Desenvolvimento de métodos assistidos por radiação micro-ondas para a síntese direta e rápida de niobato de lítio (LiNbO3).
Abstract
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.
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