Síntese e caracterização de óxidos binários de NiO-SnO2 pelo método dos precursores polimérico

Abstract

A junção de diferentes semicondutores, como forma de melhorar o desempenho catalítico e as suas propriedades, amplia o interesse para a produção. A heterojunção de diferentes óxidos metálicos, vem resultando em propriedades potencializadas quando comparadas com os constituintes isolados. O dióxido de estanho (SnO2), conhecido como cassiterita, um dos óxidos metálicos bastante estudado têm recebido grande atenção pela sua imensa gama de aplicações como: sensor de gases, célula fotovoltaicas, diodo emissores de luz, entre outros. Diante das boas propriedades, destaca-se o óxido de níquel (NiO), como um importante catalisador, onde nota-se uma crescente aplicação em diferentes dispositivos capacitores, indutores, termistores, baterias e sensores, detectores ultravioletas (UV), detecção fotocatalítica e química. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi a obtenção de binários a base de NiO-SnO2. Assim, óxidos binários (Sn0,95Ni0.05 O2, Sn0,90Ni0.10 O2, Sn0,85Ni0.15O2) foram sintetizados pelo método dos precursores poliméricos, método com ótimo controle de estequiometria dos produtos das reações, alta reprodutibilidade e homogeneidade, calcinados a 700°C, visando avaliar as modificações estruturais promovidas pelas diferentes quantidades em mol de Ni no sistema Sn1-XNixO2. As amostras foram caracterizadas por difração de Raios-X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho (IV) e espectroscopia na região do UV-Visível (UVVis). Os resultados estruturais por DRX, as amostras apresentaram qualidade cristalina, confirmando a presença do Ni no material proposto, devido a presença do pico principal do NiO (2 0 0) em torno de 43.27° do ângulo 2teta. Com os valores da largura a meia altura (FWMH) concluímos que ao aumentar a quantidade de níquel no sistema tem-se o aumento do tamanho do cristalito, e uma diminuição na FWMH, ou seja, quanto maior a quantidade de níquel, maior será a qualidade cristalina. Os resultados das análises do IV validam os resultados por DRX, as bandas intensas localizadas em torno de 430 e 570cm-1 correspondem aos modos de estiramento vibracional da ligação Ni-O. Nos espectros de UV-Vis, foi possível calcular os valores de band gap, concluindo que tendem a diminuir a medida que se aumenta a quantidade de Ni no sistema binário, indicando a presença de níveis intermediários entre a banda de valência e banda de condução dos semicondutores, o que poderá favorecer uma melhor performance destes materiais como catalisadores.