Sociedade Brasileira de Química ( SBQ)
29a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química
Síntese e caracterização de compósitos de LiMnNiO
x/PAni
Lívia Montanhez (IC)*,Carla P. Fonseca (PQ), Silmara Neves (PQ).
LCAM - Laboratório de Caracterização e Aplicação de Materiais
PPG em Engenharia e Ciência dos Materiais, USF - Universidade São Francisco 13251-900, Itatiba, SP, BRASIL, silmara.neves@saofrancisco.edu.br
Palavras Chave: Polianilina, óxido misto, compósitos
Introdução
Os óxidos de metais de transição são amplamente utilizados em baterias de íons lítio e lítio metálico. No entanto, um dos problemas apresentados por esses materiais está relacionado com sua baixa condutividade eletrônica, que pode comprometer os processos de carga/descarga, fundamentais para o funcionamento da bateria1.
Por outro lado, a característica mais importante dos polímeros eletricamente condutores não é somente a sua condutividade intrínseca, mas a possibilidade de variar rápido e reversivelmente o seu estado de oxidação e, conseqüentemente, a sua condutividade, desde níveis muito baixos (estado reduzido) a níveis moderadamente altos (estado oxidado).
Assim, a combinação desses dois tipos de materiais gera uma classe de compósitos condutores com propriedades únicas obtidos a partir de procedimentos sintéticos relativamente simples.
Neste trabalho, apresentamos os resultados preliminares da síntese e caracterização do compósito de polianilina/óxido misto de manganês e níquel litiado, PAni/LiMnNiOx.
Resultados e Discussão
O óxido misto foi obtido via síntese sol gel utilizando acetato de lítio, nitrato de níquel e carbonato de manganês como precursores em solução de ácido cítrico e etileno glicol. Após tratamento térmico obteve-se um pó escuro e de dimensões nanométricas (Fig. 1).
O compósito PAni/LiMnNiOx foi obtido através da síntese química da polianilina em meio contendo partículas de óxido dispersas. Utilizou-se ácido cítrico como agente dispersante, persulfato de amônia como agente oxidante, em meio ácido (HCl). Para fins comparativos, sintetizamos a polianilina na ausência das partículas de óxido. Através da microscopia eletrônica de varredura, foi possível comparar a morfologia dos materiais, Fig.1.
Constatamos na microscopia a dimensão nanométrica das partículas de óxido (Fig.1a) e o aspecto aglomerado do polímero condutor (Fig. 1b).
No compósito é possível identificar uma morfologia intermediária, contendo partículas de óxido envolvidas pela PAni (Fig. 1c).
(a) (b)
(c)
A condutividade dos materiais foi determinada pelo método de 4 pontas, sendo: imensurável para o óxido (< 10-5 S.cm-1); 2,9 S.cm-1 para PAni e cerca de 5,0 S.cm-1 para o compósito. Esse aumento de condutividade constatado para o compósito foi atribuído às interações entre os materiais.
Os espectros de infravermelho de cada material foram registrados e pode-se verificar o deslocamento das bandas da polianilina no compósito, indicando a ocorrência de interação química entre os materiais.
O trabalho prossegue no intuito de caracterizar as propriedades eletroquímicas do compósito.
Conclusões
Após otimização das condições de síntese, pode- se chegar a um material compósito cujos valores de condutividade e espectros de infravermelho indicam interação e, possivelmente, um sinergismo entre o polímero condutor e o óxido misto.
Agradecimentos
FAPESP – Proc. 05/56442-5, CNPq e Universidade São Francisco
1 D. Linden em “Handbook of Batteries”, 2a. Ed., McGraw-Hill, New York (1995).
