Método BET

A aplicação desse método consiste na adsorção física de um gás inerte a temperaturas relativamente baixas. De acordo com Pena (2008) esse método é largamente utilizado para caracterização de porosidade e superfície específica de materiais porosos e/ou microporosos como cerâmicas, carvões, argilas, solos, óxidos não ferrosos, etc.

Além da verificação de porosidade nas amostras através dos valores de área específica (área de exposição por unidade de massa do sólido), esse método de caracterização também é aplicado com o objetivo de avaliar a influência da temperatura de calcinação no tamanho de grãos e consequentemente o grau de aglomeração existente entre eles.

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De acordo com Pena (2008), o método de adsorção de nitrogênio empregando a técnica B.E.T. vem sendo largamente utilizado para caracterização de porosidade e superfície específica de materiais porosos e/ou microporosos como cerâmicas, carvões, argilas, solos, óxidos não ferrosos, por exemplo.

A equação de BET permite o conhecimento tanto da forma da isoterma de adsorção como do volume de gás necessário para formar uma monocamada. Essas isotermas são classificadas de acordo com Santos (2010), em 6 tipos (FIGURA 11).

Figura 12. Classificação das Isotermas de Adsorção.

Cada isoterma corresponde a um Tipo de caracterização especificado abaixo:

 Tipo 1 - caracteriza sólidos microporosos;

 Tipo 2 – caracteriza sólidos porosos e macroporosos;

 Tipo 3 – caracteriza sistemas onde as moléculas do adsorvato apresentam maior interação entre si do que com o sólido;

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 Tipo 5 – assim como o Tipo 3 caracterizam sistemas onde as moléculas do adsorvato apresentam maior interação entre si do que com o sólido;  Tipo 6 – caracteriza a adsorção do gás por um sólido não poroso de

superfície praticamente uniforme, o que é considerado pela literatura um caso raro.

3.6.3 Análise por Difração de Raios-X

De acordo com Santos (2010), a difratometria de raios X corresponde a uma das principais técnicas de caracterização microestrutural de materiais cristalinos, sendo aplicado em diversos campos do conhecimento, inclusive nas engenharias.

Para que ocorra a difração dos raios X é necessário que a equação de Bragg λ = 2d sen θ seja satisfeita. Admitindo-se que um feixe monocromático de determinado comprimento de onda (λ) incide sobre um cristal a um ângulo θ, chamado de ângulo de Bragg, d é a distância entre os planos dos átomos e n a ordem da difração (CAMPOS, 2007).

A difração de raios X em que o comprimento de onda dos raios espalhados é fixado e o ângulo de varredura do material varia, é classificada como difração de raios X pelo método do pó. Este método envolve a difração monocromática dos raios X por uma amostra na forma de pó sendo, portanto um método geral o que foi utilizado para a obtenção dos difratogramas dos compostos estudados (RIETVELD, 1969 apud CAMPOS, 2007).

Essa técnica é a mais indicada na determinação das fases cristalinas presentes em materiais cerâmicos, uma vez que permiti o acompanhamento da evolução das fases e possibilita a determinação de sua estrutura cristalina por meio de informações como nome, fórmula química, composição química, sistema cristalográfico e densidade da fase cristalina do pó precursor.

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3.6.4 Microscopia Eletrônica de Varredura

A Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) é um instrumento bastante versátil, utilizado frequentemente na análise microestrutural de materiais sólidos. Apesar da complexidade dos mecanismos para a obtenção da imagem, o resultado é uma imagem de fácil interpretação.

De acordo com Santos (2010), a versatilidade da microscopia eletrônica de varredura e da microanálise se encontra na possibilidade de se poder captar e medir as inúmeras radiações resultantes das interações elétron-amostra. Estas interações revelam informações sobre a natureza da amostra como, por exemplo, composição, topografia, potencial eletrostático, campo magnético local dentre outras propriedades.

Por ser bastante útil no estudo da morfologia das partículas Essa técnica foi utilizada na caracterização das amostras. O objetivo de tal aplicação é verificar a aglomeração do material e acompanhar o efeito da temperatura e do processamento sobre a microestrutura além de revelar o tamanho dos grãos e assim possibilitar o entendimento das correlações microestrutura - defeitos – propriedades do material predizendo dessa forma as propriedades do material quando estas correlações se estabelecem.

Como resultado da Microscopia Eletrônica de Varredura tem-se micrografias que revelam essa aglomeração e permitem a análise do efeito do tratamento térmico e do processamento sobre a microestrutura da amostra em aumentos de até 100.000X com resoluções de ordem de 20nm. Em particular as usadas neste trabalho foram obtidas via elétrons secundários, ou seja, elétrons com baixa distribuição de energia (10 a 50 eV), capazes apenas de escapar da região próxima à superfície da amostra.

3.6.5 Análise de Colorimetria

De acordo com Montedo (2004), a cor de um determinado material está relacionada com a sua capacidade de absorver e refletir determinado comprimento de onda da luz visível. A literatura aponta a espectrofotometria na região UV-VIS do espectro eletromagnético como uma das técnicas analíticas

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mais empregadas, em função de robustez, custo relativamente baixo e grande número de aplicações desenvolvidas nas análises colorimétricas de pigmentos pelos mais variados autores.

De acordo com Candeia (2004) e Xavier (2006), o método mede a intensidade de absorção na região visível para obter três parâmetros “L”, “a” e “b”, medindo brilho, as intensidades de cor vermelho/verde e amarelo/azul, respectivamente. A coordenada “a” varia do eixo vermelho (a+) ao verde (a-), a coordenada “b” varia do eixo amarelo (b+) ao azul (b-) e “L” é a coordenada de luminosidade (escala de cinza) onde (L+) é o branco e (L-) é o preto.

O valor de ∆E representa a variação de tonalidade e pode ser calculado pela equação a seguir:

∆E² = L² + a² + b²

As tonalidades encontradas pela equação 2 podem ser identificadas no espectro eletromagnético apresentado na Figura 6 deste capítulo por meio de graus de reflectância na região do visível, uma vez que todo e qualquer tipo de radiação eletromagnética compreendida entre 400 e 700 nm que recai sobre a retina é percebida como cor.

CAPÍTULO 4

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

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4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

A obtenção do pigmento cerâmico em estudo neste trabalho se deu por meio da aplicação do Método dos Precursores Poliméricos ou Método Pechini, uma vez que vem sendo bastante explorado como melhor alternativa para a síntese de nanopartículas. A aplicação desse método possibilitou a síntese dos óxidos de ferro e cobalto, os quais vêm sendo comumente misturados em experimentos que buscam novas tonalidades de pigmentos. A matriz escolhida para atuar como o núcleo do encapsulamento com estrutura do tipo core-shell nesse trabalho foi a sílica nanométrica em virtude da sua grande estabilidade em processos de sinterização a temperaturas relativamente baixas.

Para o desenvolvimento desses pigmentos foram realizadas as seguintes etapas:

 Seleção dos reagentes necessários à aplicação do método;

 Formulação das amostras através da realização de cálculos estequiométricos;

 Síntese polimérica dos reagentes selecionados;

 Caracterização física, química, morfológica e colorimétrica dos pigmentos obtidos.

A Figura 13 apresenta um esquema contendo a ordem de realização das etapas descritas acima.

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