Síntese de óxidos mistos SiO2 /Mn xOy para aplicação na reação de redução de O2

Abstract

RESUMOOs óxidos mistos SiO 2 /M x O y obtidos pelo processo sol-gel, designados de compósitos, normalmente aliam as propriedades mecânicas e químicas da sílica gel com as propriedades químicas do óxido metálico (M x O y ), apresentando propriedades tais como: elevado grau de dispersão e homogeneidade das partículas do óxido metálico na matriz de sílica, assim como elevada resistência mecânica e química. O objetivo deste trabalho foi o de preparar e caracterizar materiais do sistema SiO 2 /Mn x O y , obtidos pelo processo sol-gel, utilizando diferentes concentrações dos precursores de Mn (II), acetato ou nitrato. A técnica de fluorescência de raios X (FRX) mostrou que a concentração do óxido metálico nos materiais é dependente do precursor utilizado e da sua concentração no meio reacional, variando de 9,4% até 20,9% em massa. A maior concentração de óxido de manganês foi obtida quando se utilizou como precursor o (CH 3 CO 2 ) 2 Mn.4H 2 O. Os espectros de infravermelho indicam que a rede de SiO 2 é pouco perturbada pelo aumento da quantidade de óxido de manganês, sugerindo que o Mn x O y está disperso na superfície da matriz de sílica. Os difratogramas de raiosX (DRX) mostram que os materiais apresentam baixa cristalinidade. No entanto, observa-se uma mudança no DRX em 2θ = 35,7 o quando o material é aquecido a 400 0 C, provavelmente devido à formação de cristalitos de Mn 3 O 4 . O método de síntese proposto para os materiais SiO 2 /Mn x O y é reprodutível. A aplicação destes materiais como eletrodos para a redução de O 2 foi avaliada e observou-se que a atividade eletrocatalítica desses materiais pode ser aumentada através do seu aquecimento a 400 0 C. Palavras-chave:Sol-Gel, óxidos mistos, sílica gel, óxido de manganês, compósito. ABSTRACTThe mixed oxides SiO 2 /M x O y obtained by the sol-gel process, designated as composites, usually combine both mechanical and chemical properties of silica gel with the chemical properties of metal oxide (M x O y ), showing properties such as: high degree of dispersion and homogeneity of metal oxide particles in the silica matrix, as well as high mechanical and chemical resistance. The goal of this work was to prepare and characterize materials in the system SiO 2 /Mn x Oy obtained by the sol-gel process, using different concentrations of Mn (II) precursors (acetate or nitrate). The technique of X-ray fluorescence showed that the concentration of metal oxide in the materials is dependent on the precursor used and its concentration, ranging from 9.4% up to 20.9% by mass. The highest concentration of manganese oxide was obtained when (CH 3 CO 2 ) 2 Mn.4H 2 O was used as precursor. The infrared spectra indicate that the network of SiO 2 is not disturbed by the increase in the quantity of manganese oxide, suggesting that the Mn x O y is dispersed on the surface of the silica matrix. The X-ray diffraction showed the low crystallinity of these materials. However, there is a change in the XRD on 2θ = 35.7 0 when the material is heated to 400 0 C, probably due to the formation of Mn 3...

Synthesis and characterization of novel ZrO2-SiO2 mixed oxides

“…In particular, those materials which exhibit catalytic activity have attracted attention due to their broad and growing applicability in many industrial processes 3 , from the petrochemical industry to the food sector [4][5][6][7] . Numerous studies can be found in the literature [8][9][10][11][12][13] regarding the development of new materials with catalytic properties. Among the various solids with industrial applications, the mixed oxides are capable of combining the chemical and mechanical properties of their constituting oxides 5 .…”