Nanotubos de hidróxidos lamelares: composição, estrutura e luminescência

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Sanches, Dimy Nanclares Fernandes
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Espectroscopia óptica; Fotoluminescência; Layered double hydroxide; Nanopartículas; Nanotubos; Photoluminescence; Rare earth; Terras raras
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-21102021-185314/

Hidróxidos duplos lamelares (HDL) são uma importante classe de materiais sintéticos. Devido à intrínseca porosidade e variedade de composições, distintas propriedades físicas e químicas foram obtidas para esse tipo de matriz inorgânica, levando à sua aplicação em diversas áreas da indústria e do conhecimento. Embora naturalmente planos, novas morfologias podem ser impostas a esses materiais em laboratório. O presente trabalho tem por objetivo estudar a influência de íons terras raras (TR) na formação de nanotubos de hidróxidos lamelares. A síntese dos materiais foi realizada pelo método de coprecipatação de cátions metálicos sobre uma solução de micelas cilíndricas do surfactante P123. Produzimos, com sucesso, amostras com concentrações de terras raras variando entre x = 0 e 15%. Devido à diminuição da constante de solubilidade dos hidróxidos de terras raras ao longo da série lantanídica, os elementos de menor número atômico apresentaram tendência à formação de fases laterais. Fases puras dos hidróxidos lamelares pretendidos apenas foram obtidas para os metais com raio atômico menor que o samário. A estratégia de indução da auto-organização dos hidróxidos lamelares ao redor de micelas surfactantes cilíndricas se mostrou eficiente, gerando, com a inclusão de uma concentração ótima de TR3+ na amostra, aglomerados de nanotubos de hidróxidos lamelares com os íons La3+, Nd3+, Sm3+, Eu3+, Gd3+, Tb3+ ou Dy3+. A formação pontual de nanotubos em meio a amostras com morfologia predominantemente plana foi observada com a inclusão dos terras raras de número atômico maior que o disprósio. Em consonância com resultados reportados anteriormente para o európio, somente a adição conjunta de micelas cilíndricas de P123, BTC e lantanídeos na produção dos hidróxidos lamelares foi capaz de permitir curvaturas no material, induzindo a auto organização do sistema na morfologia de nanotubos. As propriedades espectroscópicas das amostras foram analisadas a fim de caracterizar o ambiente químico na região dos átomos lantanídeos, onde verificou-se que a intercalação de BTC nos hidróxidos lamelares reduz as simetrias dos sítios ocupados pelos TR, característica necessária para a formação dos nanotubos. A presença de BTC também se mostrou eficiente como forma de sensibilizar os íons Eu3+, Tb3+, Sm3+ e Dy3+, gerando uma nova classe de nanotubos fotoluminescentes.