Estudo da transição de fases de nanopartículas de CeO2x(0 < x < 0,5)

• Autor(a) principal: Vogt, Marco Antônio Haas
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/234689
• topic: Óxido de cério; Oxidação; Espectroscopia de absorção de raios-x; Difração de raios X

O óxido de cério, CeO2x (0 < x < 0,5), vem sendo cada vez mais estudado devido ao enorme potencial tecnológico em diversas vertentes. Dentre as principais características que tornam o óxido de cério um material de alto interesse atual, destaca-se a capacidade de armazenar oxigênio que está diretamente relacionada à facilidade em mudar o estado de oxidação entre Ce(III) e Ce(IV). Em catálise, a redução é uma etapa fundamental de qualquer processo catalítico, pois é empregada para ativar o catalisador. Porém, no caso de catalisadores contendo CeO2x, o processo de redução pode induzir uma mudança de fase, a qual pode influenciar diretamente nas propriedades catalíticas do material. Nesse trabalho foi estudada a transição de fase de nanopartículas de CeO2x que possuem diferentes temperaturas de redução, segundo observado previamente. Foram realizadas medidas de XRD (X-Ray Difraction) in situ com a amostra exposta à atmosfera ambiente para temperaturas entre 25 C e 1000 C em intervalos de 250 C. Assim, foi possível identificar a fase inicial das nanopartículas, cúbica do tipo fluorita. Com o aquecimento, é observado o surgimento de uma nova fase cristalina, provavelmente hexagonal, para todas as amostras. Com uso de refinamento Rietveld foi possível determinar o parâmetro de rede e o tamanho das nanopartículas para cada temperatura e, consequentemente, obter o comportamento dessas variáveis em função da temperatura. Com isso, foi medido o coeficiente de dilatação linear e estudado o processo de aglomeração das diferentes nanopartículas de CeO2x. Também foram realizadas medidas de XANES (X-Ray Absorption Near Edge Structure) in situ resolvido no tempo durante redução em atmosfera de CO na linha de luz DXAS do Laboratório Nacional de Luz Sincrotron (LNLS). As medidas de XANES in situ foram realizadas na borda L3 do Ce no modo transmissão com intuito de determinar a razão Ce(III)/Ce(IV) durante o processo de redução. As amostras foram aquecidas desde a temperatura ambiente até 500 C permanecendo por 15 min em 500 C. Com os dados da fração de Ce(III) em função da temperatura, obtidos dos espectros de XANES, é possível obter a energia de ativação da nova fase. O modelo utilizado para obter a energia de ativação da nova fase fez uso da equação de Arrhenius. Os resultados são comparados com aqueles obtidos segundo a teoria de Bulfin.