Síntese e estudo de ortossilicatos de zinco luminescentes com aplicação da técnica sol-gel

Abstract

Recebido em 25/8/08; aceito em 20/1/09; publicado na web em 11/5/09 SYNTHESIS AND STUDY OF ZINC ORTHOSILICATES LUMINOPHORES BY THE SOL-GEL TECHNIQUE. Usually, the concepts of the Sol-Gel technique are not applied in experimental chemistry courses. This work presents a feasible experiment for chemistry instruction, which involves the synthesis of luminescent materials -Zn 2 SiO 4 , with and without Mn 2+ as a dopant -by the Sol-Gel technique. The obtained materials were analyzed by scanning electron microscopy, X-Ray diffraction, IR spectroscopy and luminescence measures by UV-vis spectroscopy. The results allow the students to confirm the luminescent properties of the zinc orthosilicate luminophores as well as the structural features expected from literature data.Keywords: zinc orthosilicates; luminophores; sol-gel. INTRODUÇÃOO emprego da técnica de reação sol-gel em cursos de graduação apresenta grandes vantagens ao aluno. Uma delas é o ganho pessoal ao se familiarizar com uma técnica cada vez mais empregada na indústria, em aplicações tais como produção de filmes finos de óxi-dos metálicos para o desenvolvimento de componentes eletrônicos, 1 materiais cerâmicos constituídos de silicatos dopados com terras raras (como o Európio III), na obtenção de materiais luminescentes, [2][3][4][5] aplicados na fabricação de lâmpadas e dispositivos ópticos como laser e sensores, na síntese de cerâmicas biocompativeis ativas na reconstituição do tecido ósseo, 6 desenvolvimento de vidros e cerâmicas com porosidades controladas para sistemas permeáveis, 7 preparação de sílica gel modificada para complexação com íons metálicos, o que viabiliza seu uso no tratamento de água, colunas cromatográficas de troca iônica, e preparo de catalisadores sólidos, 8 que vêm sendo utilizados no ramo da Química Verde.9 Outra vantagem é a vasta gama de conceitos abordados que vão desde ativação e catálise até reações em meio coloidal.Ortosilicatos de zinco fosforescentes podem ser sintetizados pela técnica sol-gel e são, portanto, uma excelente opção para emprego em cursos práticos de graduação na área de inorgânica. O experimento completo pode ser dimensionado para 8 h de laboratório, incluindo caracterização, e pode ser facilmente dividido em etapas de aproximadamente 2 h.Materiais fosforescentes ou luminescentes são amplamente utilizados na obtenção de luz visível, principalmente no campo de lâmpadas fluorescentes.10 Existem dois tipos de lâmpadas fluorescentes com capacidade de gerar luz branca: lâmpadas de alta e de baixa pressão de vapor de mercúrio.11 Ambas necessitam de materiais fosforescentes que absorvam radiação UV e emitam uma cor apropriada resultando em uma emissão branca.10 Entre as mais diversas estruturas para materiais luminescentes, especialmente para o uso em lâmpadas, compostos de silicatos têm sido extensivamente estudados devido a sua estabilidade, transparência à luz visível e preparação relativamente fácil.11 Como exemplo, os ortosilicatos de zinco (willemite, Zn 2 SiO 4 ) dopados com Mn 2+ são comercialmente utilizados...

Red phosphor based on Eu3+-isoelectronically doped Ba2SiO4 obtained via sol–gel route for solid state lightning

“…Many authors have attributed the degree of agglomeration and irregular morphology to the sol-gel method catalyzed by acid. [36][37][38] The grain size viewed in SEM images is much higher than the crystallite size obtained from XRD indicating that the agglomerated particles observed in the SEM images are formed by an arrangement of several nanocrystallites. Also, energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), Fig.…”

Influência do Método de Síntese e do Tratamento Térmico na Fotoluminescência de Nanocompósitos de Céria Dopada com Gadolínio/Zircônia

“…Já em materiais ordenados, a quantidade de níveis intermediários é reduzida, o que gera a diminuição da intensidade do sinal fotoluminescente. 3 Nanocompósitos podem ser obtidos por diferentes métodos de síntese, tais como: reação do estado sólido 6 , síntese hidrotérmica 7 , sol-gel 8 , método dos Precursores Poliméricos (MPP) 9 , dentro outros. Entre esses métodos, o MPP se destaca pela facilidade de controle da ordemdesordem do material, e apresenta como vantagem a obtenção de materiais desordenados em baixas temperaturas e ordenados com o aumento da temperatura de tratamento térmico.…”