Estudo da dopagem no óxido de manganês tipo espinélio nanoestruturado no desempenho de um sensor potenciométrico para íons lítio

• Autor(a) principal: David Parra, Diego Noé [UNESP]
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11449/97769
• topic: Potenciometria; Potentiometry

No presente trabalho estudo0se o desempenho eletroquímico de sensores a base de óxido de manganês (IV) do tipo espinélio dopado, para determinação potenciométrica de íons lítio. A matriz porosa de óxido de manganês é formada por unidades de blocos de MnO6 octaédricos que podem formar diferentes estruturas cristalinas. O óxido de manganês tipo espinélio apresenta uma estrutura tridimensional com túneis estruturais próprios e adequados para a inserção do íon lítio. Entretanto, o desempenho eletroquímico desse óxido diminui quando submetido a várias ciclagens de inserção e extração do íon lítio na estrutura do óxido, devido ao efeito de Jahn0Teller (distorção de rede cristalina). Para minimizar o efeito Jahn0Teller, a substituição parcial do íon manganês e do oxigênio por cátions de metais de transição e/ou de ânions, respectivamente, tem sido estudado por vários grupos de pesquisa com objetivo de melhorar o desempenho eletroquímico do óxido na construção de baterias recarregáveis. Dessa forma, foi investigado o comportamento potenciométrico de óxidos de manganês dopados e avaliada sua futura aplicabilidade na determinação do cátion lítio. A resposta potenciométrica para esse cátion é baseada no mecanismo de inserção topotática redox pode ser representada por: 2Mn(IV)O2(s) + 2Li+ (aq) + H2O(l) Li2[Mn2 (III)O4](s) + 2H+ (aq) + ½ O2(g) Os óxidos de manganês dopados estudados foram: Li1,05Ga0,02Mn1,98O3,98; Li1,05Ga0,02Mn1,98S0,02O3,98 e Li1,05Ga0,02Mn1,98F0,02O3,98. Estes óxidos mostraram0se promissores para determinação de íons lítio, pois apresentaram uma maior sensibilidade (80,16, 87,02 e 94,39 mV dec01, respectivamente) quando comparados ao óxido de manganês tipo espinélio não dopado, o qual apresentou uma sensibilidade de 78,9 mV dec01 para pH 8,3. Com relação...