Ciência e Tecnologia: bases para o Desenvolvimento Social
20 a 25 de outubro de 2014
Trabalho 2559
| ISSN | 2237-9045 |
|---|---|
| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Química teórica e experimental |
| Setor | Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Bolsa | PROBIC/FAPEMIG |
| Conclusão de bolsa | Sim |
| Apoio financeiro | FAPEMIG |
| Primeiro autor | Rejane Alvarenga Silva |
| Orientador | PABLO DAMASCENO BORGES |
| Outros membros | Camila Raiane Ferreira, FREDERICO GARCIA PINTO, JAIRO TRONTO |
| Título | Estudo de propriedades físico-químicas do composto HIDRÓXIDO DUPLO LAMELAR por meio de cálculos de primeiros princípios. |
| Resumo | As argilas aniônicas, comumente conhecidas como hidróxidos duplos lamelares (HDL) ou compostos do tipo da hidrotalcita pertencem à família de materiais cuja fórmula química é: [M1-XMex(OH)2]x+ (An-)x/n • nH2O. Estes materiais apresentam várias e notáveis propriedades físico-químicas, o que possibilita a aplicação dos mesmos em diversas áreas, como, por exemplo, catálise, adsorção, eletroquímica, biológica e medicinal. Os HDLs possuem lamelas, que se tornam carregados positivamente pela substituição de cátions divalentes M²+ por cátions trivalentes M³+. Essa carga é contrabalanceada por ânions presentes nas regiões interlamelares. As camadas inorgânicas dos HDLs podem ser empilhadas de acordo com duas simetrias diferentes, resultando em células unitárias romboédricas ou hexagonais. Este trabalho teve como objetivo investigar através de cálculos ab initio as propriedades físico-químicas de sistemas HDLs intercalados com íons nitrato, íons fosfatos e moléculas de água e também caracterizá-los por um conjunto de técnicas, dentre elas, difração de raios X no pó (DRXP), absorção molecular na região do infravermelho (FTIR-ATR), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise termogravimétrica (ATG). O estudo teórico foi realizado através de cálculo de primeiros princípios, baseado na teoria do funcional da densidade na aproximação da densidade local (LDA) para o termo de troca-correlação. Foi utilizado o método de pseudopotenciais construídos no formalismo PAW (Projector-Augmented Wave). Para a relaxação iônica foram utilizados os algorítimos quasi-newton e gradiente conjugado. Para a realização dos cálculos foi utilizado o código computacional VASP (Vienna Ab-initio Simulation Package) onde todo o formalismo teórico acima citado está implementado. A obtenção das estruturas finais de equilíbrio foram obtidas adotando como critério de convergência para forças residuais de Hellman-Feymann, valores menores que 10 meV/Å. Foi utilizado um conjunto de pontos K’s (Monkhorst-Pack) 3x3x1 para o HDL com M 2+= Mg2+, M3+ = Al3+ e A = HPO42- na concentração 3:1. Para a simulação do sistema foi aplicada a técnica de supercélula. Um espaçamento basal d = 9,8 Å foi encontrado para o Mg3Al-HPO4- HDL. Resultado da análise eletrônica, a partir do cálculo das densidades de estados, mostrando que este sistema possui caráter metálico. A análise da densidade de carga mostrou para o sistema HDL hidratada a presença do íon fosfato próximo ao cátion Al3+, confirmando observações experimentais. Os resultados apresentados nesse estudo possibilitaram uma descrição satisfatória dos comportamentos estruturais e eletrônicos para este composto. |
| Palavras-chave | Hidróxidos, Duplos, Lamelares |
| Forma de apresentação..... | Oral |