Realizado em Tereseina/PI, de 11 a 13 de Setembro de 2019.
ISBN 978-85-85905-26-2
TÍTULO: Síntese e caracterização estrutural, morfológica e óptica de cristais de α-Ag2WO4
AUTORES: Pereira dos Santos, G. (IFPI/UFPI) ; Eduardo da Luz Júnior, G. (UESPI)
RESUMO: A literatura reporta várias rotas sintéticas para obtenção de cristais de
tungstato de prata. Visando contribuir com esta área, este trabalho mostra o
método de síntese por coprecipitação, em condições ambientais e na ausência
de estabilizante, para obtenção α-Ag2WO4. As propriedades deste material
foram caracterizadas por espectroscopia vibracional na região do
infravermelho, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia por
reflexão difusa na região do visível. A imagem MEV mostra cristais de α-
Ag2WO4 em um sistema polidisperso. O espectro de FTIR exibe modos
vibracionais ativos na região entre 400 a 4000 cm-1. O gap óptico no valor
de 3,33 eV do material foi obtido empregando o tratamento dos espectros, na
região Uv-vis, usando o método proposto por Kubelka e Munk.
PALAVRAS CHAVES: Tungstato de prata; Cristais de α-Ag2WO4; Método de coprecipitação
INTRODUÇÃO: Atualmente, a literatura reporta estudos envolvendo óxidos à base de prata
em fotocatálise[1][2], eletrocatálise[3] e tratamento de água contaminada
por corantes orgânicos[4], além disso, esses compostos são empregados como
catalisadores heterogêneos[5]. Dentre esses óxidos, destaca-se o tungstato
de prata (Ag2WO4) por apresentar boa atividade antimicrobiana[6],
propriedades ópticas e elétricas excelentes[7].
O Ag2WO4 exibe três estruturas diferentes: α-orthorhombica com grupo
espacial Pn2n, β-hexagonal e γ-cúbica[8]. Entre estas estruturas, o α-Ag2WO4
é o mais atraente, devido às suas propriedades estruturais e por ser
termodinamicamente o mais estável. Além disso, o composto apresenta uma
estrutura tridimensional complexa que, em nível atômico, envolve estruturas
octaédricas (WO6 e AgO6), bipirâmide pentagonal (AgO7), tetraédricos (AgO4)
e angulares (AgO2) que atuam como unidades construtoras de Ag2WO4.
Sabe-se que os cristais de α-Ag2WO4 podem ser preparados por diferentes
métodos de sínteses, como: precipitação química, sonoquímico e micro-ondas
hidrotermal assistido[9]. Para cada tipo de síntese, diferentes propriedades
ópticas, morfologias e a presença de defeitos cristalinos na estrutura do
composto, são nitidamente distintos[10].
Nesse sentido, considerando o grande range de aplicação e as propriedades do
α-Ag2WO4, é de fundamental importância uma investigação detalhada desse
material obtido pelo método de coprecipitação nas condições ambientais, na
ausência de estabilizante, diferentemente de alguns métodos apresentados na
literatura[6]. Assim, este trabalho mostra a investigação morfológica e
estrutural de cristais de tungstato de prata sem a presença de agregados.
MATERIAL E MÉTODOS: Os cristais de α-Ag2WO4 foram sintetizados pelo método de coprecipitação[6]
[11-13]. Esse método apresenta vantagens, em relação aos outros procedimento
de síntese, devido ao seu baixo custo e à sua simplicidade[14]. Nesse
sentido, cristais de α-Ag2WO4 foram obtidos a partir da mistura das soluções
de Na2WO4 0,01 mol L-1 e de AgNO3 0,02 mol L-1, preparadas separadamente.
Durante o procedimento reacional, 100 mL da solução de Na2WO4 0,01 mol L-1
foram adicionados, gota a gota, a 100 mL da solução de AgNO3 0,02 mol L-1 e
mantido sob agitação magnética por 3 horas na temperatura de 25 ºC. Em
seguida, o precipitado formado foi lavado com água destilada por várias
vezes e depois seco numa estufa a 65°C por 10h e posteriormente,
caracterizado por Espectroscopia vibracional na região do infravermelho com
transformada de Fourrier, Microscopia eletrônica de varredura e
Espectroscopia por reflexão difusa UV/vis.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Para verificar a eficácia do processo de síntese, os cristais de α-Ag2WO4
foram analisados por espectroscopia vibracional de infravermelho com
transformada de Fourier. O espectro de FTIR para o α-Ag2WO4 obtido na região
entre 400 e 4000 cm-1 é apresentado na Figura 1A. No qual, observou-se um
pico intenso em 836 cm-1 atribuído às vibrações de estiramento assimétricas
distorcidas dos clusters [WO6]. Além disso, verificou-se as bandas em 1664
cm-1 e 3448 cm-1, referentes ao estiramento O–H e a deformação angular H–O–H
na molécula de água, respectivamente. Kadam e colaboradores[15] também
observaram um pico em 867 cm-1 atribuída às vibrações de estiramento
assimétricas (O–W–O) distorcidas dos clusters [WO6]. Assim, os cristais de
α-Ag2WO4 obtidos experimentalmente corroboram os dados reportados na
literatura. Este material também foi caracterizado por microscopia
eletrônica de varredura (MEV).
A Figura 1B mostra a imagem obtida por MEV os cristais de α-Ag2WO4 obtido.
Observa-se nesta imagem que os cristais apresentam formas e tamanhos
bastante distintos. Dessa forma, o método de síntese empregado levou a
formação de um sistema bastante polidisperso, com cristais de tamanhos
variando entre 3 e 12 μm, conforme reportado na literatura para método
precipitação química[10][16]. A Figura 2A apresenta o espectro de UV-vis dos
cristais de α-Ag2WO4. De posse deste resultado, calculou-se o valor da
energia “da banda de gap óptico” do material, valor de 3,33 eV, determinado
pela extrapolação da reta (Figura 2B), empregando o tratamento dos
espectros, na região do UV-vis, com a equação de Kubelka e Munk[3][10][17].
Figura 1
A) Espectro de infravermelho; B) Imagem de
microscopia eletrônica de varredura dos
cristais α-Ag2WO4 obtidos pelo método de
coprecipitação a 25 ºC.
Figura 2
A) Espectros de absorção no UV-Vis; B) Band gap e
função de Kubelka-Munk dos cristais α-Ag2WO4
preparados pelo método de coprecipitação a 25 ºC.
CONCLUSÕES: A síntese pelo método de coprecipitação nas condições ambientais e na ausência
de estabilizante possibilitou a obtenção de cristais de α-Ag2WO4 em um sistema
polidisperso, conforme mostrado na imagem MEV. No espectro de FTIR foram
observados modos vibracionais, indicando que os cristais de α-Ag2WO4
apresentaram distorções dos clusters [WO6]. Também, foi determinado o valor do
Egap do material (Egap=3,33 eV) por meio do espectro de UV-vis. Portanto, a
abordagem apresentada é promissora para o fino controle de síntese pelo método
de coprecipitação para obtenção de cristais tungstato de prata.
AGRADECIMENTOS: Agradecemos as instituições de ensino IFPI, UFPI, UESPI e os laboratórios LAS,
LIMAV e Geratec.
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