Ablação a laser em meio líquido: uma nova rota bottom up de síntese para preparação de materiais

Abstract

Neste trabalho foi demonstrado o potencial da técnica de ablação à laser em meio líquido para síntese de diferentes materiais utilizando soluções contendo precursores (rotas bottom up) e um alvo de forma simples e rápida. Primeiramente, pontos quânticos de CdS, (ZnCd)S e Ag2S/CdS foram obtidos pela ablação de um alvo de cádmio metálico em uma solução de tiossulfato de sódio, que serviu como fonte de enxofre, e 3-mercapto-1,2-propanediol (tioglicerol) como estabilizante. As amostras de CdS apresentaram luminescência na região do amarelo indicando emissão por defeitos e partículas com 2,7 nm de tamanho confirmado pelas medidas de absorção no UV-visível, MET e DRX. Da mesma forma as amostras de ZnCdS e Ag₂S/CdS foram sintetizadas sendo que neste caso quantidades específicas de uma solução aquosa de nitrato de zinco (Zn(NO₃)₂) 0,1 mol.L⁻¹ e AgNO₃ 0,1 mol.L⁻¹ foram adicionados na reação, respectivamente. As amostras de ZnCdS apresentaram emissão na região do azul indicando que houve inserção de íons Zn²⁺ na rede dos nanocristais de CdS. As emissões das nanopartículas de Ag₂S/CdS indicam um red shift característico para a região do vermelho devido a interação das espécies de prata com o CdS. Na segunda parte do trabalho foi realizada a síntese de partículas de V₂O₅ em água (adicionando ou não peróxido de hidrogênio, H₂O₂) e, em seguida, polimerização/intercalação de polianilina no óxido obtendo assim um compósito PANI/V₂O₅. Os resultados de absorção no UV-visível e IF-TF confirmam a obtenção da polianilina na forma condutora pela presença dos sinais característicos dos polarons. Os resultados de DRX confirmam que houve a intercalação do polímero nas lamelas do óxido indicado pelo deslocamento do plano (001) de 2θ igual a 7,4° para 6,9°. Os resultados de MEV indicam morfologias diferentes para amostras de PANI/V₂O₅ de acordo com a presença ou não de H₂O₂ na síntese do V₂O₅. Para a síntese apenas em água temos morfologias do compósito PANI/V₂O₅ em forma de “folhas” apresentando vários micros de comprimento, na presença de peróxido de hidrogênio a morfologia apresenta forma fibrilar. Na terceira parte deste trabalho foi realizada a síntese do BiVO₄ por duas rotas: uma onde foi feita a ablação do Bi₂O₃ em uma solução de metavanadato de amônio e em outra onde foi feita a ablação de um alvo de vanádio metálico em uma solução de nitrato de bismuto. No primeiro caso (a) um alvo de Bi₂O₃ foi ablado em uma solução de NH₄VO₃ e HNO₃ enquanto o segundo (b) um alvo de vanádio metálico foi submetido a ablação em uma solução de Bi(NO₃)₃ e H₂O₂. Na rota (a) obteve-se uma mistura de fases do BiVO4 com a tetragonal do tipo zircônia predominando, indicado pelos resultados de raios-x e que após tratamento térmico foram convertidas na monoclínica Scheelita. As partículas apresentaram morfologias quase esféricas com cerca de 5 micrometros de tamanho. Na rota (b) as amostras apresentaram fase exclusivamente tetragonal juntamente com uma matriz amorfa e tamanho de partículas da ordem de centenas de micrometros.