Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Materiais
TÍTULO: Caracterização e Síntese Pelo Método de Pechini do Adsorvente Tipo Perosquita Gd0,25Mg0,75NiO3
AUTORES: Silva Lima, J.C. (UFPE) ; Bezerra de Menezes Barbosa, C.M. (UFPE) ; Lopes da Silva, R. (UFPE)
RESUMO: O presente trabalho de pesquisa teve por finalidade a síntese, a caracterização
do adsorvente óxido misto tipo perovsquita a base de Gadolínio (25% em massa) e
Magnésio (75% em massa) Gd0,25Mg0,75NiO3 partindo do método de pechini. A
caracterização foi feita pelas técnicas de: DRX - houve a formação cristalina da
estrutura; BET – indicou que a área superficial externa é de 7,6 m²/g de
adsorvente; ATG/DTG - Apresentaram três estágios de perda de massa;
Estas informações nos levam a concluir que: o método de síntese adotado gerou um
sólido cujos cristais foram bem formados e a calcinação foi eficiente em seu
propósito.
PALAVRAS CHAVES: Perovsquita; Caracterização; óxidos mistos
INTRODUÇÃO: A correta seleção do adsorvente é muito importante para o procedimento adsortivo
que será utilizado. Um procedimento que contribui para o avanço da síntese de
materiais homogêneos em escala atômica foi descrito em 1967 por Maggio P.
Pechini. O qual descreve a rota de obtenção de cerâmicas por reações entre um
ácido carboxílico e um glicol, em quantidades estequiométricas, com isso, uma
série de novas possibilidades de aplicações tecnológicas tornou-se possível.
O método de Pechini se destaca em relação aos outros métodos de síntese química,
pois garante uma composição química reprodutível, com granulometria controlada,
estrutura cristalina estável e alta pureza.[1]
Esta é uma síntese química baseada em poliésteres a partir de citratos baseada
na formação de uma resina polimérica produzida pela poliesterificação entre um
complexo metálico quelatado, usando ácidos hidroxicarboxílicos (como ácido
cítrico), e um álcool polihidróxi, como o etileno glicol.[2]
Neste trabalho foi preparado e caracterizado o adsorvente óxido misto
Gd0,25Mg0,75NiO3 pelo
método de Pechini. Este óxido é caracterizado pela estabilidade térmica
substancialmente alta e pela estabilidade correspondente ao estado de oxidação
não usual dos íons do metal ativo. A alta mobilidade do oxigênio em muitos
óxidos deste tipo é, geralmente, considerada uma vantagem adicional.[3]
MATERIAL E MÉTODOS: Foram sintetizadas pelo método de Pechini modificado as amostras policristalinas
de composição nominal perovsquita do tipo Gd0,25Mg0,75NiO3, utilizando como
precursores; óxido de gadolínio, acetato de magnésio tetrahidratado
C4H6MgO4.4H2O, nitrato de níquel hexahidratado Ni(NO3)2.6H2O, ácido cítrico,
etileno glicol (direcionador estrutural) e água destilada.
Para a obtenção do gel foi adicionada a 200 mL de água destilada a massa de
ácido cítrico em um Becker de 500 mL em agitação moderada por 20 minutos a
temperatura na faixa de (60 – 70) ºC, em seguida foi adicionada a massa de
nitrato de níquel à solução permanecendo mais 40 minutos sob mesma faixa de
temperatura. Sequencialmente foi adicionada a massa de acetato de magnésio, após
20 minutos a massa de óxido de gadolínio foi adicionada e durante mais 20
minutos manteve-se a mesma faixa de temperatura.
Após essa primeira etapa, a temperatura da solução foi elevada para uma faixa
entre (85 – 90) °C, e em seguida foi adicionado o volume de etileno glicol à
solução (com uma relação estequiométrica de 1:3) em relação ao ácido cítrico,
permanecendo sob agitação por 60 minutos. Foi realizado um tratamento térmico em
um forno tipo mufla, submetendo-se o gel (solução) a uma temperatura de 300ºC
por 120 minutos e em seguida, submetendo o pó resultante a uma temperatura de
900°C por 240 minutos.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Difração de Raios X (DRX)
A Figura 1 apresenta os difratogramas dos materiais percussores, do adsorvente
Gd0,25Mg0,75NiO3 não calcinado e calcinado.
A observação da Figura 1 nos permite inferir que a temperatura de calcinação
(900°C) teve efeito positivo no grau de cristalinidade do material preparado,
evidenciado pela existência dos picos característicos.
Estes resultados estão de acordo com os resultados encontrados por SILVA (2009),
que verificam a ocorrência de fases cristalinas para este material a calcinado a
900°C.
Análises termogravimétricas
Os termogramas obtidos a partir das amostras não calcinadas apresentaram 03
estágios de perda de massa total de 9,300mg, o que representa 36,3% da massa
inicial da amostra. Esta perda de massa que ocorre nos intervalos de 0 – 250 °C;
250 – 600 °C; e 600 – 850 °C, e podem ser observados na Figura 2.
Os processos de perda de massa das amostras podem envolver perda de umidade,
água de hidratação dos sais e moléculas orgânicas (etilenoglicol, acetatos);
análises termogravimétricas acopladas com FTIR definirão estes mecanismos.
Área Superficial Específica (BET)
Os resultados obtidos por Adsorção-Dessorção de nitrogênio
para o adsorvente preparado neste trabalho (Gd0,25Mg0,75NiO3) foram comparados
com os encontrados na literatura [1].
Ressalta-se que o resultado da área superficial específica da estrutura
sintetizada no presente trabalho foi de 7,62 m²/g atingiu um valor distante do
apresentado pela estrutura do trabalho de Silva em 2009, entretanto, esta área
ainda é característica de materiais mesoporosos. Essa diferença está associada a
variação do raio atômico e do tamanho de partícula dos sólidos.
Figura 1
Difratogramas de raios x para o adsorvente
Gd0,25Mg0,75NiO3 e seus percusores.
Figura 2
Curvas de análises termogravimétricas do adsorvente
Gd0,25Mg0,75NiO3
CONCLUSÕES: Diante dos estudos realizados neste trabalho conclui-se que o adsorvente
Gd0,25Mg,075NiO3 apresentou resultado satisfatório em comparação aos resultados
teóricos. Evidenciado por:
•Os resultados obtidos por DRX mostraram a presença de fases cristalinas no óxido
preparado e que a temperatura de calcinação influenciou na formação de materiais
com maior cristalinidade.
•Os resultados do BET evidenciaram possível desobstrução dos poros, com saída de
compostos como efeito da temperatura de calcinação, evidenciado pelo ATG/DT.
•As análises de ATG/DT indicam estabilização da perda de massa.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: 1. R. L. da Silva, Dissertação de Mestrado,
Universidade Federal de Pernambuco, 2009.
2. M. A. Ribeiro, Dissertação de Mestrado,
Universidade Federal de Campina Grande, 2008.
3. L. F. Santos in Anais do 14° Congresso Brasileiro de
Catálise, Porto de Galinhas, 2007, Vol. 1, 366.
4. D. M. A. Melo in Anais do V Congresso Brasileiro
de Análise Térmica e Calorimetria, Poços de Caldas,
2006, Vol 1.