Preparação e caracterização físico-química de novos metalossilicatos contendo ítrio e cobalto

Abstract

Os materiais de estrutura mista, dentre eles materiais contendo ítrio e cobalto em sua estrutura, têm sido estudados a partir do final da década de 80 e suas aplicações vêm sendo descobertas e aprimoradas desde então. Em meio a estas aplicações está, por exemplo, seu uso como catalisadores heterogêneos e como materiais adsorventes de metais em soluções. Sendo assim, este trabalho teve como objetivo o estudo de novos materiais metalossilicatos contendo ítrio e cobalto desde o processo de síntese, caracterização físico-química, até sua aplicação em experimentos de troca iônica, especificamente com os metais bário, cádmio, chumbo e estrôncio (Ba2+, Cd2+, Pb2+ e Sr2+), tendo em vista um estudo do comportamento estrutural destes materiais nestas condições. Para atingir este objetivo, a metodologia utilizada foi a técnica de síntese sol-gel, utilizando, também, direcionadores de estrutura orgânicos para a síntese do cobalto silicato. A caracterização físico-química foi realizada por meio das técnicas de Difração de Raios-X (DRX), Ressonância Magnética Nuclear com Rotação no Ângulo Mágico (MAS-RMN), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia Eletrônica de Transmissão de Alta Resolução (HRTEM), Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FT-IR), Análise de Área de Superfície por BET e Espectroscopia de Emissão Ótica com Plasma Acoplado (ICP-OES). Dois novos materiais cristalinos foram sintetizados, um ítrio silicato poroso com simetria monoclínica, de parâmetros a = 13,26Å; b = 9,25Å; c = 12,37Å e β = 114,76°; e um cobalto silicato mesoporoso, com simetria tetragonal de parâmetros a = b = 10,39Å e c = 12,21Å; denominados URP2 e URP3 respectivamente. Os resultados de MAS-RMN mostraram sítios de silício e ítrio inéditos na literatura para o ítrio silicato URP2, e seu comportamento na troca iônica sugere uma possível aplicabilidade como material adsorvente de cádmio e chumbo.

Crystalline materials containing ytrium and cobalt in the crystallographic structure have been studied since the end of 80's decade, and its applications have been discovered and improved in the last years. Heterogeneous catalysis and the adsorbing of trace metals in solutions are two of these applications that are related to nowadays issues in worldwide scenery.