHKO, L.; BERKOWSKI, M.; MATKOVSKII, A.; PIEKARCZYK, W.; SAVYTSKII, D. Journal of Alloys and Compounds. 300 – 301, (471 – 474), 2000.