CaracterizaÃÃo de Ãxidos Nanoestruturados atravÃs de Espectroscopia Raman em condiÃÃes de pressÃes elevadas

• Autor(a) principal: AntÃnio Neves da Silva
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC
• Texto Completo: http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=14389
• topic: Nanomoldagem. Espectroscopia Raman. Ãxidos. Propriedades Vibracionais.; Nanocasting. Raman Spectroscopy. Oxides. Vibrational Properties.; FISICA DA MATERIA CONDENSADA

Neste trabalho caracteriza-se os Ãxidos de CÃrio (Ce), ZircÃnio (Zr), TitÃnio (Ti), Estanho (Sn), ManganÃs (Mn), CeO2−Al2O3 (CeAl), CeO2−MnO2 (CeMn) e NiO−Al2O3 (NiAl), sintetizados a partir do mÃtodo da nanomoldagem, por espectroscopia Raman a altas pressÃes, Microscopia EletrÃnica de TransmissÃo (TEM) e Espectroscopia na regiÃo do Infravermelho com transformada de Fourier FT-IR. Os resultados sugerem que os monÃxidos Ce, Sn e Mn possuem defeitos estruturais (vacÃncias) derivados do mÃtodo de preparaÃÃo dos sÃlidos. Na pressÃo ambiente Ti anatase à tetragonal pertencendo ao grupo espacial D4h19 (I41/amd) e muda para a fase monoclÃnica, em pressÃes em torno de 14 GPa. Ao se realizar a descompressÃo Ti muda para a fase ortorrÃmbica. A amostra Mn mostrou uma transiÃÃo de fase em cerca de 17,5 GPa, cuja fase ainda à desconhecida. AtravÃs da anÃlise de TEM, estimou-se o tamanho mÃdio das nanopartÃculas de 9 nm (Ce), 34 nm (Sn), 54 nm (Mn), 10 nm (CeMn) e 8 nm (CeAl); e distÃncia entre planos cristalogrÃficos de d111 = 0,3 nm (Ce), d110 = 0,33 nm (Sn), d111 = 0,36 nm (Mn), d111 = 0, 32 nm (CeMn) e d111 = 0,3 nm (CeAl). Os tamanhos mÃdios estimados para o Ce, CeMn e CeAl, atravÃs dos dados de espectroscopia Raman foram de 7, 8 e 3 nm respectivamente, em concordÃncia com os resultados de TEM. As micrografias sugerem que todas as nanopartÃculas estavam distribuÃdas sobre a superfÃcie da sÃlica remanescente e todas apresentaram-se aglomeradas em algumas regiÃes, devido ao fato de que em nanocompostos à base de sÃlica, a calcinaÃÃo conduz à migraÃÃo para sÃtios de nucleaÃÃo. Os modos identificados nos espectros FT-IR foram relacionados Ãs vibraÃÃes das ligaÃÃes O-H nas nanoestruturas e Ãs vibraÃÃes das ligaÃÃes Ce-O, Sn-O e Mn-O dos Ãxidos Ce, Sn e Mn, respectivamente. Os experimentos sob condiÃÃes de altas pressÃes do CeMn mostram que a interaÃÃo entre Mn e Ce pode deformar a estrutura do tipo fluorita e formar vacÃncias de oxigÃnio na rede de Ce. Os Ãxidos CeMn e NiAl apresentaram alargamento de linha, diminuiÃÃo na intensidade dos modos e permaneceram estÃveis atà o valor mÃximo de pressÃo alcanÃado, 14 e 18 GPa respectivamente. Para o sÃlido CeAl, a estabilidade da fase cÃbica à mantida atà 36 GPa, fato oposto Ãquele observado para o monÃxido Ce, no qual ocorre uma transiÃÃo de fase em cerca de 35 GPa para uma estrutura do tipo PbCl2 ortorrÃmbica (grupo espacial D2h16). Conclui-se que a introduÃÃo do Ãxido Al2O3 na estrutura do CeO2 aumenta a estabilidade dessa estrutura. Os experimentos com a variaÃÃo da potÃncia mostraram que o aumento na potÃncia està relacionado a um aumento na intensidade dos modos em todos os Ãxidos. O Ãxido Mn, em particular, apresentou um aumento nos modos de defeitos devido Ãs vacÃncias geradas pela eliminaÃÃo da Ãgua presente, evidenciado pelos modos do grupo OH.