ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: Compostos nanocristalinos Ca0,99Ln0,01MoO4 obtidos à temperatura ambiente: síntese, caracterização e fotoluminescência
AUTORES: CARVALHÊDO,R.B. (UFPI) ; SOUSA, P. A. A. (UFPI) ; SOUSA, R. B. (UFPI) ; SANTOS, M. R. M. C (UFPI) ; MATOS, J. M. E. (UFPI) ; JÚNIOR, L. S. S. (UFPI) ; FILHO, E. C. S. (UFPI)
RESUMO: Pós de CaMoO4 foram sintetizados pelo método de co-precipitação em temperatura ambiente, a fim de avaliar as propriedades fotoluminescentes antes e depois da dopagem com Ce2+, Nd2+ e Pr2+ em compostos como Ca0,99Ln0,01MoO4 (Ln = Ce, Nd e Pr).
A estrutura de pós (CaMoO4 e Ca0,99Ln0,01MoO4) foram caracterizados por difração de raios X (DRX), espectroscopia no infravermelho (FT-IR). Foi observado que, embora o pós não tiveram sido submetido a tratamento térmico como método hidrotermal convencional ou sol-gel mostraram desejável grau de cristalinidade em água e água/etileno glicol (50% v / v).
PALAVRAS CHAVES: ca0,99ln0,01moo4, temperatura ambiente, propriedades fotoluminescentes.
INTRODUÇÃO: A síntese de nanomateriais representa um estopim na química inorgânica, por iniciar novas interações entre a química e as ciências dos materiais, esta interação proporcionou nos últimos anos uma grande demanda de novos compostos, com muitas propriedades e aplicações a indústria. O interessante da relação são as rotas de síntese e caracterizações que permitem aos pesquisadores explorar novos caminhos.
Para comprovação, na ultima década o avanço da pesquisa na área favoreceu o campo dos novos materiais, que enfocam a síntese com base em molibdatos e tungstatos. No entanto, a questão de toda pesquisa é a avaliação do método empregado, do tempo investido e do custo. Atualmente, há muitos estudos sobre os vários métodos de síntese desses materiais, onde é possível avaliar o método, tempo e custos, dentre eles, destacam-se processos de co-precitipação, hidrotermais, radiação por microondas, reação de sólidos, no qual, estes contribuem para o crescimento das partículas e dessa forma podem ser determinantes na morfologia do composto e no rendimento da reação (FERREIRA, 2008).
Sobre o método de produção há nova linha de pesquisa para materiais com propriedades luminescentes que consiste na preparação de pós e filmes que apresentam propriedades luminescentes, representando assim, o molibdato de cálcio (CaMoO4 e Ca0,99Ln0,01MoO4).
MATERIAL E MÉTODOS: As sínteses dos molibdatos foram divididas em 3 etapas, primeiramente realizou-se a síntese de CaMoO4, pelo método de co-precipitação a temperatura ambiente, onde pesou 0,005 mmol dos reagentes (nitrato de cálcio e molibdato de sódio) e diluiu-se em 100 mL de água destilada, mantendo o sistema sob agitação. Após etapas de formação do composto e precipitação do mesmo, este foi lavado o vácuo com água e posto para secar a temperatura de 100ºC por 24 horas.
Em segundo momento foi realizada a dopagem para formação do Ca0,99Ln0,01MoO4 pela co-precipitação à temperatura ambiente com 100% de solvente sendo água destilada, no qual, pesou-se 0,005 mmol dos reagentes (nitrato de cálcio e molibdato de sódio) e em contração de 1% dos dopantes (cério, neodímio e praseodímio), essa relação de massa foi realizada seguindo que em 0,005 mmol de Nitrato de cálcio continha 100% do mesmo, logo a massa de 1% do dopante apresentaria também concentração de 0,005 mmol, desta forma, para encontrar a massa usada foi calculado o produto do valor da concentração com o peso molecular do dopante, após pesagem e dissolveu-se em recipientes (bequer) diferentes:
a) Molibdato de sódio (50 mL);
b) Nitrato de cálcio (40 mL);
c) Dopante (10 mL);
Em terceiro momento foi realizado o mesmo procedimento acima, com variação do solvente, sendo 50% água destilada e 50% etileno glicol, este empregado na solução contendo maior volume.
Os compostos foram caracterizados por Difração de Raios – X, Infravermelho, UV/vis e Raman para compreender sobre suas características.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: DIFRATOMETRIA DE RAIOS-X
O uso deste equipamento para caracterização dos pós obtidos é compreendido como um recurso analítico capaz de fornecer informações qualitativas das fases cristalinas, no qual, estes apresentam características únicas. Sobre essa caracterização, os pós obtidos foram submetidos à análise e comparados com os padrões de CaMoO4, especificamente, o de número 2235, retirado da base de dados Internacional Centre for Diffraction Data (ICDD).
Os difratometros revelaram que os compostos sintetizados apresentam desejável cristalinidade apesar de não terem sido submetidos a tratamento térmico. Não apresentaram fases deletérias, constatando-se a possibilidade de síntese satisfatória destes materiais à temperatura e pressão ambientes.
O difratogramas dos CaMoO4 e Ca0,99Ln0,01MoO4 (Figura 01) revelou estrutura do tipo powellita, o mesmo acontecendo aos pós dopados com terras raras.
ESPECTROSCOPIA NA REGIÃO DO INFRAVERMELHO
Conforme a avaliação da figura 2, é nítida a divergência existente entre os espectros, isso se deve ao modo vibracional das moléculas e das interações atômicas (ALCÂNTARA, 2010). Além da presença dos dopantes (cério, neodímio e praseodímio) que influenciam consideravelmente nas interações, modificando os espectros, sendo esta caracterização mais sensível que a difração de raios x, pois analisa as ligações dos átomos presentes nos compostos de Ca0,99Ln0,01MoO4, em comparação aos solventes é possível observar deslocamentos e intensidade na região de 800 cm-1 e nas regiões subseqüentes, essas divergências podem ser relacionadas em função dos terras raras.
CONCLUSÕES: A metodologia de síntese pelo método de co-precipitação a temperatura ambiente permitiu a obtenção dos pós CaMoO4 e dos compostos dopados Ca0,99Ln0,01MoO4 com (Cério, Neodímio e Praseodímio) com reprodutibilidade química, nos difratogramas de DRX elucidam estrutura powellita pertencentes aos compostos CaMoO4 e dopados Ca0,99Ln0,01MoO4.
Os espectros de infravermelho comprovaram a incidência dos dopantes, através das diferenças de vibrações e estiramentos nos espectros, além dos “clusters” associados a CaMoO4.
AGRADECIMENTOS: CNPq, UFPI
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ALCÂNTARA, A. F. P. Efeito do solvente sobre o crescimento das partículas e comportamento da fotoluminescência de molibdato de cálcio. (Dissertação Mestrado). Universidade Federal do Piauí, Centro de Ciências da Natureza, Coordenação do Curso de Pós-Graduação em Química, Teresina – PI, 2010.
FERREIRA, Jailson Machado; Fotoluminescência dos tungstatos Zn1-XCoXWO4, (tese doutorado) Universidade Federal da Paraíba, Centro de Ciências Exatas e da Natureza Departamento de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, João Pessoa-Brasil, 2008.
