OBTENÇÃO DE COMPOSTOS LUMINESCENTES VIA PRECIPITAÇÃO HOMOGÊNEA "IN SITU" EM MATRIZ MACROPOROSA DE SÍLICA

Fernando Aparecido Sigoli (PG), Ana Maria Pires (PG), Marian Rosaly Davolos (PQ), Miguel Jafelicci Júnior (PQ)

Instituto de Química de Araraquara, UNESP, Araraquara, São Paulo.

palavras chave: matrizes porosas, semicondutores, európio, luminescência.

Materiais porosos possuem diversas propriedades e aplicações em função do tamanho, da distribuição e da morfologia de poros. Dentre os compostos inorgânicos porosos a sílica, as zeólitas e os vidros porosos(PVG) tem sido os mais utilizados. Matrizes com porosidade controlada apresentam largas possibilidades de uso. Tais matrizes em função de suas características superficiais podem ser utilizadas como material absorvedor, como suportes na imobilização de enzimas e como reagentes na obtenção de complexos orgânicos ancorados formando híbridos com propriedades adequadas para certas aplicações. A estrutura porosa destas matrizes podem ser dimensionadas como micro ou nano-reatores na obtenção "in situ" de compostos suportados com propriedades e aplicações específicas e também no controle da forma e do tamanho de partículas. Diversos compostos tem sido obtidos em matrizes porosas segundo diferentes métodos possibilitando a utilização destes suportes como sensores, catalisadores, materiais elétricos, materiais para óptica não-linear, biomateriais e materiais foto e eletro-ativos. O objetivo deste trabalho foi utilizar uma matriz macroporosa de sílica obtida via tratamento hidrotérmico como suporte de materiais luminescentes.

Os precursores hidroxicarbonato de zinco e de gadolínio dopado nominalmente com cinco porcento de európio (III) e o semicondutor sulfeto de zinco foram obtidos "in situ" na matriz porosa via precipitação homogênea. Para a obtenção dos hidroxicarbonatos utilizou-se a termodecomposição da uréia na presença dos cloretos dos íons metálicos e na preparação do sulfeto de zinco utilizou-se a tioacetamida como fonte de sulfeto e cloreto de zinco. Após a precipitação, a matriz contendo hidroxicarbonato de zinco foi tratada termicamente a 900^oC por duas horas e a matriz contendo hidroxicarbonato de gadolinio dopado com európio (III) foi tratada termicamente a 750^oC por quatro horas. Os produtos finais obtidos foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, difratometria de raios X e por espectroscopia de luminescência.

Dentre os diversos métodos disponíveis para a obtenção de partículas dispersas nos poros da matriz escolheu-se a precipitação homogênea pela facilidade de execução e principalmente em função da experiência do grupo na obtenção de partículas esféricas de diversos compostos luminescentes empregando-se o método citado. Por microscopia eletrônica de varredura verificou-se a presença de partículas dispersas nos poros da matriz para todos os compostos precipitados. Estes resultados mostraram também que a precipitação ocorre preferencialmente nos poros localizados na superfície da matriz (Figura 1).

(a) (b)

Figura: Matrizes macroporosas de sílica contendo, (a) partículas de óxido de gadolínio dopado com európio (III) e (b) partículas de sulfeto de zinco

Os dados de difratometria de raios X da matriz contendo óxido de gadolínio mostrou a presença de reflexões características do óxido de gadolínio com estrutura cúbica e também algumas reflexões características da a-cristobalita, indicando o início da cristalização da matriz de sílica que possui alta taxa de cristalização em 950^oC. O espectro de excitação da matriz contendo óxido de gadolínio dopado com európio apresentou além da banda característica de transferência de carga ligante- íon terra-rara, O-Eu, linhas atribuídas ao gadolínio e ao európio (III). O espectro de emissão desta matriz apresentou linhas finas atribuídas às transições ⁵D₀ ® ⁷F_0,1,2,3,4. Os espectros de excitação das matrizes contendo óxido e sulfeto de zinco apresentaram bandas atribuídas a transição eletrônica entre a banda de valência e a banda de condução características destes semicondutores. A matriz contendo sulfeto de zinco apresentou uma banda larga de emissão na região do azul em aproximadamente 490 nm e a matriz contendo óxido de zinco tratado a 900^oC apresentou uma banda na região do verde em torno de 540 nm atribuída a transição que envolve decaimento radiativo do nível doador, zinco intersticial monovalente, ao nível receptor, vacância de zinco (Zn⁺_i®V^-_Zn).

Portanto dentre as aplicações citadas para os compostos inorgânicos porosos, estes resultados comprovam que a matriz macroporosa obtida via tratamento hidrotérmico, pode ser utilizada como hospedeira de materiais luminescentes.

Sigoli, F. A., Giotto, M.V., Davolos, M.R., Jafelicci Jr., M., “Matrizes Macroporosas de Sílica Obtidas a Partir de Vidros Pyrex^â”: 22^a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química, Livro de Resumos 1999, volume 1, QM-020.

FAPESP