Desenvolvimento de métodos assistidos por radiação micro-ondas para a síntese direta e rápida de niobato de lítio (LiNbO3). - Deon, Vinícius Gonçalves (2015)
O niobato de lítio (LiNbO3) é um importante material ferroelétrico com aplicações em sensores, transdutores piezoelétricos, catalises e dispositivos ópticos. As suas propriedades e aplicabilidade são influenciadas pelo tamanho das partículas formadas e a composição química em relação ao conteúdo de lítio. Em altas temperaturas de síntese ou processamento (> 600 °C), o lítio pode evaporar e favorecer a formação de fases secundárias. Para reduzir ou evitar este problema o desenvolvimento de métodos de síntese mais brandos deve ser considerado. Dentre estes métodos, o hidrotérmico e o de combustão tem se destacado. Ainda que ofereçam vantagens, uma síntese hidrotérmica bem sucedida pode levar até 4 dias para LiNbO3, enquanto que uma combustão poderá requerer etapas adicionais de tratamento térmico. Ambos os métodos podem ser aprimorados pelo uso de radiação micro-ondas, resultando em economia de tempo e energia e síntese direta do material desejado, com partículas ou estruturas em escala nanométrica e uniformidade. Entretanto, o uso de micro-ondas para tais métodos na síntese de LiNbO3 ainda não são descritos ou carecem de estudos. Assim, métodos hidrotérmico e por combustão assistidos por radiação microondas foram desenvolvidos. O método hidrotérmico desenvolvido permitiu a síntese direta de nanopartículas romboédricas e cúbicas de LiNbO3 com tamanho médio de 41 nm e 52 nm com apenas 2 h ou 3 h de reação, respectivamente, à 260 °C. Comparadas ao material obtido por métodos hidrotérmicos convencionais descritos e Pechini, oferece melhor uniformidade em forma e tamanho e com preparo relativamente simples. O método de combustão desenvolvido é oferece simplicidade tanto em termos de etapas de preparo quanto precursores utilizados, permitindo a síntese direta de LiNbO3 entre 20 - 60 s. Em geral, ambos os métodos permitem a síntese direta de LiNbO3 sem fases secundárias e tempos muito curtos em relação aos respectivos processos convencionais dos quais derivam.