ISBN 978-85-85905-19-4
Área
Materiais
Autores
Hora, P.H.A. (UNEAL/UFPB) ; Pergher, S.B.C. (UFRN) ; Silva, A.O. (UFRN)
Resumo
A técnica de Difração de raios-X é de extrema relevância no que diz respeito à determinação de estruturas cristalinas, pois oferece inúmeras vantagens na caracterização de novos materiais. Embora os HDLs sintéticos não apresentem cristalinidade comparável aos materiais naturais, parâmetros tais como tamanho do cristalito, distância interplanar, espaço interlamelar disponível, densidade planar, densidade volumétrica e os parâmetros de rede cristalina podem ser devidamente elucidados com a utilização da técnica . Tais parâmetros, explanados nesse trabalho, são de extrema relevância para o conhecimento de determinadas propriedades dos hidróxidos duplos lamelares visando ua modificação para adequação a determinado fim seja na dopagem do cristal para o uso em eletrônicas e eletroquímica.
Palavras chaves
HDL; CRISTALINIDADE; APLICAÇ
Introdução
A difração de raios X é relevante e de importância analítica quando é aplicada ao estudo da substância Cristalina que produz a difração (Ewing, 2004) . Em meio às várias técnicas de caracterização de materiais existentes, esta é a mais indicada na determinação das fases cristalinas presentes em materiais. Tal fato é possível porque na maior parte dos cristais, os átomos se dispõem em planos cristalinos afastados entre si por distâncias da mesma ordem de grandeza dos comprimentos de onda dos raios X (Forano et. al, 2006). Jamais se pode esperar que substâncias químicas distintas desenvolvessem cristais em que a distância entre os planos seja idêntica em todas as direções comparáveis; assim um estudo completo dos raios X, necessita dar um resultado singular para cada substância. Ao incidir um feixe de raios X em um cristal, o mesmo interage com os átomos presentes, causando o fenômeno de difração. A difração de raios X ocorre conforme a Lei de Bragg, a qual institui a analogia entre o ângulo de difração e a distância entre os planos que a originaram (peculiares para cada fase cristalina) (Ewing,2004; Jekins & Snyder, 1996). Neste trabalho são sintetizados HDLs de diferentes sistemas pelo mesmo método e através de dados de drx são determinados vários parâmetros e avaliado o potencial de aplicação de cada um.
Material e métodos
Amostras de argilas aniônicas de três sistemas M2+-M3+-A-y, cuja proporção,M2+/M3+=2:1, foram sintetizadas através do método de coprecipitação a pH variável, que consiste na adição de uma solução salina, contendo os dois cátions a serem introduzidos nas lamelas em equivalência molar de valor 2:1, em outra solução, contendo o ânion a ser intercalado (no caso o carbonato) em solução 2,0 mol.L-1 de NaOH. A mistura foi submetida a um banho hidrotérmico de 24h (Daute et.al, 2002), em seguida, os materiais foram submetidos à maturação durante 72h e posterior filtração com lavagem dos cristais até pH=7,0. Os sistemas de HDLs sintetizadados foram Mg-Al-CO3, Mg-Fe-CO3 e Zn-Al-CO3. As análises de DRX foram processadas através de difratômetro Shimadzu,com step size = 0,05 e 2ɵ na faixa de 1,5°-60º. Os dados de raios X obtidos foram processados e os parâmetros desejados para elucidação deste estudo foram calculados com auxílio do software H’pert HighScore Plus® de propriedade da Panalytical©.
Resultado e discussão
A Figura 1 ilustra os difratogramas de raios X para os materiais sintetizados.Os perfis dos picos de difração para todas as
amostras trabalhadas nesse estudo mostram que os materiais obtidos apresentam uma boa cristalinidade. Tal conclusão é
atribuído à largura dos picos de difração e ao perfil dos difratogramas apontados na Figura 1, conforme pode ser visualizado
na ilustração.Entretanto, os valores de intensidade de difração revelam que poucos cristais foram obtidos para o HDL Mg-Fe,
conforme ilustrado. O HDL Zn-Al apresentou uma intensidade de difração bastante alta, devido ao fato de terem sido
formados um grande número de cristais de menor tamanho.Para o cálculo do tamanho de cristalito (εhkl) de um material quaisquer
se utiliza a equação de Scherrer.
Embora o HDL, Mg-Fe tenha apresentado tamanho de cristalito menor,poucos cristais foram obtidos. Já os materiais, Mg-Al e Zn-
Al apresentaram tamanho de cristalito superiores, mas rendimento superior no processo de síntese. Se comparado a literatura,
os valores apresentam relevância, pois tais dados apontam cristalitos na faixa de aproximadamente 90nm.
A distância interplanar considerando o plano com maior intensidade de difração, no caso dos hidróxidos duplos lamelares o
plano <003>, reflete a contribuição da altura da camada do tipo brucita de um HDL somada ao seu respectivo espaço
interlamelar.O cálculo de tal parâmetro cristalino é efetuado seguindo a Lei de Bragg.Os resultados obtidos para os HDLs Mg-Fe
e Zn-Al apresentam inteira coerência com os dados apontados na literatura que relatam valores de distância interlamelar para
HDLs numa faixa de 7,6 a 7,8 Ǻ (Cavani et al.,1991; Santos & Corrêa, 2011).
Por meio de informações de difração de raios X é possível efetuar uma estimativa do espaço interlamelar disponível.
Conclusões
Para o HDL Mg-Fe-CO3, poucos cristais foram obtidos na síntese do material, tal fato inviabiliza seu potencial, uma vez que é necessário um material que possa aliar propriedades desejadas com fácil reprodução em laboratório.Já o HDL Zn-Al-CO3, os rendimentos de síntese apontam que tal material é facilmente obtido em cristalinidade desejável. Em se tratando de viabilidade quanto a aplicações.O HDL Mg-Al observa-se que o tamanho do espaço interlamelar disponível também éalto. Sendo assim, a possibilidade de intercalação de determinadas espécimes maiores.
Agradecimentos
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