Síntese de cobalto metálico: um estudo comparativo

Abstract

Com os avanços da tecnologia nas diversas áreas, a demanda por materiais que tenham a sua dimensionalidade reduzida para serem facilmente manipulados e adaptáveis tem recebido destaque nos ramos acadêmicos e tecnológicos. Esses materiais podem ser compostos por partículas com tamanhos em escala nanométrica denominados nanopartículas. Sua aplicabilidade pode contribuir desde atividades simples do cotidiano como a remoção de manchas em roupas até encapsulamento de nanopartículas para condução de medicamentos no corpo humano com uma finalidade específica. Vislumbrando a obtenção de nanopartículas de cobalto, esse projeto sugeriu como rota sintética a redução de cátions de metais de transição, especificamente o Co2+, utilizando como agente redutor o borohidreto de sódio. As sínteses partiram de dois precursores: CoCl2•6H2O adicionado em meio alcoólico e CoSO4•7H2O adicionado em meio aquoso. Para cada síntese, foram avaliadas variações tais como: quantidade de agente redutor, adição do cloreto de tetraetilamônio monohidratado e síntese sob atmosfera inerte. Verificou-se a que o CoCl2•6H2O apresentou coloração azul em meio etanólico e o CoSO4•7H2O apresentou coloração rosa em meio aquoso. Em meio alcoólico, após a adição de borohidreto seguido da adição de água, imediatamente formava-se um sólido preto e intensa liberação de gás. As amostras foram analisadas pelas técnicas Difração de Raios-X, Espectroscopia Fotoeletrônica de Raio-X, Espectroscopia Vibracional no Infravermelho e as propriedades eletroquímicas por Voltametria Cíclica. A partir dos resultados obtidos foi verificada a presença de cobalto metálico que, possivelmente, estava recoberto pelo óxido de valência mista, Co3O4, devido a exposição ao ar, os hidróxidos de cobalto, polimorfos α e β, além de boratos devido a hidrólise do agente redutor. Foi possível concluir que as variações da quantidade de agente redutor, a presença do cloreto de tetraetilamônio monohidratado e a atmosfera inerte podem interferir de forma distinta para os produtos formados pela redução de CoCl2•6H2O e o CoSO4•7 H2O por borohidreto. Estabeleceram-se comparativos para que, em uma abrangência final, identificassem quais condições foram mais desfavoráveis para adaptá-las propondo mudanças na síntese do cobalto metálico