Síntese de óxido de zinco nanoestruturado através do método de combustão em solução e sua caracterização microestrutural

Abstract

O óxido de zinco (ZnO) possui propriedades térmicas, elétricas e óticas que são atraentes para diversas aplicações, tais como: condutor elétrico, aditivo para borracha, semicondutor, células solares, sensores de gases, sonda ótica, indústria farmacêutica e de cosméticos, materiais bloqueadores de radiação UV, no processo de dessulfuração em plantas químicas, entre outros. As propriedades químicas e microestruturais do óxido de zinco dependem da rota processual, das condições de processo, dos precursores utilizados e da concentração dos reagentes. Este trabalho objetivou investigar a síntese por combustão em solução do ZnO e avaliar a influência da razão combustível/oxidante nas características microestruturais dos produtos obtidos. As soluções precursoras foram preparadas utilizando ureia e nitrato de zinco hexa-hidratado como par combustível/oxidante. As razões foram definidas a partir de cálculo termodinâmico. Os pós obtidos foram caracterizados pelo método Branauer, Emmet e Teller - BET (área superficial), por análises térmicas (Análise Termodiferencial e Termogravimétrica), difração de raios-X (fases cristalinas presentes e tamanho de cristalito por single line), análise granulométrica (diâmetro médio do grão) e microscopia eletrônica de varredura (análise morfológica). Os resultados indicam que é possível obter ZnO nanoestruturado via síntese por combustão em solução utilizando ureia como combustível.

Zinc oxide (ZnO) has thermal, electrical and optical properties that are attractive for various applications, such as: electrical conductor, additive for rubber, semiconductor, solar cells, gas sensors, optical probe, pharmaceutical and cosmetic materials UV blocking, in the desulfurization process in chemical plants, and others. The chemical and microstructural properties of zinc oxide depend on the route procedure, the process conditions, the precursors used and the concentration of the reactants. This study aimed to investigate the combustion synthesis in solution of ZnO and evaluate the influence of the ratio fuel/oxidant in the microstructural characteristics of the products obtained. The precursor solutions were prepared using urea and zinc nitrate hexahydrate as a pair fuel / oxidant. The ratios were defined from thermodynamic calculation. The powders obtained were characterized by the method Branauer, Emmet and Teller - BET (surface area), thermal analysis (thermodifferential and Thermogravimetric Analysis), X-ray diffraction (crystalline phases present and crystallite size by single line), analysis granulometric (average diameter of the grain) and scanning electron microscopy (morphological analysis). The results indicate that it is possible to obtain ZnO nanostructured via combustion synthesis in solution using urea as fuel.