ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: Síntese e Caracterização de Niobatos de metais alcalinos terrosos dopados com cobre pelo Método dos Precursores Poliméricos
AUTORES: PINHEIRO, R. S. (UFMA) ; NETO, I. S. S. (UFMA) ; MELO, R. S. (UFMA) ; BEZERRA, D. M. (UFMA) ; MACIEL, A. P. (UFMA) ; SILVA, F. C. (UFMA)
RESUMO: A modificação da superfície é um método eficaz de preparação de sólidos inorgânicos,
que podem ser usados como suportes catalíticos para as mais diversas aplicações. Os
sólidos inorgânicos foram preparados pelo método dos precursores poliméricos. Os
materiais foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho e difração
de raios X. Na analise por difração de raios X observou-se a formação da fase
(Ba3Nb8O21) e (CaNb2O6), tal comportamento foi confirmado pelo aparecimento dos
seguintes modos vibracionais no espectro do infravermelho: Nb-O (878 cm -1), (M-O) 500
- 600 cm-1 onde (M = Ba e Ca) e Cu-O (680 cm-1). Mediante esses resultados observou-se
que o método utilizado foi eficiente para preparação dos sólidos.
PALAVRAS CHAVES: precursores poliméricos, modificação de superfície, sólidos inorgânicos
INTRODUÇÃO: A modificação de superfície tem sido aplicada para melhorar as propriedades
catalíticas de sólidos. A aplicação de novas fases na superfície tem sido muito
importante para obtenção de materiais com novas características. A rota de síntese
desses materiais influencia significantemente em suas propriedades estruturais [CHEN
et al, 2000].
Um dos métodos mais difundidos na síntese de sólidos inorgânicos é o método dos
precursores poliméricos, derivado do método Pechini, que se baseia na formação de uma
rede polimérica a partir de um poliálcool e de um ácido carboxílico, com cátions
metálicos que são distribuídos de maneira homogênea pela rede polimérica, que após
calcinação, resulta na formação de cristalitos de óxidos mistos. O método dos
precursores poliméricos, se comparado a outros métodos tradicionais, oferece a
possibilidade de materiais com uma boa homogeneidade química, reprodutibilidade e um
bom controle estequiométrico [CASTRO et al., 2005].
O Brasil é privilegiado por ser um dos maiores produtores de nióbio. Os compostos de
nióbio exibem propriedades especiais, as quais nenhum de seus vizinhos na tabela
periódica possui, como: estabilidade e forte interação do suporte com o metal, que
são características importantes para um catalisador. Essas características evidenciam
o grande potencial do nióbio em suas aplicações catalíticas, que também pode
utilizado ligado a outros óxidos, como catalisador mássico ou como suporte.
O presente estudo tem como objetivo a síntese e a caracterização de niobatos
modificados com metais alcalinos terrosos, tendo como agente dopante o cobre.
MATERIAL E MÉTODOS: Os precursores foram sintetizados pelo método dos precursores poliméricos, que
consiste na formação de quelatos com cátions metálicos com ácidos carboxílicos e
posterior polimerização. Para a preparação dos precursores foram utilizados os sais
nitrato de bário e cobre, citrato de cálcio e o oxalato amoniacal de nióbio cedido
pela (Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração-CBMM), ácido cítrico e
etilenoglicol. Para todos os precursores obtidos foram feitas caracterizações por
gravimetria em um forno mufla EDG a uma temperatura de 900ºC durante 1h. Foram feitos
os cálculos onde se determinou a quantidade usada de precursor polimérico para
obtenção dos sólidos.
Misturou-se os precursores poliméricos dos metais requerentes BCN
(Ba0,05Cu0,005Nb2O5) e CCN (Ca0,05Cu0,005Nb2O5), antes da pré-calcinação o material
foi colocada em banho de óleo para eliminar a água em seguida foi realizado o “puff”,
a etapa seguinte foi o tratamento térmico, com temperaturas de 500 a 900°C para
obtenção dos pós. A caracterização microestrutural do material foi realizada por
difratometria de raiox X em um equipamento DRX Pan Analytical, utilizando-se fonte de
radiação de Kα de cobalto. Os espectros de IV forma obtidos em espectrofotômetro de
Fourier IRprestige-21 (SHIMADZU) , na região de 4000 a 400 cm-1 , utilizando
pastilhas de KBr.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A eficiência do processo de remoção de matéria orgânica dos pós-precursores foi
confirmada pela ausência das bandas atribuídas a 3500 e 1750 cm-1 (H-O-H) e 1250 cm-1
(C=O). As análises dos espectros (Figura 1) dos pós apontaram a presença da vibração
característica do Nb-O (878 cm -1); a região de 500 - 600 cm-1 é correspondente as
vibrações das ligações entre metal e o oxigênio M-O (onde M pode ser atribuído a
Bário, Cálcio), a vibração encontrada em 486 cm-1 no espectro do solido inorgânico
CCN é atribuída a interação Cu-O (BRAGA, 2007).Os difratogramas de raios-X (Figura 2)
indicam a formação das estruturas Ba3Nb8O21(), BaCuO2() (Figura.2a) e CaNb2O6(),
Ca2CuO3() (Figura.2b) e observou-se a presença de (Ba2CO3) em menores quantidades,
nos materiais sintetizados a 700 e 900 °C. No tratamento térmico a 500 °C não foi
possível identificação de fases cristalina devido o material está amorfo. Tais
suposições são confirmadas pelo aparecimento de modos vibracionais de estiramento Nb-
O (878 cm -1), 500 - 600 cm-1(M-O) onde (M = Ba e Ca) e Cu-O (680 cm-1) observado
nos espectros FTIR (Figura.1).
CONCLUSÕES: O método dos precursores poliméricos demonstrou-se adequado para obtenção de niobatos
de alcalinos terrosos dopados com cobre, contudo foi observada a ocorrência de fases
secundárias. A eficiência do processo de remoção de matéria orgânica dos pós-
precursores foi confirmada pela espectroscopia de infravermelho onde foram observadas
ligações corresponde a nióbio, bário, cálcio e cobre.
AGRADECIMENTOS: FAPEMA, UFMA
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: CASTRO, R. H. R.; GOUVEIA. D.; Efeito do vapor d’água na síntese pelo método precursor polimérico da alumina contendo aditivos. Cerâmica. Vol.51. 407-411, 2005.
BRAGA, V. S.; Preparação e caracterização de catalisadores baseados em pentóxido de nióbio e óxido de cobre (II) aplicados em reações de esterificação e transesterificação. Brasília. UnB. Dissertação em Mestrado, 2007.
CHEN, I-W.; WANG, X-H; Nature, 404 (6774), 168-171, 2000.
