COMPORTAMENTO LUMINESCENTE DOS PRODUTOS

DE DECOMPOSIÇÃO TÉRMICA DO Eu(C7H7SO3)3×2H2O


Arnaud Victor dos Santos (PQ)1, Hermi Felinto de Brito (PQ)2, Oscar L. Malta(PQ)3 e Jivaldo do Rosário Matos (PQ)2.


1Departamento de Química -Universidade Federal da Paraíba -– João Pessoa – PB. 2Departamento de Química Fundamental -Instituto de Química -USP São Paulo-SP. 3Departamento de Química Fundamental - UFPE-CCEN - Recife - PE

e-mail: avsantos@labpesq.quimica.ufpb.br


Palavras-chaves: p-toluenossulfonato, luminescência, análise térmica


Introdução. Os primeiros compostos de p-toluenossulfonatos de terras raras, TR(pTS), foram estudados em solução por Nakani e Giesekke 1982 [1]. Posteriormente, Ohki et al [2] sintetizaram os compostos de fórmula geral TR(pTS)3.9H2O, empregando o mesmo procedimento descrito na síntese dos 2-naftalenossulfonatos de TR3+ [3]. No entanto, não foi citado na literatura artigos relacionados a estudos das etapas de decomposição térmica ou que associem as propriedades luminescente dessa classe de compostos a dados termoanalíticos.


Objetivos. Este trabalho se propõe à obtenção de compostos luminescentes a partir dos produtos de decomposição térmica utilizando o precursor Eu(pTS)3×2H2O.


Parte Experimental. O sal de Eu foi preparado fazendo-se reagir uma suspensão aquosa do respectivo hidroxicarbonato com ácido p-toluenossulfônico na proporção molar 1:3. Esse sal e os seus produtos de decomposição térmica, isolados em diferentes temperaturas, foram caracterizados por análise elementar, difração de raios X e espectroscopia de absorção no infravermelho e avaliados quanto as suas propriedades luminescentes. As curvas TG/DTG, foram obtidas na faixa de temperatura de 30 à 1400 oC, sob atmosfera dinâmica de ar (50 mL min-1), razão de aquecimento de 10 oC min-1 e utilizando cadinho de platina com massa em torno de 25 mg. Os espectros de emissão e excitação do sal de partida e dos produtos de decomposição térmica foram registrados à temperatura de 298 e 77K.





m(%)

Resultados e Discussão. Os resultados de análise elementar e de termogravimetria sugeriram a fórmula mínima: Eu(C7H7SO3)3.2H2O. Os espectros no infravermelho indicaram que a coordenação do ânion ao íon Eu (III) ocorre através do átomo de oxigênio do grupo sulfonato e que o composto foi obtido na forma hidratada. Os dados de TG/DTG e DSC evidenciaram que a desidratação ocorre entre 30 e 150oC e apresentaram, respectivamente, os seguintes valores de perda de massa e endoterma: 5,22% e DH = 83 kJ/mol. Os difratogramas de raios X, método do pó, do Eu(C7H7SO3)3, hidratado e anidro, indicam que estes são cristalinos. Os produtos da decomposição térmica do sal precursor foram isolados nas temperaturas de 180, 650, 1000 e 1350 oC e, respectivamente, correspondem as seguintes etapas do processo térmico: (1) composto anidro [Eu(C7H7SO3)3], (2) oxidissulfato de európio [Eu2O(SO4)2], (3) dioxissulfato de európio (Eu2O2SO4) e (4) óxido de európio (Eu2O3). Os espectros de emissão dos Eu(C7H7SO3)3.2H2O, Eu(C7H7SO3)3, Eu2O(SO4)2 e Eu2O3 (Figura) mostram desdobramentos para os níveis 5D0 ( 7FJ (J = 0 - 4) evidenciando que o íon Eu3+ encontra-se em um ambiente químico com mais de um sítio de simetria. Enquanto que para o composto Eu2O2SO4, isolado à 1000 oC, as transições obedecem a regra de seleção (2J+1)-componentes, indicando que o íon Eu3+ encontra-se somente em um sítio de simetria.



Conclusão - O presente trabalho possibilitou a obtenção e caracterização de materiais potencialmente luminescentes monitorados por termogravimetria e espectroscopia emissão. A associação destas técnicas permitiu o estudo das propriedades luminescentes dos diferentes produtos de decomposição, assim como inferir que o intermediário isolado em 1000oC, Eu2O2SO4, poderá ser um precursor para a preparação do fósforos Y2O2S:Eu3+.

Referências [1] Nakani, B. S. and Giesekke, W. (1982). Polyhedron. 1(3), 253. [2] Ohki, Y.; Suzuki, Y.; Takeuchi, T. and Ouchi, A. (1988). Bull. Chem. Soc. Japan. 61(2), 393. [3] Ohki, Y.; Suzuki, Y.; Nakamura, M.; Shimoi M. (1985). Bull. Chem. Soc. Japan. 58(10), 2968.

[FAPESP, CNPq, CAPES]