Dióxido de estanho nanoestruturado: síntese e crescimento de nanocristais e nanofitas

Abstract

Recebido em 15/5/02; aceito em 2/6/03 NANOSTRUCTURED TIN DIOXIDE: SYNTHESIS AND GROWTH OF NANOCRYSTALS AND NANORIBBONS. The objectives of this work are to supply a basic background on nanostructured materials and also to report about the obtaining of nanoparticles, mainly, tin dioxide nanocrystalline particles (obtained by using the polymeric precursor method) presenting a high stability against particle growth due to the usage of a metastable solid solution. The synthesis and growth of SnO 2 nanoribbons by a carbothermal reduction process are also discussed.Keywords: nanostructured materials; tin dioxide; metastable solid solution. INTRODUÇÃOA nanociência figura como uma das áreas mais atraentes e promissoras para o desenvolvimento tecnológico neste século. Para confirmação desta tendência é suficiente que se faça uma busca em qualquer um dos principais periódicos de alcance internacional, por exemplo, Science, onde pode ser verificado um aumento gradativo do número de trabalhos envolvendo nanoestruturas e nanotecnologia. Na literatura científica são encontrados diversos termos relacionados à nanociência, dentre os quais podemos citar nanopartículas, nanocristais, nanofios, nanofitas, nanotubos, nanocompósitos 1-11 etc. Na realidade, todos estes são ou estão relacionados com materiais nanoestruturados, que apresentam características estruturais bem definidas.As propriedades físicas e químicas de materiais em escala nanométrica (normalmente definida no intervalo de 1-100 nm) são de imenso interesse e crescente importância para futuras aplicações tecnológicas. Materiais nanoestruturados geralmente exibem propriedades diferenciadas com relação aos demais materiais. Pode-se encontrar na literatura vários exemplos de como propriedades do tipo magnética, óptica, ponto de fusão, calor específico e reatividade de superfície podem ser afetadas pelo tamanho de partícula [12][13][14][15][16] . Normalmente, as modificações mais sensíveis nas propriedades desses materiais acontecem quando as partículas se apresentam na faixa de 1-10 nm de tamanho. Estas mudanças são conhecidas como efeitos quânticos de tamanho (confinamento), e sua origem está diretamente relacionada ao tipo de ligação química no cristal 17 . A relação entre propriedades e tamanho de partícula é conhecida desde o século XIX, quando Faraday mostrou que a cor de partículas coloidais de Au pode ser modificada mudando o tamanho das partículas de Au 18 . No entanto, apesar da longa história que envolve este assunto, o interesse em nanopartículas foi significativo apenas nos últimos 10 anos. As atividades de pesquisas relacionadas a esta área foram impulsionadas pela habilidade para controlar as propriedades dos materiais através do controle do tamanho das partículas. Este desenvolvimento pode resultar em novas tecnologias, inclusive conversão de energia [19][20][21][22][23] Neste trabalho apresenta-se uma abordagem inicial sobre materiais nanoestruturados, em especial o dióxido de estanho, envolvendo alguns aspectos básicos. Versa-se sobre a técnica de ob...

Desenvolvimento e caracterização de partículas nanorecobertas à base de nanoargilas de haloisita

“…Obtidos os percursores poliméricos, inicialmente, adicionou-se a nanoargila haloisita (Aldrich) à resina 1 e a solução foi sinterizada em uma mufl a a 250 °C por 2 h (etapa de pré-pirólise). O pré-tratamento térmico a que são submetidos os precursores poliméricos tem como objetivo eliminar a maior parte do material orgânico e água [15]. A amostra obtida foi macerada e levada a um forno tubular para sinterizar a 450 °C por 3 h. Posteriormente, a amostra calcinada foi adicionada à resina 2 e a mistura sinterizada em uma mufl a a 250 °C por 2 h. O compósito obtido, constituído de nanoargila haloisita, resina 1 e resina 2, foi macerado e afi m de se obter diferentes graus de cristalinidade, pirolisado em diferentes temperaturas por 3 h. As temperaturas de pirólise foram 450, 700, 900 e 1000 °C e estas amostras identifi cadas como RTiNi450, RTiNi700, RTiNi900, RTiNi1000, respectivamente.…”

Síntese e caracterização de CaZrO3 e BaZrO3 nanoestruturados

“…1 Todos estes termos estão relacionados, de uma maneira ou de outra, com termos mais gerais que muitas vezes se confundem, como os de nanomateriais e materiais nanoestruturados, definidos como sendo quaisquer materiais que possuam pelo menos uma dimensão da ordem de 1-100 nanômetros e como materiais policristalinos com tamanho de grão da ordem de 1-100 nanômetros. 2,3 Verificou-se que, quando as partículas ou cristalitos que formam um determinado material se apresentam na escala nanométrica, ou seja, no caso de materiais nanoestruturados, estes muitas vezes exibem propriedades diferentes daquelas apresentadas pelos seus respectivos similares cristalinos convencionais. Pode-se encontrar na literatura vários exemplos de como, por exemplo, propriedades magnéticas, ópticas, elétricas, térmicas e químicas podem ser afetadas pelas dimensões do material.…”

“…Pode-se encontrar na literatura vários exemplos de como, por exemplo, propriedades magnéticas, ópticas, elétricas, térmicas e químicas podem ser afetadas pelas dimensões do material. 3 O principal motivo para que esses materiais potencializem o aparecimento de propriedades físicas e químicas diferenciadas está justamente no fato dos materiais nanoestruturados apresentarem tamanho de grão tão reduzido que uma fração importante de seus átomos está localizada nos contornos de grão (ou na superfície das partículas), enquanto os materiais bulk possuem a maior parte dos átomos localizados no interior dos grãos, ou seja, em seu volume. Outra diferença é o elevado grau de desordem e defeitos (bordas de grão, defeitos pontuais, deslocações, etc.)…”

“…7 O tamanho médio dos cristalitos foi também determinado por XRD e comparado com dados obtidos por TEM. 3 ) foram solubilizados separadamente em 60 mL de ácido nítrico, e depois acrescentou-se a cada solução água destilada até que se completasse um volume total de 200 mL. Em seguida, cada solução foi colocada sobre uma placa aquecedora para eliminar os ânions cloro, seja como Cl 2 ou combinado com ClNO 2 , evaporando até que restasse apenas um pequeno volume de aproximadamente 30 mL da mesma.…”

Síntese e caracterização de nanocompósitos Ni: SiO2 processados na forma de filmes finos

“…O avanço tecnológico a partir dos anos 80 na área de ciência dos materiais 1 impulsionou a pesquisa e o desenvolvimento de uma nova categoria de materiais compostos de grãos com dimensões nanométricas [2][3][4][5] . O principal interesse em materiais nanoestruturados, com partículas essencialmente menores que 100 nm, deve-se ao fato de que suas propriedades físicas e químicas dependem fortemente da forma e do tamanho dos grãos 6 .…”