Responsive image
Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado

Centro: Não Informado

Departamento: Não Informado

Dimensão Institucional: Pós-Graduação

Dimensão ODS: Econômica

Tipo do Documento: Dissertação

Título: SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DA FERRITA DE BISMUTO (BIFEO3) DOPADA COM LANTÂNIO PARA A OBTENÇÃO DE PIGMENTOS INORGÂNICOS COM ALTA REFLETÂNCIA SOLAR

Orientador
  • MARCIO CELSO FREDEL
Aluno
  • KANANDA DE MATOS DEGUES

Conteúdo

A urbanização é uma tendência mundial que se traduz na concentração da população nas cidades. a emissão de poluentes no ar, a escassa vegetação e o uso de materiais nas construções que absorvem a radiação solar, em particular na região do infravermelho próximo (nir), causam o aumento da temperatura nos centros urbanos, dando origem ao fenômeno conhecido como ilha de calor urbana (uhi). algumas alternativas são conhecidas para mitigar esse fenômeno, o uso de pigmentos “frios” (com alta refletância nir) é uma delas, porém, há poucos pigmentos com essa característica, e estes são complexos inorgânicos obtidos pela mistura de óxidos com um grau considerável de toxicidade. desta forma, este estudo reporta a síntese e a caracterização de pigmentos não tóxicos à base de ferrita de bismuto (bifeo3 ou bfo) pura e dopada com lantânio usando duas distintas rotas, a reação no estado sólido (rota cerâmica) e a sol-gel, a fim de verificar a potencialidade de uso dos pós obtidos como pigmentos “frios”, livres de toxicidade. para a rota cerâmica inicialmente foram preparadas três composições (40/60, 50/50 e 60/40 fe2o3/bi2o3 mol%) a fim de determinar parâmetros de síntese mais adequados (razão molar, taxa de aquecimento, atmosfera e temperatura de calcinação) para obter a bfo pura, tendo em vista que é comum a formação de fases parasitárias, característica intrínseca à ferrita de bismuto quando obtida por reação no estado sólido. após identificação da melhor composição (50/50) e dos parâmetros térmicos mais adequados procedeu-se com a síntese da bfo dopada com lantânio, seguindo a fórmula bi1-xlaxfeo3 onde x=0, 0,1, 0,2, 0,3, 0,4 mmol de lantânio. na rota sol-gel os pós foram sintetizados a partir de uma solução etanólica de nitrato de ferro e uma solução de nitrato de bismuto e acetona, sendo o nitrato de lantânio incorporado juntamente ao nitrato de bismuto. foram utilizadas as mesmas concentrações molares do dopante (lantânio) nas duas rotas para fins comparativos. todos os pós foram caracterizados termicamente, estruturalmente, morfologicamente e as propriedades ópticas (cor, band gap e refletância solar) avaliadas. a análise térmica mostrou que todos os pós apresentaram boa estabilidade térmica até 1000ºc enquanto que a análise mineralógica permitiu identificar que os pós de bfo quando obtidos por reação no estado sólido apresentam estrutura romboédrica e a presença de vestígios de fases parasitárias; em contrapartida naqueles obtidos pelo método sol-gel a bfo contou com uma mudança da estrutura romboédrica para a ortorrômbica à medida que a concentração de lantânio aumenta no sistema. a substituição de bi3+ por la3+ provocou mudanças no band gap e, consequentemente na coloração da bfo para ambos os métodos. os pós sintetizados apresentaram coloração marrom avermelhada-laranjada. a refletância solar dos pós obtidos pela rota cerâmica aumentou em função da quantidade de lantânio inserida, mas apenas uma parte do espectro nir apresentou percentuais superiores a 60% de refletância. esses resultados podem estar relacionados à presença de fases parasitárias, ao tamanho (micrométrico) e também às adaptações realizadas para efetuar a medida. os pós obtidos pelo métodos sol- gel apresentaram tamanho de partícula menor (nanométrico). houve a formação da fase cristalina (a bifeo3) mas com a presença de fase amorfa, em alguns casos em altos percentuais (~38%) que pode ter influenciado o comportamento óptico dos pós, uma vez que a refletância no nir não aumentou proporcionalmente à quantidade de lantânio inserida, como verificado na rota cerâmica. apesar disso, o espectro de refletância solar dos pós sintetizados via rota sol-gel foi significativamente diferente daqueles da rota cerâmica, mostrando percentuais superiores já na região do visível e refletância de 85% em grande parte do espectro nir (1200 a 2400 nm), sendo, portanto, uma potencial alternativa para uso como pigmentação “fria”.

Índice de Shannon: 3.85918

Índice de Gini: 0.922332

ODS 1 ODS 2 ODS 3 ODS 4 ODS 5 ODS 6 ODS 7 ODS 8 ODS 9 ODS 10 ODS 11 ODS 12 ODS 13 ODS 14 ODS 15 ODS 16
4,27% 4,89% 5,73% 3,86% 3,84% 6,26% 13,38% 5,24% 6,45% 5,59% 14,80% 4,59% 5,92% 4,29% 4,89% 6,01%
ODS Predominates
ODS 11
ODS 1

4,27%

ODS 2

4,89%

ODS 3

5,73%

ODS 4

3,86%

ODS 5

3,84%

ODS 6

6,26%

ODS 7

13,38%

ODS 8

5,24%

ODS 9

6,45%

ODS 10

5,59%

ODS 11

14,80%

ODS 12

4,59%

ODS 13

5,92%

ODS 14

4,29%

ODS 15

4,89%

ODS 16

6,01%