Título: Estudo morfológico de hidroxissais de cobalto obtidos

Título: Estudo morfológico de hidroxissais de cobalto obtidos através do
método de hidrólise de ureia
Autores: Rafael Marangoni, Roberto Richard Sturmer Blank, Monielly Viomar Machado
Afiliação: Laboratório de Materiais e Compostos Inorgânicos, LabMat/UNICENTRO,
Universidade Estadual do Centro-Oeste, Guarapuava, Paraná, Brasil.
Os hidroxissais lamelares, são compostos cuja estrutura cristalina é constituída de unidades
chamadas lamelas. Estas unidades possuem a capacidade de troca aniônica e podem, desta
forma, ser chamadas de polihidroxicátions bidimensionais. Uma vez sintetizado estes materiais
podem ter diversas aplicações, tais como: carga em polímeros, bio(sensores), catalisadores,
liberação controlada de moléculas de ativos nos cosméticos e na medicina entre diversas
outras aplicações, o que torna interessante e importante o estudo da morfologia destes
materiais para que possa ser direcionada as suas potenciais aplicações. A fórmula de um
hidroxissal típico pode ser descrita como M2+(OH)x-yBy•nH2O, onde M2+ é um cátion metálico
com carga 2+, como por exemplo, Ni2+, Zn2+, Co2+ entre outros, e B é um ânion de carga
compatível, exemplos típicos de ânions intercalados em hidroxissais são NO3-, Cl-, CO32-, dentre
outros.
Os hidroxissais foram sintetizados através do método hidrólise de ureia, onde 9
gramas dos sais solúveis de cobalto (Co(NO3)2.6H2O, CoCl2.6H2O) foram dissolvidos em 15 ml
de água destilada juntamente com 2 gramas de ureia. Os frascos foram fechados
hermeticamente e foram mantidos por 1 hora em estufa a uma temperatura de 140 °C. Em
seguida, o produto foi lavado com água e centrifugado por 5. Os produtos obtidos foram secos
em dessecador por 24 h, obtendo-se então os hidroxissais Co2(OH)3NO3 e Co2(OH)3(Cl). As
análises e caracterizações dos materiais foram feitas por difração de raios X (DRX) e
microscopia eletrônica de varredura (MEV), as imagens de microscopias foram coletadas em
um microscópio de varredura da Hitachi, TM3000, utilizando stub de alumínio com uma
superfície de silício como suporte.
O hidroxissal Co2(OH)3NO3 sintetizado pelo método de hidrolise de ureia, ao ser
analisado através da difratometria de raios-x apresentou uma fase compatível com as
intercalação dos ânions nitrato do hidroxissal lamelar. O material apresentou uma distância
basal de 6,95 Å calculada a partir do pico situado em 12,69° em 2. O hidroxissal Co2(OH)3Cl
sintetizado, ao ser analisado através da difratometria de raios-x também mostrou fases
compatíveis com as de hidroxissais similares aos encontrados na literatura [ICDD 01-0757688]. O material apresentou uma distância basal de 5,49 Å calculada a partir do pico situado
em 16,34° em 2. Ambos os materiais sintetizados apresentaram boa cristalinidade com
largura de pico estreita e bem intensas.
As imagens de microscopia eletrônica de varredura da amostra Co2(OH)3NO3 (Figura 1a
e b) é observada uma morfologia de aglomerados esferoides compostos por plaquetas de
hidroxissal lembrando em alguns casos uma forma de rosa. Os aglomerados possuem em
média um tamanho de 10 m. As imagens obtidas para o Co2(OH)3Cl, (Figura 1c e d) é
observada uma morfologia relativa a um aglomerado de partículas esféricas. Ao analisar as
imagens foi possível perceber o tamanho das partículas ao desagredar os aglomerados de
partículas com uma espátula e ao levar a amostra para o microscópio, o que seria grandes
cristais são apenas aglomerados de partículas de tamanho quase nanométricas.
Referências:
[1] Synthesis and termal stability study of cobalto hydroxynitrate in diferente polytypic
modifications; T N Ramesh, Inorganic Chemistry Communications 14, 419–422 (2011)
doi:10.1016/j.inoche.2010.12.016
[2] Polytypic transformations during the termal decomposistion of cobalt hydroxide and cobalt
hydroxynitrate; T N Ramesh, Journal of Solid State Chemistry 183, 1433-1436 (2010)
DOI:10.1016/j.jssc.2010.04.030
Os autores agradecem as agências de fomento Capes, Fundação Araucária, CNPq e FINEP.
Roberto R. S. Blank e Monielly V. Machado agradecem a Fundação Araucária pelas bolsas
concedidas.
Figura 1: Imagens de microscopia eletrônica de varredura da amostra Co(OH)3NO3 a 1,0k (a),
5,0k (b) e para a amostra Co2(OH)3Cl a 1,0k (c) e 5.0k (d).