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Tipo do documento: Dissertação
Título: SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DO SISTEMA ESPINÉLIOS CO1-XCUXFE2O4 (X = 1,0, 0,75,0,50, 0,25, 0,0) PELO MÉTODO DOS PRECURSORES POLIMÉRICOS
Título(s) alternativo(s): SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION SYSTEM SPINELS CO1-XCUXFE2O4 (X = 1.0, 0,75,0,50, 0.25, 0.0) BY POLYMERIC PRECURSOR METHOD
Autor: Silva, Maya Dayana Penha da 
Primeiro orientador: SILVA, Fernando Carvalho
Resumo: As ferritas são óxidos compostos, termicamente estáveis, que apresentam estruturas cristalinas equivalentes as do mineral espinélio. Estas retêm propriedades dielétricas, magnéticas e catalíticas específicas. Neste sentido, este trabalho objetiva avaliar a síntese de estruturas espinélios Co1-xCuxFe2O4 (x = 1,0, 0,75, 0,25, 0,0) pelo método do precursores poliméricos (MPP), em diferentes temperaturas. Para tanto, tais sistemas foram caracterizados por difração de raios X (DRX) e espectroscópicas na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), Raman e UV-visível. Os resultados de DRX sugerem a formação de estruturas monofásicas CuFe2O4[(I41/amd(D_4h^19))] e CoFe2O4[(Fd3 ̅m (O_h^7))], a exceção das amostras CuFe2O4 700 e 800 oC.O parâmetro FWHM indica que o aumento da temperatura de calcinação ternária gera uma melhor organização estrutural a longo alcance. Ademias, o tamanho médio dos cristalitos aumenta com a temperatura de calcinação ternária devido a maior difusão dos íons na rede cristalina. Os tamanhos médios dos cristalitos variam entre 27 35 nm (CuFe2O4), 28 37 nm (CoFe2O4) e 33,3 - 52,6 nm(CuFe2O4 substituídas). As microdeformações da rede cristalina variaram entre 0,17 e 0,32%, diminuindo, na maioria dos casos, com a evolução da temperatura de tratamento. Os espectros Raman das amostras CuFe2O4exibem modos vibracionais próximos a 166 (F2g), 456 (F2g) , 519 (F2g), 217 (Eg), e 686(A1g) cm-1. Por outro lado, as estruturas CoFe2O4 demonstraram modos vibracionais F2g (195, 457 e 587 cm-1), A1g(298 cm-1) e Eg(671 cm-1). Modos vibracionais equivalentes foram também detectados nas estruturas intermediárias. Os espectros FTIR das CuFe2O4 exibiram estiramentos vibracionais nas regiões de 531,79 - 559,45 cm-1 (Fe-O)A, 605,18 - 672,12 cm-1(Cu-O)Ae 474,69 - 397,33 cm-1(Fe-O)B. Já as CoFe2O4 demonstraram uma forte absorção entre 581,70 - 578,51 cm-1(Co-O)A. Tais modos vibracionais também foram observados nas ferritas intermediarias. Os espectros UV-vis das CuFe2O4 exibiram transições 6A1g → 4Eg (G) (Fe3+ )B, entre 2,14 2,72 eV, e 6A1g → 4Eg (G) (Cu2+)A, entre 1,76 1,80 eV. Já as CoFe2O4 apresentam transições 6A_1g → 2A_2g(P)(Co2+)A entre 94, 2,11 e 2,39 eV.
Abstract: Ferrites are complex oxides, thermally stable, that presents crystalline structures equivalent to the spinel mineral.These solids alsoretain significant dielectric, magneticand catalytic properties. Thus, this work aims to obtain Co1-xCuxFe2O4spinel nanoparticles (x = 0.00, 0.25, 0.50, 0.75, 1.00) by the polymeric precursor method as well as evaluates the effect of its thermal treatment (700 - 1200 °C) over the crystalline structure. Therefore, all spinel structures were characterized by means of Raman and infrared vibrational spectroscopies and X-ray powder diffraction (XRPD). According to the X-ray diffraction patters, all the primary CoFe2O4 adopts an ideal inverse spinel structure [(Fd3 ̅m (O_h^7))], whereas the CuFe2O4 materials preferentially assume tetragonal distorted spinel structure [(I41/amd(D_4h^19))], except the 700 and 800 oC annealed CuFe2O4, that was indeed hematite. Besides, such case the FWHM analysis has indicates that the ternary thermal treatment leads to a higher organization of the lattice, as well as, increases the crystallite sizes. In general, the average crystallite sizes for CuFe2O4 varies between 27 35 nm; whereas, for the CoFe2O4 and Co-substituted CuF2O4 are respectively 28 37 nm and 33.3 52.6 nm. The crystal microdeformation oscillates between 0.17 and 0.32%, reducing, in most cases, with the thermal evolution. Raman spectra for CuFe2O4 samples shows vibrational modes at about 166 (F2g), 456 (F2g), 519 (F2g), 217 (Eg), e 686(A1g) cm-1. In other hand, CoFe2O4 samples present vibrational modes at 195, 457 and 587 cm-1 (all F2g symmetries), 298 cm-1 (A1g) and 671 cm-1(Eg). Similar optical-active modes were detected for the Co-substituted ferrites. Conversely, FTIR spectra for all CuFe2O4 shows characteristic stretching at about 531.79 559.45 cm-1 (Fe-O)A, 605.18 672.12 cm-1 (Cu-O)Aand 474.69 397.33 cm-1 (Fe-O)B. However, the CoFe2O4 samples exhibits strong stretching modes at 581.70 578.51 cm-1 (Co-O)A. Similar modes were also observed for the intermediary ferrites. Finally, the UV-vis spectra for CuFe2O4 shows 6A1g → 4Eg (G) (Fe3+ )B, and 6A1g → 4Eg (G) (Cu2+)Atransitions between 2.14 2.72 eV and 1.76 1.80 eV, respectively. However, the CoFe2O4 ferrites presents6A_1g → 2A_2g(P)(Co2+)A electronic transitions 2.11 and 2.39 eV.
Palavras-chave: Espinélios
Ferrita
Cobre
Cobalto
Spinel
ferrite
Cooper
Cobalt
Área(s) do CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA
Idioma: por
País: BR
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: QUIMICA
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA/CCET
Citação: SILVA, Maya Dayana Penha da. SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION SYSTEM SPINELS CO1-XCUXFE2O4 (X = 1.0, 0,75,0,50, 0.25, 0.0) BY POLYMERIC PRECURSOR METHOD. 2012. 118 f. Dissertação (Mestrado em QUIMICA) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís, 2012.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tedebc.ufma.br:8080/jspui/handle/tede/938
Data de defesa: 21-Sep-2012
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