ÁREA: Química Tecnológica
TÍTULO: ESTUDO DA LUMINESCÊNCIA DO EURÓPIO INCORPORADO EM PENEIRAS MOLECULARES TIPO MCM-41
AUTORES: LUCENA NETO, M. H. (UFCG) ; BARROS, J. M. F. (UFCG) ; GONÇALVES, D. H. P. (UFCG) ; SANTOS, F. J. M. (UFCG) ; MELO, D. M.A. (UFRN) ; LEITE, R. H. L., (UFERSA)
RESUMO: Os lantanídeos constituem uma série de elementos caracterizados pelo preenchimento gradual dos orbitais 4f. Ao interagir com a radiação eletromagnética, os íons lantanídeos (Ln+3), com os orbitais 4f incompletos, podem ser excitados resultando no processo de luminescência na região do visível (transições 4f  4f), em bandas relativamente estreitas, comparado aos metais de transição d [1]. Todavia, existem vários aspectos do comportamento desses íons, em diferentes meios, que requerem investigações para novas aplicações, como é o caso da incorporação de lantanídeos com propriedades luminescentes em matrizes inorgânicas de sílica [3]. Neste trabalho foi estudo a luminescência do íon Eu+3 incorporado na sílica mesoporosa MCM-41.
PALAVRAS CHAVES: lantanídeos, luminescência e peneira molecular
INTRODUÇÃO: Os lantanídeos constituem uma série de elementos caracterizados pelo preenchimento gradual dos orbitais 4f. Ao interagir com a radiação eletromagnética, os íons lantanídeos (Ln+3), com os orbitais 4f incompletos, podem ser excitados resultando no processo de luminescência na região do visível (transições 4f  4f), em bandas relativamente estreitas, comparado aos metais de transição d [1]. O estudo da luminescência e a espectroscopia dos íons lantanídeos têm sido objeto de pesquisas teóricas aplicadas, vasto é o emprego destes íons em fósforos para TV à cores (CRT), lâmpadas fluorescentes, cintiladores, displays coloridos, lasers de estado sólido, fibras ópticas para aplicação em telecomunicações, fluoroimunoensaios, sondas estruturais, dentre outros [2]. Todavia, existem vários aspectos do comportamento desses íons, em diferentes meios, que requerem investigações para novas aplicações, como é o caso da incorporação de lantanídeos com propriedades luminescentes em matrizes inorgânicas de sílica [3]. Neste trabalho foi estudo a luminescência do íon Eu+3 incorporado na sílica mesoporosa MCM-41.
MATERIAL E MÉTODOS: A peneira molecular tipo MCM-41contendo lanatnídeos foi sintetizada pelo método hidrotérmico. As medidas espectroscópicas de emissão da amostra contendo európio foram obtidas à temperatura de nitrogênio líquido, utilizando-se um espectrômetro Jobin-Yvon modelo Ramanor U-1000 com duplo monocromador. Para a excitação foi utilizado um laser de Ar (488nm) com filtro polarizador. Utilizou-se como detector uma fotomultiplicadora RCA C31034RF refrigerada por um sistema peltier. O registro e processamento do sinal foram feitos por uma interface espectralink ligada a um microcomputador IBM com o programa Prism. Foi submetida a esse estudo a amostra contendo európio incorporado no gel de síntese do MCM-41 com razão molar Si/Eu igual a 50.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Na Figura 01 são observadas as emissões correspondentes as transições 5D0  7F0-4 na faixa de 450 a 750 nm, sob excitação a 488 nm (laser de argônio). O formato da banda correspondente à transição 5D0  7F0, observada em torno de 578 nm, apresentando apenas um pico (confirmado em espectro registrado a 77K) sugere que no sistema o íon európio possivelmente ocupa apenas um tipo de ambiente químico. A alta intensidade da transição 5D0  7F2 (DEF = transição por dipolo elétrico forçado, hipersensível ao ambiente) em relação à intensidade da transição 5D0  7F1 (DM = transição por dipolo magnético e sempre independente do campo cristalino em torno do íon Eu+3), é característico da ocupação dos íons Eu+3 em sílicas mesoporosas em sítios de baixa simetria. Este resultado comprova a incorporação de íons de terras raras na rede da peneira molecular MCM-41.
No espectro de emissão, registrado a temperatura ambiente, da amostra contendo európio sintetizada para este estudo observa-se a presença de uma banda larga centrada em 520 nm que é atribuída a presença de vacâncias do oxigênio em sílicas tetraédricas, como também a presença de defeitos superficiais na estrutura do MCM-41[3].
CONCLUSÕES: Os resultados de luminescência do európio no sistema MCM-41, indicam que o íon lantanídeo ocupa apenas um tipo de ambiente químico de baixa simetria com alta intensidade da 5D0  7F2.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: 01. Weber, M.J., Materials Science and Tecnology-Glasses and Amorphous Material, ed. J. Zarzycki, VCH-New York, 1991.
02. Blasse, G., Grabmaier, B.C., Luminescent Materials, Springer-Verlag, Germany, 1994.
03. Shahriari, M.R., Iqbal, T., Hajcak, P; Sigel Jr, G.H., J. Non-Crystalline Solids, 161 (1993) 77.
04. Gelloz, B., Koshida, N., J. of Appl. Phys. 88 (2002) 4319 .
