SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO MORFOLÓGICA DE NANOESTRUTURAS DE Ce1-XPrXO2
Nos últimos anos, estudo de materiais cerâmicos vem evoluindo rapidamente, principalmente os relacionados com as cerâmicas denominadas funcionais. As diversas aplicações envolvendo estes materiais, principalmente como nanopartículas, justificam cada vez mais a necessidade de uma melhor compreensão da influência do método de síntese e da adição de dopantes na sua estrutura. O óxido de cério possui várias aplicações devido a sua condutividade de íons oxigênio, como catalisadores tipo três vias, células a combustível de óxido sólido e membranas iônicas. Neste trabalho, sintetizou-se pós cerâmicos pelo método hidrotermal assistido por micro-ondas, obtendo nanoestruturas de óxido de cério puro e dopado com diferentes porcentagens molares de praseodímio (0; 0,4; 0,8; 1,2; 1,6 e 2,0% mol). As nanoestruturas foram caracterizadas por difração de raios X (DRX), espectroscopia de espalhamento Raman, microscopia eletrônica de varredura com feixe eletrônico por emissão de campo (MEV-FEG) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Os padrões de DRX e os espectros Raman indicam a formação de soluções sólidas cristalinas com estrutura cúbica do tipo fluorita, pertencentes ao grupo espacial Fm3m e já indicam que as partículas obtidas são nanométricas. As imagens de microscopia das nanoestruturas de Ce1-xPrxO2 com diferentes concentrações (x) indicam que estas encontram-se altamente aglomeradas pela influências das forças de Van der Waals e com particulado primário na escala nanométrica. A morfologia das partículas tende a modificar de acordo com a adição do dopante praseodímio, variando de quase esférica para o óxido de cério puro para facetadas com a adição do dopante, conforme evidenciado pelo aumento no valor das distâncias entre as franjas mais frequentes, além da presença de falhas no empilhamento dos átomos.
SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO MORFOLÓGICA DE NANOESTRUTURAS DE Ce1-XPrXO2
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DOI: 10.37572/EdArt_2908226682
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Palavras-chave: Cerâmicas funcionais, óxido de cério, praseodímio, hidrotermal assistido por micro-ondas, propriedade óptica
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Keywords: functional ceramics, cerium oxide, praseodymium, microwave hydrothermal method.
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Abstract:
In recent years, the study of ceramic materials has evolved rapidly, especially those related to so-called functional ceramics. The various applications involving these materials, mainly as nanoparticles, increasingly justify the need for a better understanding of the influence of the synthesis method and the addition of dopants in their structure. Cerium oxide has many applications due to its conductivity to oxygen ions, such as three-way catalysts, solid oxide fuel cells and ionic membranes. In this work, ceramic powders were synthesized by the microwave-assisted hydrothermal method, obtaining nanostructures of pure cerium oxide doped with different molar percentages of praseodymium (0; 0.4; 0.8; 1.2; 1.6 and 2.0% mol). The nanostructures were characterized by X-ray diffraction (XRD), Raman scattering spectroscopy, field emission gun - scanning electron microscopy (FEG-SEM) and transmission electron microscopy (TEM). XRD patterns and Raman spectra indicate the formation of crystalline solid solutions with a fluorite-like cubic structure, belonging to the Fm3m space group and already indicate that the particles obtained are nanometric. Microscopy images of Ce1-xPrxO2 nanostructures with different concentrations (x) indicate that are highly agglomerated by the influence of Van der Waals forces and with primary particulate at the nanometer scale. The morphology of the particles tends to change according to the addition of the praseodymium dopant, ranging from almost spherical for pure cerium oxide to faceted with the addition of the dopant, as evidenced by the increase in the value of the distances between the most frequent fringes, in addition to the presence of flaws in the stacking of atoms.
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Número de páginas: 15
- Ana Cristina Tolentino Cabral
- Isabela Cristina Fernandes Vaz
- Francisco Moura Filho