Preparação pelo método poliol modificado, caracterização estrutural e espectroscópia de nanopós de niobato de potássio e neodímio e de suas condições sólidas dopadas em európio
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Data
2015-03-31
Autores
Namikuchi, Eliane Ayumi [UNESP]
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
This work is based on preparation and structural and spectroscopic characterization of potassium neodymium niobate oxide semiconductors nanopowders and their Eu-doped solid solutions K2Nd(1-x)EuxNb5O15, where x = 0; 0.0025; 0.025; 0.05 and 0.1, prepared by chemical synthesis, using the Modified Polyol method. Precursor powders of K2NdNb5O15 and their Eu-doped solid solutions were investigated by Thermogravimetry (TG) and Differential Scanning Calorimetry (DSC), proposing a chemical formula for each precursor. The structural characterization was carried out by X-ray diffraction. The structural parameters were determined by Rietveld method using the FullProf program. Structural-parameter refinements by the Rietveld method were performed by taking into account the noncentrosymmetric space group P4bm. The best theoretical adjustment for the K2NdNb5O15 was obtained assuming that each pentagonal site (4c (x, x + 1/2, z)) is occupied by K + cátions, the tetragonal sites (2a (0,0, z)) are occupied by Nd3+ and octahedral sites by Nb5+ cations. For solid solutions, pentagonal sites are occupied by cations K+ and Eu3+. From crystallographic parameters systems unit cells were built, and derived the atomic displacement (Δz) of niobium atom in the z-plane, from the central position of the [NbO6] octahedron. The addition of europium in the K2NdNb5O15 host structure led to changes in lattice parameters and the decrease in the unit cell volume, consistent with the distortion degree of [NbO6] octahedra. The average crystallite size of the investigated systems varied from 18.25 to 26 nm. The chemical bonds of K2NdNb5O15 and their solid solutions were analyzed by Infrared spectroscopy (FTIR) and Nb-O bond characteristic bands were observed. Electronic transitions of neodymium were analyzed by diffuse reflectance spectroscopy in the UV-Vis region. The band gap values were also determined and they are close to the values of semiconductors found in the...
Este trabalho se baseia na preparação e caracterização estrutural e espectroscópica de nanopós de óxidos semicondutores de niobato de potássio e neodímio e de suas soluções dopadas com európio. Pós de K2Nd(1-x)EuxNb5O15, onde x = 0; 0,0025; 0,025; 0,05 e 0,1 foram preparados por síntese química, utilizando o método Poliol Modificado. A caracterização dos pós precursores do K2NdNb5O15 e de suas soluções sólidas dopadas com Eu3+ foi investigada por análise termogravimétrica (TG) e calorimetria exploratória diferencial (DSC), propondo-se para cada precursor uma fórmula química. A caracterização estrutural foi realizada via difração de raios X. Os parâmetros estruturais foram determinados pelo Método de Rietveld a partir do refinamento dos difratogramas, utilizando o programa FullProf. O melhor grau de refinamento foi obtido com os sítios pentagonais (4c(x, x+1/2, z)) ocupados pelos cátions K+, os sítios tetragonais (2a (0,0,z)) ocupados por Nd3+ e os sítios octaedrais por cátions Nb5+. Para as soluções sólidas, os sítios pentagonais foram ocupados por cátions K+ e Eu3+. Os dados do refinamento estrutural mostraram que as soluções sólidas foram compatíveis com o grupo espacial P4bm. A partir dos parâmetros cristalográficos foram construídas as celas unitárias dos sistemas investigados, bem como calculado o deslocamento atômico (Δz) do átomo de nióbio, no plano z, da posição central do octaedro [NbO6], em cada sistema. A adição de európio na estrutura hospedeira do K2NdNb5O15 levou à modificações dos parâmetros de rede e, à diminuição do volume da cela unitária, compatíveis com o grau de distorção dos octaedros de NbO6. O tamanho médio de cristalito dos sistemas investigados apresentou valores entre 18,25 e 26 nm. As ligações químicas do K2NdNb5O15 e de suas soluções sólidas foram analisadas por espectroscopia vibracional de absorção na região do infravermelho (IV)...
Este trabalho se baseia na preparação e caracterização estrutural e espectroscópica de nanopós de óxidos semicondutores de niobato de potássio e neodímio e de suas soluções dopadas com európio. Pós de K2Nd(1-x)EuxNb5O15, onde x = 0; 0,0025; 0,025; 0,05 e 0,1 foram preparados por síntese química, utilizando o método Poliol Modificado. A caracterização dos pós precursores do K2NdNb5O15 e de suas soluções sólidas dopadas com Eu3+ foi investigada por análise termogravimétrica (TG) e calorimetria exploratória diferencial (DSC), propondo-se para cada precursor uma fórmula química. A caracterização estrutural foi realizada via difração de raios X. Os parâmetros estruturais foram determinados pelo Método de Rietveld a partir do refinamento dos difratogramas, utilizando o programa FullProf. O melhor grau de refinamento foi obtido com os sítios pentagonais (4c(x, x+1/2, z)) ocupados pelos cátions K+, os sítios tetragonais (2a (0,0,z)) ocupados por Nd3+ e os sítios octaedrais por cátions Nb5+. Para as soluções sólidas, os sítios pentagonais foram ocupados por cátions K+ e Eu3+. Os dados do refinamento estrutural mostraram que as soluções sólidas foram compatíveis com o grupo espacial P4bm. A partir dos parâmetros cristalográficos foram construídas as celas unitárias dos sistemas investigados, bem como calculado o deslocamento atômico (Δz) do átomo de nióbio, no plano z, da posição central do octaedro [NbO6], em cada sistema. A adição de európio na estrutura hospedeira do K2NdNb5O15 levou à modificações dos parâmetros de rede e, à diminuição do volume da cela unitária, compatíveis com o grau de distorção dos octaedros de NbO6. O tamanho médio de cristalito dos sistemas investigados apresentou valores entre 18,25 e 26 nm. As ligações químicas do K2NdNb5O15 e de suas soluções sólidas foram analisadas por espectroscopia vibracional de absorção na região do infravermelho (IV)...
Descrição
Palavras-chave
Físico-química, Niobatos - Estrutura, Cerâmica - Propriedades elétricas, Dialétricos, Análise spectral
Como citar
NAMIKUCHI, Eliane Ayumi. Preparação pelo método poliol modificado, caracterização estrutural e espectroscópia de nanopós de niobato de potássio e neodímio e de suas condições sólidas dopadas em európio. 2015. 156 f. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho, Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas, 2015.