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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autora: Medeiros, Marta Eloisa
Título: Estudo de Materiais à Base de Bismuto (III): Sistema Bi2O3-V2O5 Modificado pela Incorporação de Metais Alcalinos Terrosos
Ano: 1995
Orientador: Prof. Dr. Oswaldo Luiz Alves
Departamento: Química Inorgânica
Palavras-chave: -
Resumo: No presente trabalho, realizamos o estudo de um material com propriedades não-usuais, o vanadato de bismuto, fase BiVO4. A síntese do mesmo foi realizada segundo os métodos dos óxidos e sol-gel não-hidrolítico, com a finalidade de obtermos informações sobre a influência destes nas características estruturais, térmicas, de composição, morfológicas e de coloração. Introduzimos, ainda metais alcalinos terrosos (Mg, Ca, Sr e Ba) na estrutura monoclínica do BiVO4, numa composição BiVO4.xMO, em duas proporções em moI distintas: 0,1<x<1,0 e x>1,0. Isto ensejou-nos o estudo das alterações estruturais produzidas. As propriedades de cor de todas as fases sintetizadas foram igualmente estudadas, objetivando-se verificar a potencialidade de utilização destas como pigmentos. Para compreensão dos aspectos apresentados acima, foram usadas as técnicas: difratometria de raios-X, espectroscopia infravermelho, espectroscopia Raman, análise termogravimétrica, calorimetria exploratória diferencial, espectroscopia de fluorescência de raios-X, densidade real de sólidos, espectroscopia ultra-violeta com reflectância difusa e microscopia eletrônica de varredura. Os principais resultados mostraram que: i) a fase monoclínica do BiVO4 pode ser sintetizada pelos dois métodos propostos, porém os materiais obtidos apresentam comportamento estrutural e térmico distintos, além de possuírem colorações diferentes; ii) os grupos vanadatos, tanto nas fases preparadas pelo método dos óxidos como pelo sol-gel não hidrolítico, apresentam-se distorcidos, sendo que a espectroscopia Raman revelou um desordenamento estrutural maior para o material sintetizado via óxidos, e que o tetraedro de ambos consiste de três ligações V-O, de 1,70 Å, e uma ligação de 1,77 Å; iii) as fases modificadas com metais alcalinos terrosos apresentam alterações estruturais com o aumento do raio iônico e com o grau de incorporação na rede cristalina; iv) o grupo vanadato, em todas as fases modificadas, apresenta-se distorcido, havendo em vários casos abaixamentos de simetria importantes, principalmente nas fases com x>0,8; A modificação da fase BiVO4 com metais alcalinos terrosos causou uma grande alteração de coloração, principalmente na tonalidade dos materiais, que varia com o metal, o precursor usado, como também, com o aumento de x.
Abstract: In the present work, we have studied a material with unusual properties, bismuth vanadate, BiVO4. The synthesis of this material was performed through the oxide method and the non-hydrolytic sol-gel method. This was done, in order to obtain information about the influence of these methods on the structural, thermal, compositional, morphological, and color characteristics of these materials. We have also introduced II metal (Mg, Ca, Sr and Ba) into the monoclinic structure of BiVO4, resulting in the composition BiVO4.xMO. These were obtained with two distinct molar proportions: 0.1<x<1.0 and x>1.0. These different phases were studied with respect to the structural changes observed. Color properties of all the obtained phases were studied to determine the viability of their use as pigments. The following techniques were used to study the materiais: X-ray diffractometry, infrared spectroscopy, Raman spectroscopy, thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, x-ray fluorescence spectroscopy, density by gas displacement, diffuse reflectance ultra-violet spectroscopy, and scanning electron microscopy. The main results show us that: i) the monoclinic BiVO4 can be prepared by both the proposed methods, but the resulting materiais present different structural, thermal, and color properties; ii) the vanadates groups in materials prepared by both routes present distortions. Raman spectroscopy shows that there is a greater structural disordering in the material obtained via oxide. The VO4 consists, in both cases, of three V-O bonds with 1.70 Å bond length, and another V-O bond with a bond length of 1.77 Å; iii) the phases that were modified with II metals show structural modifications that depend on the ionic radius and the amount of II metal incorporated into the crystal lattice; iv) the vanadate group, in all the modified phases, is distorted, and in some cases we observed important symmetry lowering, particularity when x> 0.8. The modification of the BiVO4 phase with II metais causes great changes in the color tone of the materiaIs. These differences vary with the II metal, the precursor, and the value of x.
Arquivo (Texto Completo): vtls000097288.pdf ( tamanho: 3,26MB )

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