Upload
phungdang
View
212
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
0 1 2 3 4 5 6 7 80
1
2
3
4
5
6
0 1 2 3 4 5 6 7 80
1
2
3
4
5
6
Ni
0,86393
Gan
ho
de
mas
sa c
um
ula
tivo
(%
)
Mn
0,77548
Número de ciclos de impregnação-decomposição
33ªª etapa: Preparaetapa: Preparaçção de nanopartão de nanopartíículas de culas de NiONiO e e MnMnxxOOyy no interior do PVGno interior do PVGMetodologia
SSÍÍNTESE COM TAMANHO CONTROLADO DE NANOPARTNTESE COM TAMANHO CONTROLADO DE NANOPARTÍÍCULAS CULAS DE DE NiONiO E E MnMnXXOOYY EM SEM SÍÍLICA MESOPOROSA E ESTUDO DA LICA MESOPOROSA E ESTUDO DA
FORMAFORMAÇÇÃO DE SOLUÃO DE SOLUÇÇÃO SÃO SÓÓLIDALIDA
Introdução
Nos últimos anos há um interesse crescente no desenho e síntese de nanomateriais com propriedades físicas e químicas ajustáveis em função do tamanho. Propriedades sinergísticas derivadas da combinação de nanopartículas semicondutoras, óxidos, como o de manganês, que possui vários estados de oxidação e o de níquel, muito utilizados em catálise, filmes eletrocrômicos e materiais magnéticos, abrem caminho através dessa concepção, desde a formação de solução sólida, até a possível obtenção de nanopartículas casca-caroço.
O sistema NiO-MnxOy foi estudado para proporções 3, 7, 15 e 30 mol%, obtidas por meio da decomposição de misturas dos precursores metalorgânicos sendo ambos os óxidos ora solvente ora soluto. A decomposição foi conduzida a 600 ºC durante 2h em forno mufla, em atmosfera de ar estático. As amostras foram caracterizados por XRD e SEM.
2ª Etapa: Obtenção das soluções sólidas NiO-Mn2O3
Conclusão
Com o aumento da dopagem há diminuição do tamanho de cristalito e a segregação de fase torna-se visível a partir da dopagem com 3 mol% de NiO em Mn2O3 e de 15 mol% de Mn2O3 em NiO. O efeito de redução do tamanho e a diminuição da cristalinidade contribuem simultaneamente para a redução da intensidade e alargamento dos picos de difração de raios X. Os resultados obtidos para soluções sólidas são coerentes com as regras de Hume-Rottery.
As imagens de SEM apresentam partículas agregadas e de morfologia esférica. A composição de Mn2O3-NiO (93%-7%) apresentou, em especial, uma morfologia de esferas ocas bem definidas com segregação de fases. Observa-se também o efeito de coalescência das partículas.
SEM
SEM
Mn2O3 85%
NiO 85%
O aumento da concentração de soluto nas soluções sólidas NiO-Mn2O3 conduz a uma redução na cristalinidade e no tamanho de cristalito. O baixo limite de solubilidade abre a possibilidade da obtenção de sistemas nanoestruturados tipo caroço-casca entre o NiO e Mn2O3. A obtenção individual de NiO e Mn2O3 no PVG mostrou um ganho de massa linear em função do número de CID, associado a um aumento no tamanho de cristalito. Para as nanopartículas de NiO dispersas no PVG observou-se alta coercividade e deslocamento do campo da curva de histerese em função do número de CID. Os resultados experimentais sugerem que a forma e o tamanho do cristalito, determinados pelo número de CID, são os principais parâmetros que afetam o comportamento magnético, que se mostrou consistente com uma configuração magnética caroço-casca com clusters de NiO ferromagnéticos na casca e NiO antiferromagnético no caroço.
SEM
NiO 97 %
Mn2O3 97 %
SEM
Resultados e Discussão
E0544
SEM
SEM
Mn2O3 93%
“Template” → controle do tamanho da partícula
“Microrreatores” → síntese em ambiente confinado
Matriz Porosa0 200 400 600 800 1000 1200
SaturationRipening de Ostwald
Crescim
ento
Limite de Nucleação
Injection
Nucleação
Co
nce
ntr
açã
o d
o P
recu
rso
r
Tempo (s)
33ªª etapa: Preparaetapa: Preparaçção de nanopartão de nanopartíículas de culas de NiONiO e e MnMnxxOOyyno interior do PVGno interior do PVG
Lavagem das lâminas de PVG com Hexano
Monitoramento do ganho de massa
Lâminas
0,8x0,8x0,1
Amostras
O foco principal de estudo deste trabalho visa avaliar a formação de solução sólida, a estrutura cristalina e morfologia de sistemas combinados através da síntese e decomposição de misturas dos compostos metalorgânicos.
Impregnação 8 h/ 25 ºC
Ni(hex)2 Mn(hex)2
Decomposição térmica 8 h/ 600 ºC
Caracterização
XRD, TEM e propriedade magnética
Nathália Medeiros Carneiro (IC) e Italo Odone Mazali (Orientador) Instituto de Química – IQ, SAE/UNICAMP
[email protected], [email protected]
Palavras-Chave: Nanopartícula – Semicondutor – Híbrido Inorgânico
0 5 10 15 20 25 3010
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 3010
20
30
40
50
60
70
0 5 10 15 20 25 3020
30
40
50
60
70
80
90
100
110
0 5 10 15 20 25 3020
30
40
50
60
70
80
90
100
110 NiO solvente - (1 1 1)
Tam
anho
de
cris
tali
to (n
m)
Mn2O
3 solvente - (2 2 2)
Concentração molar (mol %)
NiO solvente
Cri
stal
inid
ade
rela
tiva
(%
)
Mn2O
3 solvente
Medidas magnéticas realizadas para o sistema PVG/NiO mostraram que a coercividade e o “loop shift”apresentaram um máximo em torno de 10 K, o qual decresce com o aumento da temperatura tendendo a zero próximo da temperatura de irreversibilidade entre as curvas ZFC e FC.
30 35 40 45 50 55 60 6530 35 40 45 50 55 60 65
2θθθθ (graus)
NiO-PVG 7CID
Inte
nsi
dad
e re
lativa
(u. a
.)
NiO-PVG 5 CID
NiO-PVG 3 CID
XRD
TEM
20 30 40 50 60
Mn2O
3 (JCPDS 78-0390)
(4 4 0)(4 0 0)
(2 2 2)
Mn 100 %
Mn 70 %
Mn 85 %
Mn 93 %
Mn 97 %
2θθθθ (graus)
Inte
nsi
dad
e re
lati
va (u. a
.)
XRD* NiO
* *
*
*
*
*
*
*
*
20 30 40 50 60
NiO (JCPDS 78-0643)
Ni 70 %
Ni 85 %
Ni 93 %
Ni 97 %
Ni 100 %
(2 0 0)
(2 2 0)(1 1 1)
Inte
nsi
dad
e R
elat
iva
(u. a
.)
2θθθθ (graus)
XRD* Mn2O3
*
** *
2ª Etapa: Obtenção das soluções sólidas NiO-Mn2O3
0 30 60 90 120 150 180-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3 IDC
5 IDC
7 IDC
HE(
kO
e)
H
C (k
Oe)
Temperatura (K)