Sociedade Brasileira de Química ( SBQ)
32a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química
Uso de Espectroscopia Raman na Caracterização de Filmes Híbridos Orgânico/Inorgânico Contendo Carbonato de Cálcio.
Ana P. Ramos1 (PG), Nicola Heteringhton2 (PG), Yi-Yeoun2 (PQ), Fiona C. Meldrum2 (PQ) e Maria E.
Darbello Zaniquelli1 (PQ)
1- Departamento de Química- FFCLRP- USP- Ribeirão Preto, 2- School of Chemistry, University of Bristol- Bristol-UK
Palavras Chave: Espectroscopia Raman, Filmes LbL, Carbonato de Cálcio.
Introdução
A relevância do estudo do crescimento de CaCO3 sobre matrizes orgânicas reside principalmente na ocorrência desse mineral em sistemas biológicos1, além da importância ligada à deposição indesejável desse mineral na produção de petróleo2. Sabe-se que a matriz orgânica direciona a nucleação e o crescimento dos cristais, resultando em estruturas que podem apresentar tamanhos e morfologias variadas3. No caso do CaCO3, as diferentes formas cristalinas: calcita, vaterita e aragonita, podem ser identificadas por meio de diferenças nos seus espectros Raman. O objetivo deste trabalho é a identificação dos diferentes polimorfos de CaCO3
formados sobre matrizes orgânicas compostas por diferentes poliânions poli(ácido acrílico(PAA) e poli(estireno sulfonato) (PSS) e pelo policátion quitosana (cht), depositados em suportes de diferentes rugosidades. As análises foram corroboradas com análises morfológicas utilizando- se microscopia eletrônica de varredura e análise da cristalinidade por difração de raios-X.
Resultados e Discussão
Nos espectros Raman de CaCO3, três diferentes regiões podem ser utilizadas para a distinção dos três diferentes polimorfos4. A Figura 1 mostra um exemplo de resultado em que duas, das três regiões são identificadas. Os demais resultados estão resumidos na tabela 1.
200 400 1000 1200 1400
0 2000 4000 6000 8000
1090
267 303
1087
159 281
0 200 400 600 800 1000 ν C-O
Vibração do retículo cristalino
Intensidade (u.a.)
número de onda (cm-1)
Figura 1: Espectros Raman de partículas de CaCO3 formadas sobre filme LbL (PAA/cht)6PAA depositados sobre alumínio (linha
preta) e aço-inox (linha vermelha).
De acordo com esta análise ocorre a formação de diferentes polimorfos em suportes com diferentes rugosidades: vaterita, sobre alumínio e calcita, sobre aço-inox. O polimorfo vaterita é identificado por meio de um pico fino em 1090 cm-1 e uma banda larga com dois picos em 267 e 303 cm-1. Já, a calcita é identificada por meio de 2 picos finos, um em 281 e outro em 1087 cm-1. O deslocamento dos picos na região de 700 cm-1 também difere para os dois polimorfos, como mostrado na tabela 1.
Tabela 1. Bandas presentes no espectro Raman de amostras de filmes LbL formados com diferentes poliânions, depositados em diferentes suportes, contendo CaCO3.
matriz orgânica
suporte banda 1
banda 2
banda 3
banda 4
polimorfo (PAA/cht)6PAA alumínio 267 303 747 1090 Vaterita (PAA/cht)6PAA Silício* 157 281 713 1087 Calcita (PAA/cht)6PAA Silício* 268 305 754 1091 Vaterita (PAA/cht)6PAA aço-inox 159 281 713 1087 Calcita
(PSS/cht)6PSS alumínio 157 281 711 1086 Calcita (PSS/cht)6PSS silício 267 302 751 1091 Vaterita (PSS/cht)6PSS aço-inox 153 281 713 1087 Calcita
* mesma amostra analisada em áreas diferentes
Conclusões
-A técnica Raman é de grande utilidade na identificação dos diferentes polimorfos de CaCO3. - mudando-se o tipo de poliânion formador da matriz orgânica, podemos selecionar o tipo de polimorfo formado.
- a rugosidade das superfícies influencia na formação de diferentes polimorfos. Em silício, foi possível a identificação de dois polimorfos, calcita e vaterita, em uma mesma amostra.
Agradecimentos
FAPESP, CNPq
1 Weiner, S.; Addadi, L. In Biomineralization; Mann, S., Ed.; VCH: Weinheim, 1989.
2 Vrlstad, T. Fossen, M. Sjblom, J. P. Randhol, P. J. Dispersion Sci. Tech. 2008, 29, 440.
3 Ramos, A.P., Nobre, T.M., Montoro, L.A., Zaniquelli, M.E.D J Phys Chem B 2008, 112, 14648.
4 Dandeu, A., Humbert, B., Carteret, C., Muhr, H., Plasari, E., Bossoutrot, J.M. Chem Eng Technol 2006, 29, 221.
