Estudo das Propriedades Estruturais e Vibracionais do Titanato de Cobalto dopado com Ni e Mg. - PEREIRA, Joseane Freire. (2023)
Neste trabalho há o interesse em compreender como o níquel (Ni2+) e o magnésio (Mg2+), interagem no composto AxCo1-xTiO3, em suas propriedades estruturais e vibracionais, após substituição atômica no titanato de cobalto (CoTiO3). A síntese foi realizada pelo método de reação de estado sólido, em intervalos regulares de 0,1 nas concentrações 0,0 ≤ x ≥ 1,0, sendo A =Ni2+ ou Mg2+. Os titanatos de cobalto, de Níquel (NiTiO3) e de Magnésio (MgTiO3) têm estrutura ilmenita, do tipo ABO3, no qual os substituintes provocam mudança nas características e propriedades das amostras, caso ocorra alguma substituição através dos cátions A e/ou B. Esses titanatos têm diversas aplicações, seja em novas tecnologias ou, até mesmo, na natureza, pois são utilizados em: capacitores, pigmentos, lubrificantes, sensores de gás, células fotovoltaicas, entre outros. Para caracterizar essas estruturas, utilizou-se duas técnicas experimentais, difração de raios X (DRX) e espectroscopia Raman. Foi observado que, para as amostras de referência, os padrões de difração de raios X e os espectros Raman, estão em concordância com os resultados encontrados na literatura. Porém, no MgTiO3 temos uma pequena fração da fase MgTi2O5. A Substituição catiônica do Co2+ por Ni2+ , no composto NixCo1-xTiO3, mostrou pequenas alterações nos difratogramas, aparecendo alguns picos de baixa intensidade. Nas medidas de espectroscopia Raman desse mesmo sistema, foi possível ver que a substituição proporciona uma mudança sutil nas posições de alguns modos vibracionais. Em contrapartida, no sistema MgxCo1-xTiO3, foi verificado mudanças nos picos de difração em algumas concentrações. Nos espectros Raman do MgxCo1-xTiO3, observamos que nas concentrações 0,7 a 0,9 ocorreram maiores alterações no espectro, exibindo efeito de surgimento e deslocamentos de novos picos. Com relação à largura dos picos, foi observada uma desordem estrutural apenas no sistema com Mg2+. Para as medidas de espectroscopia Raman com temperatura diferente da ambiente, a estrutura de NixCo1-xTiO3 sofreu um deslocamento na posição central de cada pico para menores números de onda e um alargamento nos modos vibracionais com a variação de temperatura. A substituição atômica nos sistemas NixCo1-xTiO3e MgxCo1-xTiO3 se mostrou muito interessante, apresentando a formação de uma solução sólida. Além disso, também foi investigado o comportamento da célula unitária desses compostos, sabendo que os raios iônicos do Ni2+ e do Mg2+ são próximos do número do raio do Co2+ e que o valor da massa atômica do Ni2+ é próximo do valor da massa do Co2+. No entanto, para o Mg2+ a massa atômica é menos da metade do valor da massa do Co2+. Os resultados indicaram um aumento da célula unitária em um sistema e a redução da célula unitária em outro sistema. Esperamos que, com a pesquisa empreendida, os compostos produzidos, NixCo1-xTiO3 e MgxCo1-xTiO3, contribuam para novas aplicações tecnológicas resultando em materiais com bastante importância e que as suas características, tanto de síntese, quanto estruturais e vibracionais ajudem a elucidar diversos tipos de sistemas físicos e químicos.