Estudo da segregação superficial de íons em nano óxido de estanho dopado com óxido de cromo e óxido de cálcio

Referencia Apresentador Autores
(Instituição)
Resumo
18-034
Bruno Ferrari Ferrari, B.(Universidade de São Paulo); Gouvêa, D.(Universidade de São Paulo); da Silva, A.L.(Universidade de São Paulo); Em materiais nanométricos, uma grande fração dos átomos se encontra na superfície das partículas, e não no interior de seu volume. Um óxido com partículas de tamanho médio de 5 nm, por exemplo, tem cerca de 60% de seus átomos localizados em sua superfície. Desta maneira, o comportamento destes materiais é governado principalmente pelas características da superfície de suas partículas e pelos fenômenos que ali ocorrem. Na síntese de materiais cerâmicos, é muito comum o uso de aditivos, para modificar as propriedades de um material, de modo a se obter uma determinada característica ou microestrutura desejada. Quando introduzidos em um sistema, os íons aditivos podem atingir o equilíbrio formando uma solução sólida, formando uma segunda fase ou migrando para a superfície das partículas (segregação superficial ou excesso de superfície). Neste trabalho foi estudada a segregação de íons de aditivos (cromo e cálcio) em nano partículas de óxido de estanho e sua influência na energia de superfície e no tamanho de cristalito de pós de óxido de estanho sintetizados pelo método Pechini com diferentes concentrações de aditivos (0,00, 0,01, 0,05, 0,10, 0,50, 1,00, 5,00 e 10,00 % molar). A transformação dos precursores líquidos nos pós foi realizada em dois tratamentos térmicos, utilizando taxa de aquecimento de 1,0 °C/min: o primeiro tratamento a 450 °C durante 4 horas e o segundo, a 500 °C por 15 horas, para a pirólise completa dos compostos orgânicos e a cristalização dos óxidos. A matriz de óxido de estanho é insolúvel em água, enquanto os íons segregados são solúveis, o que possibilita a quantificação do excesso de superfície através da análise química, por ICP, de uma solução de lavagem das partículas. Os resultados mostram um aumento da área de superfície específica (que foi de 42,9 m²/g no pó sem aditivos até 106,5 m²/g para 10% de cromo) com a concentração dos aditivos e a consequente diminuição do tamanho de cristalito. Pelos resultados de lavagem foi possível verificar que o excesso de superfície aumenta com a concentração de aditivos e chega a 1,2 micromol/m² para 10% de cromo.
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