ÁREA: Materiais
TÍTULO: PRODUÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DO CeO2
AUTORES: DALTO, F. (UFES) ; MACHADO, L.C. (UFES) ; GOLDNER, S. (UFES) ; CARVALHO, M.A. (UFES) ; MENDES, R. B. (UFES)
RESUMO: O trabalho apresenta a produção CeO2 (óxido de cério) utilizando como precursor complexo metálico Difenil-4-Amina Sulfonato de Cério III [Ce(DAS)3.5H2O ou Ce(C12H10NO3S)3.5H2O]. O composto precursor foi caracterizado por IV e TG com fluxo de O2 e o óxido foi caracterizado por IV, MEV e EDS. Este último se mostrou bastante poroso, porém com resquício de enxofre proveniente do precursor.
PALAVRAS CHAVES: sulfonato, cério, catalisador.
INTRODUÇÃO: A preocupação com a poluição ambiental tem crescido muito nos últimos anos. E a poluição da atmosfera merece destaque, tendo em vista a repercussão mundial do protocolo de Kyoto. Com relação à poluição atmosférica, sabe-se que as emissões veiculares correspondem a parcelas significativas das emissões globais de agentes poluidores do ar. A conscientização do impacto destas emissões no ambiente conduziu à introdução de padrões de controle de emissão para os veículos a motor na década de 70 do século XX (SILVA et al, 2009). E a partir de então os catalisadores passaram a ter importância significativa na redução dos gases provenientes dos motores automotivos. Os catalisadores mais utilizados são os de Três - Vias. Esses equipamentos são responsáveis pela oxidação do CO e hidrocarbonetos em CO2 e água, e pela redução do NOX (óxidos de nitrogênio) em N2. Eles são constituídos geralmente por um suporte, estabilizadores, promotores metálicos e metais de transição, sendo os mais utilizados os metais do grupo da platina (CATALUÑA et al, 2001) . Como estabilizador o CeO2 tem papel importante devido a sua capacidade redox, fornecendo oxigênio de sua própria rede cristalina quando a mistura ar/combustível está com falta de oxigênio, e quando na mistura há excesso de oxigênio ele é novamente oxidado sem mudar significativamente o retículo cristalino. Logo, neste trabalho propomos uma nova rota para a produção deste óxido.
MATERIAL E MÉTODOS: O composto Ce(DAS)3.5H2O foi sintetizado conforme descrito em Dalto et al, e caracterizado por espectroscopia de infravermelho (IR) e análise termogravimétrica em atmosfera de O2 (TG/DTG). Em seguida, esse composto foi aquecido a uma taxa de 10ºC/min até a temperatura de 800ºC e calcinado por 2 horas nessa mesma temperatura em um forno com temperatura programada, esse tratamento foi realizado sem qualquer fluxo gasoso. Obtendo-se o CeO2, que foi caracterizado por difratometria de raio-x (DRX), IV, MEV e EDS.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: O espectro de IV da difenil-4-amina sulfonato de cério III, figura 1, apresentou bandas características do grupo sulfonato: def. ang. N-H 1589,2 cm-1, def. axial C-N aromático 1325 cm-1, def. axial M-SO3 [1228,5; 1126,3; 1035,6; 1004,8]cm-1, conforme esperado.
A TG/DTG em atmosfera de O2 do precursor mostra perda de massa até aproximadamente 400°C e leva a um resíduo equivalente ao CeO2 (172,15g/mol) que corresponde a 17,5% da massa do composto para um valor teórico de 17,6%. Este resíduo foi confirmado pela coloração amarelo pálida do resíduo.
O tratamento térmico do composto anterior produziu o CeO2, caracterizado por DRX, conforme figura 2, no difratograma observamos os picos característicos desse composto.
Através das micrografias eletrônicas, figura 3, observamos que o produto do tratamento térmico é bastante poroso, apresentando partículas esferoidais e aglomeradas. A análise por EDS, mostrou a presença de Ce, O e S. Esse resíduo de enxofre está relacionado ao grupo sulfonato do ligante no material precursor. O que foi confirmado pelo infravermelho do óxido que apresenta uma banda em 1112cm-1, atribuída a ligação enxofre-oxigênio.
CONCLUSÕES: O CeO2 foi obtido com sucesso, pois se apresentou bastante poroso, porém há a necessidade da eliminação do contaminante enxofre, o que acreditamos ser possível através de um tratamento térmico com atmosfera rica em oxigênio.
AGRADECIMENTOS: FAPES, PRESLAB-UFES, LabMEV/UFES e LMC/DFIS/UFES.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: SILVA, R. A.; VIANA, M. M.: MAHALLEM, N. D. S. 2009. Caracterização textural, morfológica e estrutural do catalisadores automotivos novos e usados. Cerâmica: 55, 170-178.
CATALUÑA, R.; BAIBICH, I. M.; DALLAGO, R.M. 2001. Caracterização de catalisadores Cu/CeO2/Al2O3 por redução a temperatura programada e atividade para oxidação de CO. Química Nova: 24(1), 55-59.
DALTO, F.; CARVALHO, M. A.; GOLDNER, S.; MACHADO, L. C. 2009. Síntese da Difenil-4-Amina Sulfonato de Cério III: Precursor do CeO2. 49º CBQ (Congresso Brasileiro de Química). Porto Alegre (RS).
