Caracterização morfológica e microestrutural da perovskita BaCexPr1-xO3 sintetizada a partir do método de complexação combinando EDTA/Citrato

In this study, binary perovskite (BaCexO3) were doped with praseodymium (Pr) to obtainment of the ternary material BaCexPr1-xO3. This material was synthesized by the complexation method combining EDTA/Citrate with the stoichiometric ratio of the element Praseodymium ranging from x = 0.1 to x = 0.9 in order to determine the influence of this rare earth element on the morphology and microstructure of the final powder. At first the material was synthesized based on the route proposed by literature (Santos, 2010), and then characterized by SEM and XRD, besides being refined by the Rietveld method. In the material that had lowest residual parameter, S, and lowest average size of crystal, pH variation of synthesis solution was made in order to identify the influence of this parameter on the morphology and microscopy of the final powder. The results show that addition of praseodymium did not directly influence the crystallographic and lattice parameters, keeping even the same orthorhombic structure of the binary material BaCexO3, according to Yamanaka et al (2003). Material type BaCe0,2Pr0,8O3 had lowest residual parameter (S=1.4) and lowest average size of crystallite (26.4 nm), being used as reference in the pH variation of synthesis solution for 9, 7, 5 and 3, respectively. Variation of this parameter showed that when the synthesis solution pH was decreased to below 11, there was an increase in the average size of crystals, for pH 9, about 58.3%, for pH 7 (30.3 %), for pH 2 (2.3%) and for pH 3 (42%), indicating that the value initially used and quoted by Santos (2010) was the most coherentCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorNo presente trabalho, perovskitas binárias do tipo (BaCexO3) foram dopadas com praseodímio (Pr) para obtenção de materiais ternários do tipo BaCexPr1-xO3. Esse material foi sintetizado pelo método de complexação combinando EDTA/Citrato, com a razão estequiométrica do elemento praseodímio variando de x=0,1 a x=0,9, com objetivo de determinar a influência deste terra rara na morfologia e microestrutura do pó final. Em principio o material foi sintetizado com base em rota proposta na literatura (Santos, 2010), sendo em seguida caracterizado via MEV e DRX, além de serem refinados pelo método Rietveld. No material que obteve menor parâmetro residual, S, e menor tamanho médio de cristal foi feita a variação do pH da solução de síntese a fim de identificar a influência deste parâmetro na morfologia e microscopia do pó final. Os resultados mostram que a adição do elemento praseodímio não influenciou diretamente os parâmetros cristalográficos e de rede, mantendo, inclusive, a mesma estrutura ortorrômbica do material binário do tipo BaCexO3, de acordo com Yamanaka et al (2003). O material do tipo BaCe0,2Pr0,8O3 obteve menor parâmetro residual (S=1,4) e menor tamanho médio de cristalito (26,4 nm), sendo usado como referência na variação do pH da solução de síntese para 9, 7, 5 e 3, respectivamente. A variação desse parâmetro mostrou que quando foi diminuído o pH da solução de síntese para valores abaixo de 11, houve um aumento no tamanho médio dos cristais, para o pH 9, em torno de 58,3 %, para o pH7 (30,3%), para o pH2 (2,3%) e para o pH3 (42%), indicando que o pH 11 utilizado inicialmente e citado por Santos (2010) foi o mais coerent

Efeito do pH, Razão molar de EDTA: Ácido cítrico: íons metálicos totais e do tratamento térmico na obtenção da BaCeO3 com base no método de complexação EDTA-Citrato

Inúmeras são as pesquisas que utilizam o método de complexação EDTA-Citrato na sintetização de materiais cerâmicos variados. No presente trabalho sintetizou-se o BaCeO3, com base neste método, visando investigar a influência do pH (7 – 11) e razão molar EDTA:ácido cítrico:íons metálicos totais (0,5:1,5:1,0; 1,0:1,0:1,0; 1,0:1,5:1,0; 1,5:1,5:1,0 e 1,0:2,0:1,0). Foram ainda realizadas duas bateladas de síntese, variando as condições do tratamento térmico: (1) 230 °C por 180 min com taxa de aquecimento de 5 °Cmin-1 e calcinação a 950 °C por 300 min com taxa de aquecimento de 5 °Cmin-1 e (2) 500 oC por 180 min com taxa de aquecimento de 10 oC min-1 e 950 oC por 300 min com taxa de aquecimento de 1 oCmin-1. Os materiais foram caracterizados por difração de raios-x e refinamento através do método Rietveld a partir do programa MAUD. As análises de difração de raios-X confirmaram a fase BaCeO3 em todas as amostras nas condições do pH ou da razão molar, com também do tratamento térmico. Todavia, foi observada uma variação significativa na pureza e no tamanho médio de cristalito do material conforme alteração na condição de síntese. Apresentando a condição (1) cerca de 2% de fase secundária (BaCO3) quando variou o pH ou razão molar. O tamanho médio de cristalito dos pós também apresentou uma variação entre aproximadamente 90 e 192 nm quando variou o pH e maior tamanho de cristalito (105-141 nm) diminuindo EDTA ou aumentando o ácido cítrico. Entretanto, a condição (2) apresenta uma amostra monofásica (pH 11 e razão molar 1,5:1,5:1,0) com tamanho médio de cristalito por volta de 180 nm. Pode-se ainda constatar que a alteração do pH e da razão molar na metodologia de síntese variou a temperatura de formação da fase e consequentemente tamanho de cristalito

Efeito do pH, Razão molar de EDTA: Ácido cítrico: íons metálicos totais e do tratamento térmico na obtenção da BaCeO3 com base no método de complexação EDTA-Citrato

Inúmeras são as pesquisas que utilizam o método de complexação EDTA-Citrato na sintetização de materiais cerâmicos variados. No presente trabalho sintetizou-se o BaCeO3, com base neste método, visando investigar a influência do pH (7 – 11) e razão molar EDTA:ácido cítrico:íons metálicos totais (0,5:1,5:1,0; 1,0:1,0:1,0; 1,0:1,5:1,0; 1,5:1,5:1,0 e 1,0:2,0:1,0). Foram ainda realizadas duas bateladas de síntese, variando as condições do tratamento térmico: (1) 230 °C por 180 min com taxa de aquecimento de 5 °Cmin-1 e calcinação a 950 °C por 300 min com taxa de aquecimento de 5 °Cmin-1 e (2) 500 oC por 180 min com taxa de aquecimento de 10 oC min-1 e 950 oC por 300 min com taxa de aquecimento de 1 oCmin-1. Os materiais foram caracterizados por difração de raios-x e refinamento através do método Rietveld a partir do programa MAUD. As análises de difração de raios-X confirmaram a fase BaCeO3 em todas as amostras nas condições do pH ou da razão molar, com também do tratamento térmico. Todavia, foi observada uma variação significativa na pureza e no tamanho médio de cristalito do material conforme alteração na condição de síntese. Apresentando a condição (1) cerca de 2% de fase secundária (BaCO3) quando variou o pH ou razão molar. O tamanho médio de cristalito dos pós também apresentou uma variação entre aproximadamente 90 e 192 nm quando variou o pH e maior tamanho de cristalito (105-141 nm) diminuindo EDTA ou aumentando o ácido cítrico. Entretanto, a condição (2) apresenta uma amostra monofásica (pH 11 e razão molar 1,5:1,5:1,0) com tamanho médio de cristalito por volta de 180 nm. Pode-se ainda constatar que a alteração do pH e da razão molar na metodologia de síntese variou a temperatura de formação da fase e consequentemente tamanho de cristalito

Synthesis of the Perovskite-Type BaCe0.8Pr0.05Cu0.15O3-δ via EDTA-Citrate

<div><p>BaCeO3-based ceramics are ionic and electronic conductors that can be applied to oxygen sensors, solid oxide fuel cells and oxygen permeable membranes. However, the low chemical stability at high temperatures of these materials motivates studies involving doping of A and/or B sites of the perovskite structure. In this context, the present work aimed to synthesize a new BaCe0.8Pr0.05Cu0.15O3-δ material using the chemical route of complexation which combines EDTA-Citrate with pH variation. The powders obtained at pH 3 or 11 and calcined up to 900 ºC are thermally unstable. The cubic perovskite BaCe0.8Pr0.05Cu0.15O3-δ with crystallite size between 99.4 nm and 131.6 nm was obtained along with barium carbonate traces. In the powders calcined at 1000 ºC the pH increase decreases the amount of barium carbonate (17.3% to pH 3, 3.4% to pH 7 and 1.8% to pH 11), but increases the size of grains with irregular shapes.</p></div