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Marta Eloisa Medeiros, Doutorado (1995)
email: martam@iq.ufrj.br

Estudo de materiais à base de Bismuto (III) : Sistema Bi2O3-V2O5 modificado pela incorporação de metais alcalinos terrosos

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 destas técnicas 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.xMIIO, em duas proporções em mol 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.

[CNPq]

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