XXXI Congresso de Iniciação Científica
Síntese de fases polimórficas do trióxido de molibdênio (MoO
3) via método hidrotérmico assistido por micro-ondas.
Giovana dos Santos Teixeira, Marcelo Ornaghi Orlandi, Anderson André Felix. Câmpus de Araraquara, Instituto de Química, Engenharia Química, santosgiovana1805@gmail.com, PIBIC.
Palavras Chave: Hidrotermal, Molibdênio, Polimorfismo.
Introdução
O trióxido de molibdénio (MoO3) é um semicondutor do tipo-n muito versátil por apresentar fases cristalinas polimórficas com características físico- químicas únicas, fato que tem permitido sua aplicação em diferentes áreas, tais como em catálise, supercapacitor, eletrocromismo dentre outras.1 Entretanto, a obtenção destas diferentes fases polimórficas depende do método de síntese utilizado e de parâmetros específicos de cada método.1 Estudos têm mostrado que a obtenção de materiais monofásicos para cada fase desejada via método hidrotérmico convencional exige um controle sistemático da relação entre o sal precursor e o agente mineralizante e dos parâmetros de tempo e temperatura empregados.2
Objetivo
O objetivo nesta fase do projeto foi a realização de um estudo sistemático dos parâmetros de síntese que influenciam na obtenção do MoO3 pelo método hidrotérmico assistido por micro-ondas bem como sua caracterização estrutural e morfológica.
Material e Métodos
Ácido Molibdico (H2MoO4 - 1g) foi dissolvido em 90ml de solução aquosa de ácido nítrico com diferentes concentrações (0,05M, 0,1M, 1,0M, 3,0M). Estas soluções foram submetidas a tratamento térmico em forno de micro-ondas (2,45GHz/800W) por diferentes tempos (1-60 min) e temperaturas (100-175°C). O pó obtido foi lavado em água por diversas vezes e seco em estufa à 80°C. Os materiais obtidos foram analisados por difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (SEM) e Espectroscopia Raman.
Resultados e Discussão
As análises por DRX e espectroscopia Raman indicam que temperaturas superiores a 150°C e concentrações de ácido maiores que 1M favorecem à formação monofásica da fase cristalina α-MoO3
independente do tempo de síntese. Por outro lado, a diminuição da concentração à temperatura de 150°C (Figura 1) induz a formação da fase h-MoO3
coexistindo com a fase α-MoO3, também independente do tempo de síntese. Além disso, em temperaturas abaixo de 150°C ocorre o apareci-
mento de ambas as fases somente para longos tempos e concentrações maiores que 1M.
Figura 1. a) DRX das amostras preparadas à 150 °C por 10 min. com diferentes concentrações de ácido nítrico. b) Imagens de SEM das diferentes morfologias.
A correlação entre as análises por SEM e Raman revelam que a fase α-MoO3 foi obtida na forma de nanofibras, enquanto a fase h-MoO3 cresce na forma de microbastões. Os resultados de SEM indicam que o tempo e a temperatura de síntese não modificam as morfologias obtidas, no entanto a concentração da solução influencia diretamente nas dimensões de ambas as morfologias. Os resultados obtidos indicam que uma maior razão H+/Mo+6 favorece a formação de nanofibras α-MoO3 mono- fásicas, enquanto razões menores favorecem a coexistência com a fase h-MoO3. Dessa forma, enquanto as condições de síntese para obtenção da fase pura α-MoO3 estão bem estabelecidas, estudos adicionais serão necessários para obtenção da fase pura h-MoO3.
Conclusões
O método hidrotérmico assistido por micro-ondas apresenta-se como uma rota viável para a preparação de diferentes fases polimórficas do MoO3, sendo um processo de síntese rápido à baixas temperaturas. Baseado nos resultados obtidos, acredita-se que a razão entre os íons H+/Mo+6 em solução seja o fator determinante na obtenção das diferentes fases polimórficas do MoO3
e no controle das dimensões das morfologias obtidas.
Agradecimentos
Agradecimentos ao CnPq e LIEC.
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1 Castro, I.A., Datta, R.S., Ou, J.Z., Castellanos-Gomez, A., Sriram, S.,
Daeneke, T., Kalantar-zadeh, K.. Adv. Mater. 2017, 29, 1.
2Song,Y, Zhao, Y., Huang, Z., Zhao, J. J. Alloy. Compd. 2017, 693, 1290.
