Síntese hidrotérmica de nanopartículas de ferrita de bário

Abstract

Este trabalho busca demonstrar alguns meios de síntese de ferritas, através de métodos químicos, conhecidos como bottom-up: em que a nanoestrutura é construída através da combinação de átomos e moléculas. Esses métodos são simples e eficazes e possibilitam um maior controle sobre o processo por utilizarem precursores moleculares ou atômicos para a obtenção das nanopartículas. Abordaremos também os meios para a caracterização dessas partículas produzidas, usando meios físicos e químicos para defini-las. Foram aplicadas as técnicas de Difração de Raio X (DRX) e de Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios X (EDX). A meta desse estudo foi a produção de hexaferrita de bário tipo M com fórmula molecular BaFe12O19. Adotamos a estratégia de síntese em reator hidrotermal na busca da produção de partículas magnéticas em suspensão aquosa, na qual se notou, por caracterização, que não houve a formação dos produtos pretendidos para a síntese de ferrofluido. A outra estratégia utilizada foi à síntese por coprecipitação, pela qual obtivemos a presença da hexaferrita de bário em suspensão como era desejado, mas com subprodutos junto à solução. Aplicamos o tratamento térmico nas amostras buscando a pureza mais elevada da hexaferrita. Através da caracterização verificamos que tanto os resultados hidrotermais quanto os por coprecipitação necessitam passar por um tratamento térmico. Os resultados mais satisfatórios para obtenção de uma partícula magnética mais pura foram por meio de reação por coprecipitação e tratamento térmico. ______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The purpose of this study is to demonstrate some ways of synthesis of ferrites through chemical methods, known as bottom-up in which the nanoestructure is constructed by the combination of atoms and molecules. These methods are simple and efficient and enable greater control of the process for they use molecular precursors or atomic to obtain the nanoparticles. We also discuss the ways to the characterization of the produced particles, using physical and chemical ways to their definition. We have applied the techniques of X-Ray Diffraction (XRD) and Energy Dispersive X-Rays Spectroscopy (EDS). This study aimed to produce M type barium hexaferrite with molecular structure BaFe12O19. We adopted the strategy of synthesis in hydrothermal reactor in order to produce magnetic particles in aqueous suspension, which has not demonstrated presence of the desired products to the synthesis of ferrofluid. Another strategy was the synthesis by coprecipitation, that demonstrated the appearance of barium hexaferrite in suspension as desired, despite the appearance of subproducts in the solution. We have applied the thermal treatment in the samples aiming the high purity hexaferrite. The characterization revealed that both hydrothermal results and those by copreciptation need thermal treatment. The most satisfactory results to obtain a higher pure magnetic particle have been by coprecipitation reaction and thermal treatment.