INVESTIGAÇÃO DAS PROPRIEDADES ÓPTICAS E ESTRUTURAIS DA LINDGRENITA OBTIDA PELOS MÉTODOS DE COPRECIPITAÇÃO CONVENCIONAL E COPRECIPITAÇÃO ASSISTIDA PELO TRATAMENTO ULTRASSÔNICO

Abstract

RESUMO: Minerais que contêm ânions molibdato em sua estrutura apresentam valor comercial devido à sua utilização como catalisadores e muitos deles apresentam uma estrutura em camadas, fato que lhes confere uma alta atividade superficial. Dentre estes, destaca-se a lindgrenita, um mineral de fórmula Cu3(MoO4)2(OH)2, originalmente encontrado em Chuquicamata, no Chile. Neste trabalho, a lindgrenita foi obtida por meio do método de coprecipitação e coprecipitação assistida por tratamento sonoquímico, utilizando um banho ultrassônico. Foram utilizadas soluções de 50 mL contendo 4 mmol de Na2MoO4.2H2O e de Cu(NO3)2.3H2O com valores de pH iguais a 8 e 4, respectivamente, como precursores na síntese da lindgrenita. Os tempos de irradiação ultrassônica de 10, 20 e 30 minutos foram aplicados no início do processo de precipitação. Os difratogramas obtidos para todas as amostras estão de acordo com as informações cristalográficas contidos no cartão ICSD (Inorganic Cristal Structure Database) n°. 30946 e os resultados obtidos a partir do refinamento Rietveld encontram-se dentro dos considerados de qualidade e confiáveis. Os espectros Raman e de infravermelho estão de acordo com os dados disponíveis na literatura. Os valores calculados para a Egap estão na faixa de 2,3 a 2,5 eV. No mecanismo proposto para a formação das mesoestruturas, sugere-se que as unidades básicas formadoras sejam nanopartículas que sofrem coalescência, dando origem a microplacas, que por sua vez se agregam em um centro comum, formando mesoestruturas de tamanhos variados. Com o tempo de 10 minutos de sonicação houve a formação de mesoestruturas com formato de ouriço-do-mar com aspecto deformado e combinando dois lobos. A análise termogravimétrica mostrou que a lindgrenita é termicamente estável até cerca de 270 °C. Todos os espectros de FL obtidos, a exceção do composto obtido com o tempo de 10 minutos de irradiação ultrassônica, apresentam formas similares e exibem uma banda centrada em aproximadamente 450 nm. A banda de emissão intensa na região do amarelo, observada a partir do tempo de 10 minutos de irradiação ultrassônica, aparece de maneira mais discreta para o Cu3(MoO4)2(OH)2 obtido nos outros tempos de irradiação ultrassônica. Os resultados indicaram que a metodologia de síntese empregada mostrou-se adequada para a obtenção da lindgrenita, um composto com uma ampla gama de aplicações potenciais. ABSTRACT: Minerals containing molybdate anions in their structure have commercial value due to their use as catalysts and many of them have layered structure, which gives them a high surface activity. Among these, is the lindgrenite, a mineral of formula Cu3(MoO4)2(OH)2, originally found in Chuquicamata, Chile. In this work, lindgrenite was obtained employing the coprecipitation and coprecipitation method assisted by sonochemical treatment, using an ultrasonic bath. 50 mL solutions containing 4 mmol of Na2MoO4.2H2O and Cu(NO3)2.3H2O with pH values of 8 and 4, respectively, were used as precursors in the lindgrenite synthesis. Ultrasonic irradiation times of 10, 20 and 30 minutes were applied at the beginning of the precipitation process. All diffractograms obtained are in accordance with the crystallographic information contained in the ICSD (Inorganic Crystal Structure Database) n°. 30946 and the results obtained from the Rietveld refinement are within those considered of quality and reliable. Raman and infrared spectra are in agreement with the literature. The calculated values for Egap are in the range of 2.3 to 2.5 eV. In the proposed mechanism for the formation of the mesostructures, it is suggested that the basic forming units are nanoparticles that undergo coalescence, giving rise to microplates, which are aggregated in a common center, forming mesostructures of varied sizes. At 10 minutes of sonication, it was observed the formation of mesostructures with sea urchin shape and deformed aspect, combining two lobes. Thermogravimetric analysis showed that lindgrenite is thermally stable up to about 270 °C. All PL spectra, with the exception of the compound obtained with 10 minutes of ultrasonic irradiation, have similar shapes and exhibit a band centered at approximately 450 nm. The intense emission band in the yellow region, observed from the time of 10 minutes of ultrasonic irradiation, appears more discreetly for Cu3(MoO4)2(OH)2 obtained in the other times of ultrasonic irradiation. The results indicated that the synthesis methodology used was adequate to obtain lindgrenite, a compound with a wide range of potential applications.