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

g045543@iqm.unicamp.br, mazali@iqm.unicamp.br

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)